史蒂芬·温伯格：高能粒子物理学的指引者

1967年11月20日，史蒂文·史蒂芬·温伯格在《物理评论快报》上发表了一篇里程碑式的论文:“轻子模型”，为20世纪下半叶高能粒子物理学的发展指明了方向。

1967年11月20日，温伯格在《物理评论快报》上发表了轻子模型。从2017年到2018年，全世界举行了许多会议来庆祝标准车型诞生50周年。

在一篇两页半的论文中(包括参考文献和致谢)，温伯格优雅而简洁地写下了宇宙最深的秘密。他的成就在当时无疑是革命性的。今天，这篇论文每周至少被引用三次。它的内容是粒子物理学的标准模型——迄今为止描述宇宙中粒子如何相互作用的最完整的理论核心。

轻子模型是理论物理学史上被引用最多的论文之一，迄今已被引用11396次。|照片来源:Inspirehep

1979年，温伯格、阿卜杜勒·萨拉姆和谢尔登·邓拉·肖因统一了自然界四种基本力中的两种——电磁力和弱核力——而获得诺贝尔物理学奖。他们的“电弱理论”假设光子和矢量玻色子(即弱相互作用的载流子)之间是对称的。温伯格认为这种对称性无法被观察到，因为它是由于与其他场的相互作用而“自发”破裂的。他的理论解释了这个领域中几个令人困惑的问题，包括为什么左手粒子和右手粒子之间的弱相互作用不同(违反宇称守恒)。

2009年，温伯格(左)参观了欧洲核子研究中心的阿特拉斯实验。

最近，温伯格在《物理评论快报》上发表了一篇文章

这一事件显示了在1200升的格格美尔气泡室内产生的真实轨迹(1973年7月)，并提供了第一个证实中性流相互作用的证据。|图片来源:欧洲核子研究中心

人们什么时候开始称这一切为标准模型了？

我不确定，但我记得我在1973年法国普罗旺斯艾克斯的一次演讲中用过这个名字。我想向我的听众指出，当时物理学家已经对基本粒子有了很好的理解，我们可以用这个“标准模型”作为解释实验的工具。

对你来说，名字中包含“标准”这个词意味着确定吗？

我相信这个理论是正确的，但是在1976年和1977年，一系列的实验数据很难用标准模型来解释，这在一定程度上动摇了我的信心。1977年春天，我取消了与妻子和女儿一起去约塞米蒂的计划。相反，我花了那段时间和我的朋友*希一起工作，试图找到一个替代理论来解释这些实验。我自豪地说，我们失败了，因为事实证明实验是错误的。

最后，1978年的SLAC实验解决了这个问题。实验证实了电子-核相互作用中宇称不守恒的预测。在那之后，我认为每个人都相信标准模型是正确的。

在这篇PRL文章中，您已经描述了标准模型开发中的一些曲折。你认为重温那段复杂的历史有用吗？

我认为通过研究物理学史，我们可以理解所有物理学家做出的判断——以及错误的判断。历史也可以是力量的源泉:作为物理学家，通过理解物理理论背后的故事，我们可以感受到伟大历史进程的一部分。这种进步的感觉鼓励我们在办公桌前和实验室里继续奋斗。

这一进展将把粒子物理学带到哪里？

我们的目标是找到一个解释所有力和粒子的“终极理论”，但是它的形式非常模糊。在这一点上，这样一个基本理论似乎比以往任何时候都更遥远，因为有迹象表明，看到它所需的能量超出了我们的能力。不幸的是，除了中微子的质量之外，加速器实验没有揭示出标准模型以外的任何东西。(根据标准模型的预测，中微子没有质量。然而，中微子振荡的发现表明它们的质量非常小)

你认为今天粒子物理学家面临的问题与你作为一名年轻科学家面临的问题不同吗？

是的，我认为50年前的情况与现在不同。当时，我们有太多的实验数据，其中许多似乎不符合任何模型。这些问题令人生畏，但有许多方法可以应用于新理论。作为一名物理学家，这真是一个激动人心的时刻。

如今，很难提出一个我们可以认真对待的挑战。当前的困难并没有给理论家提供很多机会来提出可以通过实验来验证的解决方案。

你对下一代有什么建议吗？

丘吉尔在第二次世界大战开始时有一句谚语:“永不懈怠！”(继续窃听！本着这种精神，我认为做某事比什么也不做要好。我的建议是尝试疯狂的想法，尝试创新的实验。会有事发生的。