标准模型遇到大问题,杨振宁的伟大要打几折?

刁博 2022-04-23 22:51:59

一枚重磅炸弹在物理学界引爆:W玻色子的质量严重偏离标准模型(Standard Model 简称SM)的理论预测,标准模型遇到了重大问题。

标准模型是描述组成物质的基本粒子的运动及相互之间的电磁力、强相互作用力、弱相互作用力的理论。该理论是量子力学之后物理学最辉煌的理论,几乎所有电磁力、强力、弱力的实验数据都能够与理论很好地吻合。2012年该理论预言的最后一个粒子希格斯粒子被发现,标志着标准模型取得了巨大成功。60年来与标准模型直接、间接相关的工作已经让几十位科学家拿下诺贝尔奖,标准模型直接主导着最近60年来粒子物理学甚至整个物理学的发展。

W玻色子是传递弱相互作用的粒子,不同于电磁相互作用,弱相互作用力是一种短程力,这就意味着W玻色子具有质量。希格斯机制赋予了粒子质量,电弱对称性破缺后粒子具有了质量。在粒子物理的标准模型中W玻色子的质量与电子的电荷以及很多粒子的质量有关,测量W玻色子的质量可以很好地检验标准模型。费米实验室前不久给出了W玻色子的最精确测量,测量结果比标准模型的预测值高出0.1%。

不要小看测量值只是比理论值高出0.1%,0.1%是严重偏离。物理学是非常精确的科学,理论计算与实验测量在小数点后十多位还保持吻合是物理学的家常便饭。一百多年前物理学的两朵小小乌云引发了翻天覆地的变化,相对论、量子力学两座物理大厦拔地而起。一个小小偏差的背后可能隐藏着未知的重大科学理论,美国《科学》杂志在发表W玻色子质量测量结果的那期封面上用一个W打破了标准模型。

提到标准模型的建立就不得不提杨振宁,他几乎被公认为是当今最伟大的物理学家。他因发现弱相互作用下宇称不守恒和李政道一起获得了1957年诺贝尔物理学奖。宇称不守恒掀开了粒子物理学的发展新一页,但这还不是杨振宁的最重要科学成就,1954年发表的杨-米尔斯非阿贝尔规范场理论才是他的最伟大科学贡献。在该理论框架下,弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用很好地统一起来,由此建立起粒子物理的标准模型。杨振宁在标准模型的建立中作出了基础性的贡献。

如今粒子物理标准模型遇到了重大问题,杨振宁的伟大是否会受到影响?

W玻色子的质量还需要实验数据的再次确认。本次测量之前对W玻色子的质量有过多次测量,之前的测量结果有比理论预言值偏大的情况,也有比理论值偏小的情况,但基本在标准模型的预言范围内。最近的这次测量精度虽然高到让人不得不相信标准模型遇到了大问题,但物理学家仍在期待重新启动的欧洲大型强子对撞机对该数据进行验证。

另外标准模型已经不可能被推翻。标准模型取得了辉煌的成就,它是目前分析物质的微观组成及相互作用的最有效工具,不计其数的实验数据能够与理论预言完美地吻合。标准模型是在摸索中、不断的修补中逐步建立起来的,再一次遇到问题只能说该理论仍不完美。就好比一座大厦出现了渗水,可能是某个管道有破裂,可能是某个地方防水没有做好,甚至有可能是大厦顶层没有封顶。但是一座非常有用的大厦,人类绝不会因为渗水就把它彻底否定。为标准模型的建立作出卓越贡献的杨振宁、希格斯等科学家的伟大不会有折扣。

科学不怕遇到问题,问题往往是机遇。在此之前标准模型也有一些没有解决好的问题,如中微子的质量问题,暗物质暗能量问题,谬子反常磁矩、引力没有被纳入等。问题相当于是线索,更多的问题能够提供更多的线索。标准模型建立后一些科学家期望发现标准模型之外的粒子以及第五种相互作用力,但一直没有有效的进展。如今W玻色子的质量测量值与理论值存在偏差,这或许是新相互作用下新粒子作用导致的,这样就能够为寻找第五种相互作用力找到突破口。如果找到了第五种相互作用力,毫无疑问会迎来新的物理。如果第五种相互作用力也能够纳入杨-米尔斯非阿贝尔规范场理论框架,那会为杨振宁的伟大再次增添光辉一笔。

18 阅读:24288
评论列表
  • 2022-04-24 00:48

    活着最牛科学家,没有之一[点赞]

    season 回复:
    你对杨老先生的了解也就那点八卦事。
    虞彤桐 回复:
    在物理学能排前十甚至前五,活着的第一是没有疑问的。
  • 2022-04-24 20:05

    他的伟大根本就不在那点诺奖上。00年评选历史最伟大物理学家top20,老杨好像第18吧,里面唯一的活人。多看书,少舞键,别再操心人家的私事和私生活了。[得瑟]

    o_0 回复: 梦-林夕
    前三就是这三位了嘛,说实话往下我就想不到谁比他更厉害了
    梦-林夕 回复:
    前五不太可能,老麦、老爱、老牛等那些太他妈的变态了!一个公式都这么优美!
  • 2022-04-24 15:31

