「上帝粒子」发现10周年

8500c42aa0c937e7cae67e9655fbc9b8.jpeg

来源:FUTURE | 远见 

选编:闵青云 

2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现了「上帝粒子」(希格斯玻色子)。希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种玻色子,正是它的存在,基本粒子才拥有了质量。

5a36af69fc1298b0b6a423fc98ca6fcb.jpeg

「上帝粒子」为什么叫上帝粒子呢?

这就不得不说到一个人——1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼(Leon Max Lederman,1922.7.15-2018.10.3),正是他给这种赋予万物质量的粒子起了一个这样一个家喻户晓的名字。

今天正值「上帝粒子」发现10周年,让我们通过10个小故事,来了解一下这个给「上帝粒子」起名的物理学家。

01

1922年7月15日,利昂·莱德曼出生于纽约的一个平民家庭。利昂的父母都是东欧犹太人移民,经营着一家洗衣店。

「二战」爆发后,利昂成为一名通讯兵,前往欧洲战场。战后,他回到美国,在哥伦比亚大学研修物理专业。

关于军旅生涯,莱德曼喜欢讲这样一则笑话:

中士对着一队刚入伍的列兵,发表了一番关于公制的训话。

中士:在公制下,水的沸点是90度。

士兵:请原谅,长官,水的沸点是100度。

中士:当然。我太傻了,是直角会在90度沸腾。

02

1960年底,利昂·莱德曼发现了μ中微子(组成物质的最小粒子之一)。

1988年10月10日早晨6点,诺贝尔委员会打来电话,通知他获得诺贝尔物理学奖。

这奖来得实在有些迟,两者相隔27年。

为什么姗姗来迟?

利昂·莱德曼经过分析、比对和验证,得到结论:「瑞典皇家科学院把时间拖后,是因为他们不能确定应该奖励我的哪一项伟大成果。」

90cf1cb71c34ae9d065713c206ba2962.jpeg

03

作为「二战」后美国粒子物理学领域的巨擘,利昂·莱德曼硕果累累,诺奖级成就不止一项。比如,20世纪50年代,他证明了李政道、杨振宁的宇称不守恒理论。

莱德曼和李政道曾在哥伦比亚大学共事,星期五是当时哥大物理系这群人吃中餐的日子。(他们和谢耳朵、莱纳德等人的时间表看来是有重合的。)

作为这里最懂中餐的人,李政道即将点菜——后来,莱德曼在自己举世闻名的科普著作《上帝粒子》中细致地记录了下来:

李政道点菜很有派头,那真是一种艺术。

只见他瞅了一下菜单、便笺本,用汉语向服务员问了一个问题,而后皱皱眉头,提笔画过纸面,认真地写了几个符号。接着是另一个问题,在一个符号上做了一下改动。为了得到神的指引,他瞥了一眼锡制的浮雕天花板,然后,大笔一挥而就。最后再看时 ,他的两只手都停在便笺本上,一只手五指伸开,传递着教宗对众人的祝福,另一只手则握着铅笔杆。

一切尽在此间,阴阳和色香味的完美交融……

就是在这次中餐会上,莱德曼得以进一步理解李、杨的理论,并得到情报,吴健雄已经着手验证,看起来效果不错。

莱德曼大惊,回去后连夜设计实验,从另一个角度同样证明了李、杨理论的成立。尽管着手稍晚,但他与吴健雄的论文发表在同一家期刊,且收稿日期相同。

显然,莱德曼抢到了一项诺奖级成就。他和吴健雄,两位实验物理学家,可以分得一杯羹。

但1957年的诺贝尔物理学奖只授予两位理论物理学家——李政道和杨振宁。

莱德曼后来在《上帝粒子》中说:

农夫想要寻找珍贵、鲜美的块菌,就会带猪到附近,猪凭借自己独特的本领努力找到了块菌,可就在此时,农夫把块菌连忙拿走了。

实验物理学家就像这头猪,而理论物理学家则是「狡诈」的农夫!

