上周六回北大去参加了北大物理百年庆典活动。虽已毕业多年，但心中一直感谢母校的培养，可惜这次因为现场人太多，而我那天又有事，大会之后就匆匆离去，未能找到往日理论物理专业的老师们。记得当年导师首次让我做的小题目，就是计算希格斯玻色子的双光子衰变。 虽然当时并未沿着这一题目深入做下去，后来我也从粒子物理转向了宇宙学，但当时所受的训练，还是让我收益终身。贴一篇自创的科普武侠小说，以资纪念。学识浅陋、文笔拙劣，尚乞识者勿笑。

秋风萧瑟，落叶纷纷。苛岩山下，几位少年行色匆匆，正向着山中急进。看着天色渐晚，为首的晗女侠对众人道，“这苛岩山爬起来极费功夫，今天天色已晚，恐怕走不了多远了，我们不如早点找店住下，听说今晚诺家堡又要公布年度大奖，也好看看热闹”，众人齐声赞同。

当年诺贝尔老堡主发明了黄色炸药这一利器，名震天下，获利极多，但到了晚年，觉得此物杀伤生灵，罪过不少，于是乃以平生所积之财，设下五项大奖，一项奖励人类和平，一项奖励文学，这二者此处不提，这里单说，另外三项奖，却是专门奖励攀登这苛岩山的三座主峰的：这便是物理峰，化学峰，生物与医学峰。话说这几座峰，云笼雾罩，不知其高究竟几许，但每上得一层，往往便能取回若干宝物，拿回世间，颇有裨益。但这几座山极为险峻，山中云雾茫茫，歧路纷纷，又有许多关口，哪怕要上一层也极为不易。无数英雄在其间探索攀爬，但能成功找出新路，向上进一层者亦寥寥无几。

却说众少年在山脚下住下，便来到旁边一间茶馆，但见其内早已十分热闹，几乎已座满了，客人们也正在议论今年的大奖将给予何人。一位茶博士，一边将几位少年让进来点茶，一边议论到，“各位想是也对登这苛岩山感兴趣的？看各位行色，似乎还是初入此山，尚未深入？那么多来小店坐坐，必有收益。比方说今年的物理桂冠吧，一定有希格斯大侠，小的敢与众位打赌”。少年中一位绰号愣头青的问到“你莫非到山上看过，否则何以知道？”。茶博士笑道，“小的哪有那个本事？他们攀登这几座山的朋友，时不时下来到此坐坐，小的因此也略有所闻。这位希大侠，好象当年指明了一条进山之路，已有几位大侠，沿着他说的这条路上去，得了好几个奖。这几年，就剩下最后一关，极为难攻，我听说为破此关，那物理界第一大帮色恩(CERN)帮，专门造了一台攻关的机器，叫做大型强子对撞机(LHC)，据说建机器并运转它的就有来自一百多个国家的几万大侠，已用了75亿欧元，不算之前设计，光建造就用了十年。然后运行了几年，现在听说终于找到了一样神物，希格斯玻色子，有人说这就是上帝粒子。你想这得多大的场面？这要不获奖，还有谁能获奖？”

“那也未必吧？获奖与否，难道是比规模、赛场面？”少年中一位叫独行小侠的颇不以为然地连连摇头。“不然”，茶博士听有人反驳他，并不生气，“若是这希大侠的学说不重要，不能在物理峰上大大地上进一层，难道那上百个国家都会派一流高手们来参加这一战？人家几万大侠肯花十几年在此建这LHC，必是这其中隐藏着极大的秘密，一旦突破，定有大功”。

晗女侠点点头，对几个同伴说，这茶博士说得倒也有理，只是不知这希大侠当年的英雄事迹到底如何？难道真有什么“上帝粒子”？众人因不曾到那物理高山上去过，都是一头雾水，面面相觑。正在此时，门帘一挑，外面又进来几人，似是刚从山上下来，其中一位中年人，看他带的兵器，似是从物理峰上下来的。几个少年连忙询问，果不其然，便热情地腾出座位请来人坐下，叽叽喳喳问起来。

原来此人叫做天叔，他见有地可坐，拿起一杯热茶，呷了一口，叹道，“要说希大侠他们当年的事迹，我也只是耳闻，不过我倒是曾到他们当年激战的那几个关口去看过，就给你们讲讲吧。话说这攀登物理一峰，破关之诀在于弄明白事物运动与作用之理。你们一路走上来到此处，也穿过了好几个往年激战过的关口，有没有注意到路上往年破关的痕迹？”