    麦克斯韦方程会改了,不知道怎样改,光速枷锁真的诡异(这并非质疑相对论的原因,只是纯个人希望,没有这个枷锁),爱因斯坦相对论的理论推导其实并不严谨,这也导致了很多物理学家数学家并不完全接受相对论(别告诉我他们会是数学知识不够,狭义相对论那么简单的数学推导,都不需要大学高等数学的知识),同时也兴起了验证相对论的各种实验,即便一些宏观天文学的观察在佐证广义相对论,但距离严丝合缝尚有不小的距离,否则也不必再验证了~ 只能说,相对论相对于牛顿静止的时空观,是毋庸置疑进了一步,现实的时空,确实是相互转变的,这是爱因斯坦的伟大~ 但时空的转换,却不一定如当前相对论所给出的那般,虽然大方向已验证,但有些时候,差之毫厘谬以千里,我倒是希望,相对论能更进一步,如果能打破光速枷锁,那就太好了~

    用户79xxx05 回复:
    居然能胡扯出这么多字?
    qzuser 回复:
    大聪明
  • 2022-04-24 09:03

    牛顿错了要打折吗

    用户79xxx05 回复:
    好好学学辩证唯物主义,你就会明白牛顿没有错,牛顿的理论在他的世界里是正确的!只不过他的理论到了一个新世界不再适用而已。所有的科学理论都有适用的范围,都是相对的,没有绝对的。
    只是 我 回复:
    按现在的理论去评价牛顿在物理学上的贡献,那特么得打骨折。
  • 2022-04-24 23:24

    科学不就是在一次纠错中进步吗?牛顿如此,爱因斯坦、杨振宁也会如此。他在他的时代,引领人类科技迈了一步,就够了。对比马斯克,就一资本大亨,其实屁贡献都没有,那么多人吹。

    小酌怡情 回复:
    强如牛顿,后期不也是搞起了神学,宇宙的第一个力是上帝推了一把对吧[得瑟]
    你又知道了 回复:
    人家马可是要上火星的人[笑着哭][笑着哭]
  • 2022-04-24 16:05

    敢情又是为那位鼓吹建造超级电子对撞机的打前站 …… [捂眼睛][捂眼睛][汗]

    缪晓晖 回复:
    以后肯给会建[笑着哭],老杨是怕花费太多,以后经济强了,还有钱建的[笑着哭]
    桐桐 回复:
    杨反对的是现在建,他说的也没错。就像非洲的一些小国说要建核物理实验室一样,连基础工业都没有,那就是空中楼阁
  • 万里 10
    2022-04-24 09:46

    科学探索就是不断发现问题解决问题,所有的理论都是逐步完善的。

  • 2022-04-24 04:19

    我还以为说要退钱呢?

  • 2022-04-24 13:59

    有了新发现对原有理论进行修正很正常,不影响前人的成就,比如牛顿的经典力学体系在高速状态下不适用,但不影响牛顿的伟大贡献。

  • 2022-04-24 11:24

    科学就应该敢于质疑一切,质疑才是科学发展的动力,任何不让质疑的科学理论都是伪科学。

    用户79xxx05 回复:
    你分得清科学的质疑和民科的胡扯吗?
    心灵法医 回复:
    科学的质疑是以实验数据为基础的 。
  • 2022-04-24 08:42

    不要随便评价别人的科学理论成果,因为许多人连这个是什么都不懂

    你又知道了 回复:
    不懂才敢评价,懂得都不敢[笑着哭]
  • 2022-04-25 12:40

    爱因斯坦提出狭义相对论,影响到牛顿的伟大了嘛。我觉得科学上的所谓“伟大”在于勇于开拓勇于进取并取得成果。难道现在生活在美洲土地上的白人就比他们当年的探险者先辈要伟大嘛[得瑟]

    花无缺 回复:
    白皮刽子手很伟大?因为他们灭绝印第安人?
    啥也不知道 回复: 花无缺
    我的意思是他们的开拓者们克服千难万险发现了美洲。你看他们的后继者建立起来了美洲的社会生产。是后者伟大还是前者伟大。我的回答是都伟大,虽然后者手段很不光彩就是啦
  • 2022-04-24 06:18

    年代问题!

  • 2022-04-24 13:21

    大道至简。标准模型中一定有64种基本粒子,即6个弦子组成的粒子。现在只发现61种,应该还有没发现。

  • 2022-04-25 08:13

    亚里士多德天天错,影响什么了?[笑着哭]1000年之后你能保证现在理论是对的?

    你又知道了 回复:
    玛雅人早预言了,现在理论不全对,不适用于很多地方[笑着哭]
  • 2022-04-25 04:19

    看不懂!不过请不要轻易评价科学家的伟大!那是历史的权力和责任!