766bf19c18e4eab1dfbccbb33e470b64.jpeg

04

从1978年起,莱德曼成为费米国家加速器实验室的第二位主任。前任的名字叫罗伯特·威尔逊。

面对这个耗资巨亿的「大家伙」,曾有议员不断诘问:「这个加速器有没有希望在某些方面跟国家安全联系起来?」

威尔逊回答:「加速器和保护我们的国家没有任何直接关系,只是让它变得更值得保护了。」

最终,威尔逊还是由于政府的支持太少愤而辞职。

莱德曼受命接任。

费米实验室外面是一片大草原,有不少野牛。利昂·莱德曼在这里养鸡,吃土鸡蛋;养马,没事可以骑在马背上兜风。

每年的6月1日,身为主任的他,要带领全体人员围绕着巨大的环形加速器跑一圈。

环内是奔跑着的反质子,环外是奔跑着的一群两足无毛的生物。

里面的跑完一圈只需百万分之二十二秒,外面的跑完一圈要38分钟。

两者相差约1亿倍。

c66ec39b31b6a5c04ca6a057650a621d.jpeg

05

宇宙中有一种神秘的粒子,被认为赋予了万物的质量,名叫希格斯玻色子。如果能找到它,则人类距离宇宙终极之理便又近了一步。

只有建造能量更大的加速器,才有可能捕获这种粒子。

能量越大,耗费越大。因此利昂·莱德曼没好气地管它叫:「该死的粒子( goddamn particle)」。

后来他写了一本科普书,讲述人类探索物理学真理的发展历程。本来书名要叫这个名字,合作者嫌不雅,稍作变通,便成了如今大名鼎鼎的上帝粒子( God Particle)。

09255abbde08e24da8b278c543aed009.jpeg

06

利昂·莱德曼希望政府能够拨款,建立能量更大的加速器——超导超级对撞机,捕获上帝粒子。

他几乎要成功了。对撞机已经初步建成,只是到1993年,政府又将这个计划中途放弃。

莱德曼抱怨:「爱因斯坦说物理学家的工作是『读懂上帝的思想』,但你怎样才能读懂美国议员的思想呢?」

原来最难理解的乃是人心。据说,对撞机的一些隧道,现在已被雨季的雨水积满。

07

莱德曼一生热衷科学教育事业。

在给诺贝尔委员会写的自述中,他自豪地说:「我培养了50个博士,其中14人为物理学教授,1人为大学校长,其余基本都是在国家实验室、政府、各行业工作的物理学家。就我所知,一个在监狱的也没有!

90ff033eaeff64581800583b62573c7e.jpeg

08

从费米实验室主任的位置退下来后,莱德曼来到芝加哥大学。在这里,他专门给非科学专业的学生开设了一门量子物理通识课,他管他这门课叫「给诗人的量子物理课」。

他常说,量子物理所创造的价值占到一个发达国家GDP一半以上。他希望更多的人认识这门学科,包括那些不喜欢数学公式的文科生。

要把量子物理讲得大家都能听懂,这并不是一件容易的事。但莱德曼仍有信心,他甚至援引自己母亲的例子:

就像很多年前我的妈妈报名参加一个社区大学夜间的普通物理课程一样。她从来没有完成过高中学业,现在年纪大了却做得出乎意料地好,事实上已经通过两次考试了。

一天,当她被叫起来后,老师问:「我在《纽约时报》上读到一些关于诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼的事。你和他有关系吗?」

「他是我的儿子!」妈妈骄傲地说。

「噢,难怪你在物理上这么出色!」

「不,」妈妈回答,「应该是难怪他这么出色!」

35f7d477b6bda09def3cad27a2de7310.jpeg

09

莱德曼早年曾和朋友拜访过爱因斯坦,直至晚年,莱德曼依然对这次简短的谈话印象极深:

「他问我朋友,你是做什么的?朋友说在写关于量子理论的论文。

爱因斯坦耸了耸肩,说了一些我们并不太惊讶的话,因为他对量子理论的反对是众所周知的。

爱因斯坦笑着说,你是在浪费时间。接着他又问我在做什么。

我向他解释,我们有一个加速器,我们正在试图理解新的粒子的性质。

他挥挥手说,我们连电子都不理解,为什么还要研究其他粒子呢?」

有意思的是,莱德曼晚年也正在关注这两个领域,他的两部最著名的科普书《上帝粒子》和《莱德曼量子物理通识讲义》所探讨的正是这些。

1f5037e64ea94dc5743ffe2af6779c7e.jpeg

10

阿尔茨海默病,又称「老年痴呆」,它甚至会找上世界上最聪明的人。

2015年,莱德曼不幸身患阿尔茨海默病。为了支付他高额的医疗费用,他的诺贝尔金质奖章被以76.5万美元出售。

到那时,他已经忘记了他作为费米实验室主任的岁月,或者他为赢得这个奖项所做的事情。更不会记得,当年获奖时,被问及是否可以拍摄他的照片,他所说的那句话:「当然。这只是光子。」