愣头青道，“我记得走过一关，乃是牛顿老英雄创立力学之处，虽然那路不难认，但爬起来也是极费体力，崖边刻着F=ma”。天叔点点头，“牛大侠当年攻破了这第一关，引入了质量、力这些基本概念,居功厥伟”。

晗女侠道，“后来又经过电磁学一关，不过也没太仔细看，只记得上面大书光乃电磁波也”。天叔又点头道，“是，当年攻这一关出过许多英雄，不过其中最有名的还是法拉第和麦克斯韦两位大侠，创立了电磁场的概念。牛顿的力，到了他们手里，得到更深一层的解释，其实两个电荷之间的力，实是一个电荷影响周边的电磁场，这电磁场又影响那另一电荷。”

独行小侠道，“再往后还有那相对论和量子力学两关，那里山路极难辨认，我们虽经过了，但究竟如何过的，实在还不太明白。只记得量子力学那关口上刻着什么波粒二象性，又有什么测不准原理”，天叔点头道，“对，按照波粒二象性，场的波动其实就等价于粒子，而粒子也等价于波，所以电磁场的波动也就等于电磁场的粒子，这就是我们所说的光子，所以也可以说，传递电磁力的乃是光子”。

天叔向门外一指道，“你们前面虽经了许多辛苦上来，但后面的路想必尚未经过。由此再向物理峰上去，要到希大侠当年的战场上去，还要先过一关，叫做量子电动力学。当年突破了量子力学之后，便想着将电磁场也量子化。”

愣头青道，“这有何难？前面既已破了量子力学这一关，把量子力学那套东西往麦克斯韦电磁场理论上一套不就成了？”天叔嘿嘿一笑，“大家最初本是这样想的，哪想到一试之下，计算的结果都成了无限大”。众少年瞪大了眼睛，“这是为何？”天叔道：“当时的高手们分析，可能咱们这已有的电磁理论，还不是最终的理论，而只是一种能量比较低时的近似，到了高能量时便不准了，而考虑了量子效应以后，高能、低能都混在一起，就出现了无限大。因此施温格、费曼、朝永等几位大高手，仔细琢磨，发现那几个无限大来自能量极高之时，且形式有一定规律性，因此发展了一套方法，叫做重整化，可以将这无限大消去，对于一般能量的情形，可以算得有限的结果，与实验一比，也甚是精确，这才权且应付过去”。

晗女侠问到，“过了这一关，终于该讲到希大侠了吧？” 天叔摇摇头道，“冲破这一关后，当时人们却有点不知道该向何处走了。那时刚刚发现了许多形形色色的新粒子，也大概知道，粒子之间除了电磁力和万有引力外，还存在另外两种相互作用距离很短的力，按其强弱，分别称为强相互作用和弱相互作用，但一时之间，还不知究竟如何从中理出头绪。比如，费米大侠功力极深，他曾归纳总结了关于弱相互作用的无数实验，建立了一套描述弱相互作用的理论，用来描述这些实验还不错，却先天不足，无法重整化”。“那可怎么办？”几位少年一起问到。

天叔又喝了口茶，微微一笑道，“那时却出了一位天才少年，就是杨振宁大侠，面对纷纷乱象，潜心思索，觉得这新的量子场论，不能靠瞎凑，而必须是从一种基本原理出发。然而这基本原理究竟是什么呢？他思之既久，乃忽然领悟应是一种对称性。比如这电磁场，我们以往均将其视为一种基本概念，但其实可以从一种对称性，导出这一概念。”

几位少年一起问到，“这却是怎么一回事”？天叔道，“所谓对称性，可以这样说，就是我可以对系统做某些改变，而不会有任何影响。比如，所谓旋转对称性，就是我可以随意转动我的坐标轴的方向，我的坐标仍可使用，物理定律也没什么改变”。众人点点头。“现在我假定一种对称性，可以允许我在空间中不同点处，都可各自随意定义此点上波函数之相位”。

“波函数相位是什么意思？”愣头青茫然问到，独行小侠却还记得，“波函数便是量子力学中，描述粒子位置的几率幅，那波函数既然描述波动，自有波动的相位”。天叔赞许的点点头。 小侠却问道，“但这与电磁场有何关系”？天叔道，“我若要有这样的对称性，能够自由定义各处的相位，如果单有各点的波函数，这是不行的，我一改相位，别的点上和我的相位差就不同了。需有一种补偿方法，能将不同点之间的相位定义相比较。这在数学上称为联络，在空间中便需引入一种物理的场，处处有不同的值，以说明各处相位是如何定义的，如果改变一处相位的定义，那里的联络也要跟着改变，这样就不会影响物理结果。这样的场称为规范场。妙就妙在，这样的一种场的性质，恰恰就是电磁场的性质”。众人闻之，都吃了一惊。