  • 2022-04-25 07:43

    有出现问题是好事,说明科技还没有被锁死

  • 2022-04-25 11:35

    顶尖物理学家:牛,麦,爱,杨,玻目前只有这五。牛的f=ma奠定了经典物理学基础,麦克斯韦方程组第一次将电和磁统一在一个数学框架下,广义相对论是神才有的脑洞,规范场方程完成了统一理论的四分之三,后面好多诺奖都脱胎于规范场,火炉中向外辐射的能量是单位量子的整数倍,现代理论物理两大支柱之一的量子力学拔地而起

    14 回复:
    麦克斯韦最主要的贡献应该是提出位移电流
    半个太阳 回复:
    宇称不守恒是李的巅峰,规范场论是杨的巅峰。
  • 2022-04-26 18:37

    人类一说科学,上帝就笑了[笑着哭]

    Αιώνια 回复:
    管饭不
  • 2022-04-27 19:27

    不守恒是杨振宁李政道一起研究发现的! 不能全算杨头上

    我喜欢马努 回复:
    不守恒比标准建模理论差多了,
  • 2022-04-28 00:58

    天衍四十九,遁去其一。没有什么是绝对的,凡事都有例外

  • 2022-04-24 10:50

    人家在上个年代已经风光过[流鼻涕]。。。如今迟暮还在风光!我辈,哎~听他们风光很多年,依然还在听,只是听[流鼻涕][流鼻涕][流鼻涕]

  • ^_^ 3
    2022-04-27 12:47

    实验误差

  • 2022-05-01 17:01

    啥玩意就打折扣?因为量子力学提出不连续性传统力学的伟大就打折扣了?因为后面的科学家推论出波粒既连续又不连续前面提出波粒不连续的科学家的伟大就打折扣了?因为薛定谔灵活的底线,前面科学家的量子理论的伟大就要打折扣了?量子力学本来就是一边扯犊子一边打补丁,说得多新鲜一样。

  • 2022-05-07 12:48

    UC除我之外,人均博士后。。

  • 2022-04-24 11:25

    系统更新过了而已

  • 2022-04-24 17:13

    打六折 谢谢

  • 2022-04-24 11:38

    虽然看不懂,就是觉得都是很牛批的科学家

  • 2022-04-25 20:52

    杨老当代最强,华人的骄傲

  • miox 2
    2022-04-25 22:57

    质量就是相互关联

  • 2022-04-26 16:31

    为什么要打折呢,波尔的原子模型理论不对,万有引力也不对,影响牛顿波尔的业内地位了么

  • 2022-04-28 17:42

    所以他不支持搞对撞机,高能物理这个玩意儿出点真正有意义的东西太难了

  • 2022-04-29 08:32

    [点赞][点赞][点赞][点赞][点赞]

  • 2022-04-29 20:37

    我想的是他老婆

  • 2022-04-29 16:42

    我倒认为光速不破在特定条件下是这样,脱离这个条件,绝对超过。绝对零度也一样,不能说没有发现就不存在。

  • 2022-04-30 09:18

    杨振宁拍着桌子站了起来:“让老夫再发现一个理论!”

  • 2022-05-08 08:04

    爱因斯坦打折了吗?

  • 2022-04-24 15:55

    物理本来就是自己推翻自己才会有重大突破的科学,发现问题是好事

  • 2022-04-27 20:34

    杨振宁再伟大,也没有敲键盘的大侠们举手投足间挥斥方遒,运筹帷幄之中,决胜千里之外来的牛逼啊!!!

  • 2022-04-24 08:46

    说不定是测量误差呢?

    你又知道了 回复:
    测量误差的文章会出现在nature封面?那nature太掉价了[笑着哭][笑着哭]
  • 2022-04-25 08:14

    科学家有国界

  • 2022-04-24 23:11

    一堆屁话,相对论影响牛顿伟大了么?

  • 2022-04-25 22:56

    这是科学界盼望的

  • 2022-04-26 18:18

    其实杨振宁可以说是活着的传奇了

  • 2022-04-28 02:25

    打一折。

  • 2022-04-30 00:02

    李政道学术比杨差多了,杨的标准模型理论引领几十位诺贝尔奖

  • 2022-05-04 17:30

    杨吹出来走两步

  • 2022-04-24 10:13

    物理从来都是在推翻中进步,所以前人的结果不会打折!不了解物理学史就别在这方面发表观点,玩儿你的娱乐去吧[汗]

  • 2022-04-25 16:00

    祖国万岁[加油]

  • 2022-04-26 06:04

    我为什么会被推荐这个?我看得懂吗?评论里一下假装看懂了

  • 2022-04-26 15:45

    爱因斯坦相对论推翻了牛顿经典力学定律,但仍不能否认牛顿的伟大

  • 2022-04-26 12:26

    中国应更注重基础研究

  • 2022-04-27 15:37

    三体派质子来了,数值又偏大又偏小的!

  • 2022-04-28 00:56

    学历越低,越觉得杨老不行

  • 2022-04-28 02:27

    我说打一折,有问题可以回复我,或你举例。

    你又知道了 回复:
    1.5折诺奖还没收回去[笑着哭][笑着哭]

刁博

简介:刁博的自媒体