「我没有任何真实的故事可以讲述,」他告诉拜访他的人,「我坐在甲板上,看着群山。」

2018年10月3日,利昂·莱德曼辞世,享年96岁。

5ac59ee5fb3f7d0de58275a74ba2fd32.jpeg

未来智能实验室的主要工作包括:建立AI智能系统智商评测体系,开展世界人工智能智商评测;开展互联网(城市)大脑研究计划,构建互联网(城市)大脑技术和企业图谱,为提升企业,行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。

  如果您对实验室的研究感兴趣,欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”

cd21445c7af84d4a30636d975916e719.jpeg

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/481698.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

基于对抗生成网络的滚动轴承故障检测方法

人工智能技术与咨询 点击蓝字 关注我们 来源:《人工智能与机器人研究》 ,作者华丰 关键词: 不平衡工业时间序列;异常检测;生成对抗网络;滚动轴承数据 关注微信公众号:人工智能技术与咨询。了解更多咨询&…

社会演化动力学:人类社会复杂性为何不断增加?

来源: 集智俱乐部编译:任卡娜审校:刘培源编辑:邓一雪导语在全新世(the Holocene,11700年前以来)期间,人类社会的规模和复杂性显著地增长。一代又一代的研究者试图提出不同的理论来对…

基于机器学习的网络安全态势感知

人工智能技术与咨询 点击蓝字 关注我们 来源:《计算机科学与应用》 ,作者杨怡等 关键词: 机器学习;态势感知;关联分析;攻击场景重建 摘要: 摘要: 在传统网络防御手段抵御攻击的基础上,提出了一…

「Python」为什么Python里面,整除的结果会是小数?

原文:https://www.cnblogs.com/bEngi1/p/9155297.html  ‘//’明明是整除,为什么结果不是整数,而会出现小数? 首先,关于除法有三种概念:传统除法、精确除法和地板除 1 2 3 4 5 6 7 #1、传统除法&#x…

《Nature》创新技术发现环境变化影响活细胞的RNA形状

来源:生物通通过创新技术,揭示了环境条件对活细胞中RNA动态结构的影响。这项研究是Dame Caroline Dean FRS教授和Yiliang Ding博士团队合作的结果,增加了我们对细胞水平对环境信号的反应的理解。这增加了我们利用这些知识来微调作物或开发基于…

C/C++预处理指令#define,#ifdef,#ifndef,#endif…

原文https://www.cnblogs.com/zi-xing/p/4550246.html 管理 C/C预处理指令#define,#ifdef,#ifndef,#endif… 本文主要记录了C/C预处理指令,常见的预处理指令如下: #空指令,无任何效果 #include包含一个源代码文件 #define定义宏 #undef取消…

面向制造领域人机物三元数据融合的本体自动化构建方法

面向制造领域人机物三元数据融合的本体自动化构建方法 人工智能技术与咨询 点击蓝字 关注我们 摘要 当前,智能制造面临的许多问题都具有不确定性和复杂性,单纯地利用专家经验和机理模型难以有效解决.鉴于此,面向跨层跨域的复杂制造系统网络化协同控制机制,提出一种基于本…

“中国脑计划”:向最后的前沿进发

来源:神经科技编辑:Yezi审阅:mingzlee7大脑是人类智慧的集结,是已知宇宙当中最复杂的产物,但我们对大脑认知却很晚,比如我们常说心想事成、心外无物,在很长的历史时期当中,我们都以为…

