不可预知的神奇:误打误撞拿了2004诺贝尔物理学奖

　　《新周报》特约撰稿 杨建邺

　　颁奖会上的小品

　　一个美女和一个俊男上台，两人手里各抓住一条红色绸带的一端。当他们两人靠近的时候，绸带松垂着，两人之间很自由，彼此不受束缚；但是当两个人身体分开并向后仰，使得绸带绷紧了的时候，他们就不自由了，而且不能分开(除了剪断红绸带。为什么用红色绸带？这也有讲究，因为这与物理学的所谓“红色奴役”有关)。这就是“渐近自由”理论：夸克彼此之间离开得越远，它们之间的相互作用力就越大；当它们靠得很近的时候反而相互作用很小，非常自由。简单说就是：越靠近越自由；离开得越远就越不自由，而且永远不能把它们分开……今年诺贝尔委员会颁奖时用一出小品如此诠释。三位美国物理学家格罗斯、维尔切克和波利策正是由于其在1973年发现：物质的最基本粒子－－夸克(夸克，通俗地说就是：组成质子、中子、介子的人类目前不可再分的物质基本粒子)有一种所谓“渐近自由”的特性而获得今年的诺贝尔物理学奖。

　　最郁闷的两个人

　　每年的诺贝尔获奖名单公布以后，获奖者当然高兴得不得了，但是也一定有人因为错过了发现的机会而扼腕长叹、顿足仰天。

　　今年也不例外。我所知道的就有两位物理学家悔得肠子发青。一位是特霍夫特，一位是华裔美国物理学家徐一鸿。徐一鸿在1972年春天就想到了“渐近自由”，但是这种想法在那时是太出格了，他自己都认为他的想法荒诞到好像是在说：“如果他的伯母是一个男人的话，她会怎么样呢？”因此他没有敢再往下想。

　　最可惜的是美国物理学家特霍夫特。在1972年春天马赛一次会议上，他对德国物理学家西曼尼说，他可以证明“渐近自由”符合现有的理论；西曼克觉得难以置信说：“倘若你是对的，那么你应该马上发表这一结果，因为这会十分重要！”可惜特霍夫特当时忙于进行另外一个还没有结束的研究，没有听从西曼尼的建议。到1973年格罗斯、维尔切克和波利策发表他们的发现以后，特霍夫特真是后悔得想自己把自己狠狠揍一顿！

　　错中错研究撞入获奖大门

　　目前，基本粒子物理学都在一种叫“杨-米尔斯理论”(杨指的是杨振宁)的框架中研究。非常有意思的是，他们被自己的研究结果吓了一大跳。因为当时物理学家普遍认为以下两点是绝对不会错的：(1)实验证明夸克一定要求渐近自由，(2)杨 -米尔斯理论与渐近自由有根本的矛盾。

　　格罗斯和维尔切克两人本来想通过他们的研究一了百了地宣判杨-米尔斯理论“死刑”。起初，格罗斯真的“证明”了杨-米尔斯理论不能渐近自由，但是却发现这个证明实际上错了。改正错误以后，他们惊讶地发现：杨-米尔斯理论居然与渐近自由一点都不矛盾。格罗斯后来说：“这就好像你想从各个角度证明上帝不存在，但是在最后一个证明中，爬上山巅，却发现‘他’就出现在你的面前！”

　　维尔切克公正得奖不容易

　　诺贝尔奖从它在1901年颁发开始，就一直有公平问题的争论。例如，俄罗斯的文学巨匠托尔斯泰没有得到文学奖，让全世界惊讶万分。再例如，爱因斯坦在 1905年提出“狭义相对论”和“光子论”，直到1922年才获得(1921年的)诺贝尔物理学奖，其中就有许多由于偏见带来的不公正。相对来说，科学奖的争论比较少，文学奖和和平奖的争论比较多。今年的和平奖一公布，马上就有人提出质疑。例如挪威进步党领导人说：“我想诺贝尔的本意是要将这个奖项授予致力于和平事业的个人和组织。……奇怪的是，诺贝尔委员会完全忽视当今世界动荡的现实，而把和平奖颁发给一位环保主义者。”

　　这是“公说公有理，婆说婆有理”的事情，不会得出“合理不合理”的结论。

　　我这儿要特别提到的是导师和学生共同获得诺贝尔奖的故事。今年的获奖者中维尔切克在 1973年是格罗斯的研究生。维尔切克有幸！想当年英国女物理学家乔瑟琳·伯勒尔就没有这种幸运。1967年，伯勒尔还是剑桥大学休伊什教授的研究生。这年8月，伯勒尔利用导师刚刚建成的大型射电望远镜发现一颗脉冲星。这是非常了不起的发现，被称为20世纪四大发现之一。伯勒尔得到诺贝尔奖应该是预料之中的事吧？然而，怪事出现了：1974年诺贝尔物理学奖给了她的导师和另外一位天文学家，而伯勒尔居然榜上无名！这件事引起了很多科学家的不平和愤怒。科普作家格里宾在《大宇宙百科全书》中写道：“诺贝尔委员会曾经做过很多奇怪的决定，把伯勒尔排除在外是最令人震惊的决定之一。”

　　为她打抱不平的人很多，最愤怒的是英国天体物理学家霍伊尔爵士。1975年春天，他严厉地指责休伊什“偷了”诺贝尔奖。休伊什说：乔瑟琳是学生，是在他的指导下作研究的学生，研究成果和荣誉当然归他这个导师所有。休伊什居然不愿意给乔瑟琳合适的荣誉！他的话实在没有风度，显出他气量狭小，甚至有点不明事理。霍伊尔爵士的愤怒正起因于此。霍伊尔很会开玩笑，他说“诺贝尔(Nobel)嘛，就是没有贝尔(No-Bell)。”(伯勒尔出嫁前姓Bell)后来霍伊尔爵士又补充说：“我对诺贝尔奖授予的批评，只直接针对授奖委员会本身，而不是针对休伊什教授。很明显，委员会并没有费心去理解在这个事件中到底发生了什么。”

　　美国康奈尔大学的高尔德教授也打抱不平，他是第一个为脉冲星作出正确解释的人。他说得很干脆：“如果是乔瑟琳·伯勒尔第一个认识到脉冲星的出现间隔是 ‘恒星时间’，仅此一点她就应该获得这个奖项的主要荣誉。”高尔德是当时世界最为此打抱不平的著名天体物理学家，他当然深知每一步发现的重要意义，如果是外行，则肯定不明其中的奥妙。

　　据说，此后诺贝尔委员会注意和改正了这一缺点。要不然维尔切克恐怕也会落得像伯勒尔一样的命运。

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