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形上集

萬伯格去世

2021-09-01 高涌泉
如果愛因斯坦與費曼像貝多芬,那麼萬伯格就像巴哈。
影像來源:Larry Murphy, The University of Texas at Austin


上世紀下半葉粒子物理學最了不起的成就,是建立起所謂的「標準模型」,這是個極為成功的理論,主要預測都逐一獲得證實。物理學家萬伯格(Steven Weinberg,舊譯溫伯格)是促成這個理論的核心人物,今年7月23日,他逝世於美國德州,享壽88。


標準模型包含兩部份:一是電弱理論,這個理論統一了電磁作用與弱作用;另一是量子色動力學(QCD),用於描述強作用。1980年代初,當我進入粒子物理這行,標準模型這名稱尚未出現,雖然QCD已是QCD,但電弱理論還稱為「萬伯格-薩拉姆模型」。


萬伯格於1967年11月在《物理評論通訊》發表一篇不滿三頁的短文,題目〈一個輕子模型〉,乾淨俐落地寫下了至今依舊成立的電弱理論方程式(以術語講,就是寫下這個理論的「拉格朗日函數」)。當時夸克理論還不完整(例如還沒發現魅夸克),所以萬伯格僅探討輕子的電弱作用,不過修補這項缺點並不困難。至於薩拉姆(Abdus Salam)的貢獻則於隔年(1968)出現在一份會議講稿中。若拿萬伯格與薩拉姆兩人的文章相比,萬伯格的論文更早發表也更清楚明白,但無論是誰的文章,在發表後數年間都沒有受到重視。


「萬伯格-薩拉姆模型」奠基於兩大概念:規範場論以及希格斯機制。規範場論用來描述傳遞交互作用的向量玻色子,希格斯機制則用來賦予W、Z等弱作用玻色子質量。萬伯格相信「萬伯格-薩拉姆模型」有個優點,那就是它是「可重整化」的模型。後來這個猜測由荷蘭人特霍夫特證明了。找到可重整化的電弱理論是粒子物理的重要突破,有重要貢獻的萬伯格、薩拉姆、特霍夫特等人也都不意外地獲得了諾貝爾物理獎......


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