天叔道，“这其中的数学，颇为复杂，这里暂且不表。但如各位接受这一观点，自不难看出，这样一来，这电磁场可视为出于一种规范对称性的要求，而非可以随意引入。”独行小侠道，“电磁场理论早已如此，你就算换了这一种说法，又有何用？”天叔道，“杨大侠当时想，电磁场既可视为对称性之产物，然则强、弱相互作用或许也是如此，他于是与米尔斯大侠一起，构造了一种新的规范场，认为用它或许可以解开强相互作用之谜。”众人齐声赞叹。

晗女侠问到，“那他们成功了吗”？“哪有那么容易。他们这一招刚一出手，就遇到一个大挫折。电磁场有对应的粒子叫做光子，他们假设的这个规范场，也应该有个对应的粒子。粒子可以根据其自旋是整数（0，1，2,...）还是半整数（1／2，3／2，...）分为玻色子和费米子，这种规范场粒子自旋为1，因此称为规范玻色子。杨大侠在报告会上，正讲自己的理论，却不想被资深的老侠客泡利一再质问，这一规范玻色子的质量是什么，杨大侠顿时无语。原来细细考察起来，规范对称性的存在要求这一规范玻色子的（静）质量只能是零。”“这一粒子质量为零有何问题？原来质量为0的粒子可以传播长程力，比如光子质量为0，电磁力便是长程力。而强、弱相互作用都是短程力。再者，质量为0的粒子也很容易在物理过程中产生，而人们在实验中并未见到过这种粒子。因此，杨大侠和米尔斯大侠的理论美则美矣，却与实验不符。”众人闻之，都叹了一口气。

“话虽如此，毕竟这规范场理论非常美妙，因此当时众高手们还是想用它。比如当时初出茅庐，正跟施温格大侠学艺的格拉肖，还有萨拉姆与沃德等大侠，纷纷推广规范场理论，建立了把弱相互作用与电磁相互作用统一起来的电弱相互作用规范场理论，不过他们都人为地硬把这些理论预言的规范玻色子假设成非零质量的。”

“那有没有办法让规范玻色子质量不为0？”愣头青又问到。天叔点点头，“当时攀这物理峰的有位南部大侠，他有一个设想是，从根本上说，规范对称性存在，规范玻色子没有质量，但平时却‘自发破缺’了，也就是从表面上看规范对称性不存在”。“那怎么可能”？愣头青问到。“打个比方吧。比如你朝各个方向走本来都可以的，但假如你们几人军训时站成一排，这时每个人两边都站了人，那么你朝两边走的可能性就没有了，只能朝一个方向走。”“我记得经过那电磁场一关时，好象看到磁铁理论与这差不多”，晗女侠道。天叔点头道，“正是。磁铁之中，各分子本来朝向哪边都一样，但相邻的分子同向时能量较低，因此最后所有分子都朝一个方向，形成了一个固定指向，原来的旋转对称性就自发破缺了。”

“这位南部大侠，好象前几年已得了诺奖？”茶博士走过来问到。“正是。”天叔答道，“2008年得的。他这自发破缺一招，给后来的突破提供了线索。只要假定有一种场，在真空中取值不为0，就可以实现自发破缺。但这还没完全解决问题，因为有位戈德斯通大侠，发现了一个问题。比如刚才说到军训站队的例子，你在队中，只要不向两侧走而向前走，却不用费什么力气。有个戈德斯通定理，说是你只要自发破坏一种连续对称性，就会出现一个零质量的玻色子，称为戈德斯通玻色子。”

“这不糟了？零质量的规范玻色子还没解决，又出来个零质量的戈德斯通玻色子” 独行小侠问到。“正是。”天叔点头。“不过，也有人对戈德斯通定理不以为然。首先是一位安德森大侠，此人专做凝聚态物理，与粒子物理一心想找事物的最小本元不同，凝聚态物理研究的是大量普通的原子在一起时的行为。安德森也是大高手啊，1977年就拿了诺贝尔奖，他此时听说了戈德斯通定理，心下颇不已为然，他熟知在超导的BCS理论中，也发生了自发对称破缺，却并未有什么零质量粒子。因此首先写了一文，论证戈德斯通定理必有漏洞。“不过那时粒子物理学家们一时还不太相信安德森，于是有位吉尔伯特大侠，这时写了篇文章，说是安德森的理论、超导等等都是非相对论的，在满足相对论的情况下情况不同。那时这位吉大侠已准备离开物理峰，改攻化学峰，后来1980年就拿了诺贝尔化学奖。”

