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史蒂文·温伯格|史蒂芬·温伯格：单枪匹马，追求大统一

本文原载自《科学美国人》中文版《环球科学》 。
多年来，宇宙和原子一直互不“兼容” 。如果说有哪位物理学家能把它们“拧”到一块儿，那必定是史蒂文·温伯格 。
史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）正开着他的红色Camaro跑车，突然灵光一闪，便有了名为《轻子模型》（A Model of Leptons）的论文 。算上参考文献和致谢在内，这篇论文一共只有两页半纸 。文章在1967年发表，当时回应者寥寥 。然而正是这篇文章，后来一跃成为引用数量最多的物理学论文之一，并且帮助温伯格与阿卜杜勒·萨拉姆（Abdus Salam）和谢尔登·格拉肖（Sheldon Glashow）共同获得了1979年的诺贝尔物理学奖 。
在那两页半里，温伯格证明：自然界4种基本作用力中的两种——电磁力（electromagnetism）和弱核力（weak nuclear force），虽然表面上看起来完全不同，但可能是一种统一的所谓“弱电力”（electroweak）的不同侧面 。这一理论预言，在传递弱核力的所谓弱相互作用玻色子（weak boson）当中，还存在一种当时未知的中性粒子 。他还解释了这种弱电力固有的对称性何以会消失不见——用物理学家的话来说叫做“自发性破缺”（spontaneously broken），所以我们感知到的电磁力和弱核力才会不同 。这种对称性破缺过程给夸克之类的粒子赋予了质量 。
温伯格还对描述自然界中第3种基本作用力——强核力（strong nuclear force）的理论建立做出了贡献 。这些理论构成了今天我们解释物质世界的主流理论，也就是粒子物理学的标准模型（Standard Model） 。
在那之后，温伯格并未停下深入探究自然界本质的脚步，他提出了种种超越标准模型的理论，希望能够创造出一个不仅包括电磁力和核力、而且包含引力的大统一理论 。温伯格在弦论发展初期做了一些研究工作，后来弦论成为大统一理论的首要候选者 。温伯格还为大众撰写科普读物，比如他还出版了散文集《湖边景观》（Lake Views） 。位于日内瓦附近欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）目前正在捕捉希格斯粒子和其他粒子，因此《科学美国人》邀请美国波士顿大学的物理学家阿米尔·D·阿克塞尔，与温伯格探讨这些理论的前景 。
《科学美国人》：许多人对大型强子对撞机的运转兴奋不已 。有些人甚至将LHC的预期目标与上世纪头30年的量子理论及相对论带来的变革相提并论 。你对此有何看法？
温伯格：我觉得这确实让人激动 。可以想象，它能给物理学观念带来一场不亚于20世纪初那些伟大进展的变革，但我没有理由对此抱有期待：这样的变革应该发端于某种完全出乎意料的事情——所以我无法预期！
眼下，我们正试图一步一步超越标准模型，还要达到这样一个高度，即有信心能够对早期宇宙里发生了什么说出个所以然来 。这需要一段时间 。在那之后，我们才会寻求一统——去发展一个包含所有粒子和基本作用力的理论 。这个终极理论是什么样子，我们还没有头绪 。
我相信，只要我们在最基本的层次上对自然界有了真正全面的理解，这一理解将渗透到大众文化之中 。它大概会非常数学化，需要经过很长时间公众才能够理解它，就像科学家当年花了很长时间才理解牛顿理论一样 。不过最终，牛顿的世界观深刻地影响了普罗大众对周围世界和人类生活的看法 。在经济学、生物学、政治乃至宗教中，都可以见到它的影子 。我想，如果我们真的找到了一个能够全面解释自然界的万物理论，历史也许会重演 。
我认为我们对自然界的描绘正变得日臻完善，而且过去看上去神秘莫测的东西，比如原子内部将粒子束缚在一起的作用力之本质，现在都有了完美的解释——只不过又有新的未解之谜取而代之，比如标准模型中的粒子为何会具有现在的这些属性 。解释一些看上去令人困惑的东西，同时又发现一些新的困惑，这样的过程还将持续很长时间 。虽然只是猜测，但我认为我们会跳出这个循环，达到不再有此类困惑的境界 。那将是人类智力发展史上一个非凡的转折点 。

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