基于人机协作的无人集群搜索方法研究

基于人机协作的无人集群搜索方法研究 人工智能技术与咨询 点击蓝字 关注我们 关键词: 无人集群 ; 人机协作 ; 动态规划 ; 多Agent系统 摘要: 人与机器人交互是当前一项研究热点,人与无人集群协作搜索是人机交互的典型场景,通过结…

chatbot1_2 RNN简单实现

chatbot1.2 如何处理多义词的embedding? 每个意思一个向量,多方叠加。在某个切面与其相同意思的向量相近 如何识别和学习词组的向量? 多次出现在一起,认为是词组 如何处理未曾见过的新词? 语境平均,语…

DeepMind创始人Demis Hassabis:AI 的强大,超乎我们的想象

来源:微信公众号“雷锋网”撰文:黄楠、王玥编辑:陈彩娴有人认为 AI 已经穷途末路,但一些绝顶聪明的人还在继续求索。近日,DeepMind 的创始人 Demis Hassabis 作客 Lex Fridman 的播客节目,谈了许多有趣的观…

组网雷达融合处理组件化设计与仿真

人工智能技术与咨询 点击蓝色 关注我们 关键词: 组网雷达 ; 点迹融合 ; 航迹融合 ; 组件化设计 ; 仿真 摘要 数据融合处理是多雷达组网的核心。以典型防空雷达网为参考对象,采用组件化设计方式,将组网数据融合处理过程划分为不同的组件&…

chatbot2 RNN语言模型

基于RNN的语言模型 RNN语言模型理论基础 参考文献 cbow/skip gram 的局限性#### 解决方案 rnn模型细节 数学表示 一个输入一个输出的不是循环神经网络。 RNN语言模型实践 demo1 1A. 优化上一节课的RNN模型 在第一个版本里面,我们将上一节课的代码包装为Class&…

脑机接口:人工智能下一站?

来源:《光明日报》 作者:杨义先、钮心忻,北京邮电大学教授 随着人工智能的发展,脑机接口也逐渐从科幻走进现实。有人希望以此造就“超人”,更多的人则希望能够解决实际问题——让盲人复明、让瘫痪在床的患者重新走路…

仅活了 5 年!谷歌官宣停掉 IoT Core 服务:“现有连接将被关闭”

来源:AI前线整理:冬梅谷歌云 IoT Core 服务推出 5 年后“退役”近日,据外媒报道,谷歌宣布自 2023 年 8 月起,将关闭其物联网(IoT Core)服务,此次官宣 IoT Core 的退役,也…

tensorflow1、2会话、变量、feed、fetch、最小二乘法

第一节课 tensorboard–可以查看训练效果 安装ananconda(略) tensorflow简介 tensorflow结构 是个数据流动的趋势, graph1:默认图 graph2:W*xb->ReLU 2-1 基本计算-会话的使用 import tensorflow as tf # 创建一个常量op,1*…

《Nature》十年努力,“合成”胚胎与大脑和跳动的心脏

来源:生物通研究人员已经用小鼠干细胞创造出了模型胚胎,这些干细胞形成了大脑、跳动的心脏和身体所有其他器官的基础——这是重建生命第一阶段的新途径。小鼠胚胎的小脑由Magdalena Zernicka-Goetz教授领导的研究小组在没有卵子或精子的情况下开发了胚胎…

tensorflow3 非线性回归、mnist、简单神经网络

mnist数据集 手写数字的数据集。60000行训练数据集,10000行测试数据集下载地址:http://yann.lecun.com/exdb/mnist/index.html mnist数据集是形状为[60000,784]的张量,60000张图片,每个图片有784个像素点,这些个像素点…

【院士思维】张钹:我们正处在AI算法不可控的危险状态

来源:清华大学人工智能国际治理研究院8月19日,2022世界机器人大会主论坛正式开幕,期间,有三位院士到场,就“未来机器人:目标、路径和挑战”的主题进行了一场深刻的谈话。三位院士分别为中国科学院院士&…

tensorflow4 代价函数、dropout、优化器

这次扔使用上次的mnist数据集分类的简单版本程序,使用不同的代价函数做计算 二次代价函数 激活函数 使用二次代价函数的运行结果 # 使用二次代价函数的结果-精度 # losstf.reduce_mean(tf.square(y-prediction)) # 0.8322 # 0.8698 # 0.8818 # 0.8882 # 0.8935 #…