天叔冲晗女侠一笑：“咱们等了许久的希格斯大侠终于上场了。他当时读了吉大侠这文章，想起此前曾读过施温格大侠一篇文章，说是规范对称性一定导致规范玻色子质量为0这说法里有漏洞。希格斯大侠反复琢磨，终于找到了漏洞之所在。他先匆匆写了篇文章，投稿之后发表了，接着又想了一个具体的例子，不想这次投稿却被拒了，希大侠不觉好笑，心想你第一篇文章都已接受，现在这第二篇反被拒绝？他乃做些修改，另投一杂志发表”。“这希大侠究竟想了什么办法，破解这戈德斯通定理？”晗女侠问道。

“其实说来也简单，就象南部设想得一样，本来众粒子都没有质量，但因为和这希格斯场相互作用，这希格斯场自发对称破缺，在真空中不为0，于是众粒子都获得了质量。自发破缺本来产生了0质量的戈德斯通玻色子，却恰和0质量的规范玻色子合在一起，变成一个有质量的规范玻色子，这样就破解了戈德斯通定理，规范场又有用武之地了。”

众人听到这里，正在感叹，茶馆中忽然一阵喧嚣，原来今年的诺奖已然宣布，获奖者一是希格斯，另一是昂格勒。“这昂格勒又是何人”？晗女侠问道。“昂格勒和布罗特是另一组当时在物理峰上寻路之人，他们比希大侠还稍早一点点，就发现了这同一窍门，不过希大侠当时也是独立发现的，可惜布老侠已经于2011年仙逝，这诺奖只授予还健在之人，他未能赶上”。

“另外，还有古瑞尔尼克、哈肯、基博斯一组人，比他们这两组都稍晚一点，也找到了这一招。不过诺奖最多给三个人，这几位好汉就没办法了。”“这俺就不明白了”，已沉默了许久的愣头青问道。“虽说诺奖只给三人，但为啥大家之前都只说这希大侠、希大侠，没人提到其他几位？”众人沉默了一时，天叔缓缓道，“这恐怕也是命吧。希格斯的名字比较好念，而且他还预言，那自发对称破缺之后，除了有质量的规范玻色子以外，还剩下另一个有质量的玻色子，后来被大家称为希格斯玻色子，而另几组人都没提到这个粒子。”

“他们几人1964年想出这一妙法之后，温伯格大侠1967年用这一方法建立了弱电统一理论，和此前格拉肖、萨拉姆大侠的理论相似，但有了自发对称破缺，他可以预言那些规范玻色子，叫做W粒子和Z粒子的质量。他们这一理论，终于成为粒子物理标准模型的基础。这个电弱理论的一些预言，比如‘中性流’的存在，在70年代得到证实。温大侠、格大侠、萨大侠因此于1979年拿了诺奖。温大侠的论文虽然几个人的论文都引了，但他首先引用希格斯的文章，也使希大侠名声更隆”。

“1972年，有位韦尔特曼大侠和他的徒弟特胡夫特少侠研究温伯格的理论，当时的特少侠真是天纵奇才，竟然证明了温伯格的理论可以重整化。他们两人1999年因此得了诺奖。”“到了80年代，电弱理论中的有质量的规范玻色子W粒子和Z粒子，也都被实验找到了。鲁比亚(Rubia)和范德米尔(Van der Meer)因此获得了1984年的诺奖。”

“现在，经过这么多年，温大侠等人的电弱统一理论战无不胜，这么多谜都解开了，这么多关口都突破了，就剩下了希格斯玻色子，迟迟还未现身。这几年LHC终于发现了一种粒子，虽然在极短的时间内就衰变为其它粒子了，但仔细分析，其性质正与那希格斯玻色子一致。因此，希大侠和昂大侠也终于该赢得他们应得的奖励了”

此时茶馆中众人站起来，走出茶馆外欢庆。几位小侠也跟着向外走去，心中不免有几分惆怅：希大侠、昂大侠等人，当年在物理峰上自由驰骋，多么潇洒！如今他们的预言都已证实，还有没有青年一辈的用武之地？不知今后，路在何方？

天叔说了半天，口干舌燥。也走出茶馆，仰观苍天，但见星光烁烁。他暗暗想着，这标准模型，看似完美，然而里面还有多个环节，不知内中是否还有什么隐含的联系？而这集中了这许多高手打造出来的标准模型，却只能解释宇宙中不到百分之五的物质，其它则是茫茫的暗物质与暗能量，到底是什么？还完全未知。不知今后，路在何方？看看前面几个少年侠客，他笑了。

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