不可預知的神奇:誤打誤撞拿了2004諾貝爾物理學獎

　　《新週報》特約撰稿 楊建鄴

　　頒獎會上的小品

　　一個美女和一個俊男上臺，兩人手裡各抓住一條紅色綢帶的一端。當他們兩人靠近的時候，綢帶松垂著，兩人之間很自由，彼此不受束縛；但是當兩個人身體分開並向後仰，使得綢帶繃緊了的時候，他們就不自由了，而且不能分開(除了剪斷紅綢帶。為什麼用紅色綢帶？這也有講究，因為這與物理學的所謂「紅色奴役」有關)。這就是「漸近自由」理論：夸克彼此之間離開得越遠，它們之間的相互作用力就越大；當它們靠得很近的時候反而相互作用很小，非常自由。簡單說就是：越靠近越自由；離開得越遠就越不自由，而且永遠不能把它們分開……今年諾貝爾委員會頒獎時用一出小品如此詮釋。三位美國物理學家格羅斯、維爾切克和波利策正是由於其在1973年發現：物質的最基本粒子－－夸克(夸克，通俗地說就是：組成質子、中子、介子的人類目前不可再分的物質基本粒子)有一種所謂「漸近自由」的特性而獲得今年的諾貝爾物理學獎。

　　最鬱悶的兩個人

　　每年的諾貝爾獲獎名單公布以後，獲獎者當然高興得不得了，但是也一定有人因為錯過了發現的機會而扼腕長嘆、頓足仰天。

　　今年也不例外。我所知道的就有兩位物理學家悔得腸子發青。一位是特霍夫特，一位是華裔美國物理學家徐一鴻。徐一鴻在1972年春天就想到了「漸近自由」，但是這種想法在那時是太出格了，他自己都認為他的想法荒誕到好像是在說：「如果他的伯母是一個男人的話，她會怎麼樣呢？」因此他沒有敢再往下想。

　　最可惜的是美國物理學家特霍夫特。在1972年春天馬賽一次會議上，他對德國物理學家西曼尼說，他可以證明「漸近自由」符合現有的理論；西曼克覺得難以置信說：「倘若你是對的，那麼你應該馬上發表這一結果，因為這會十分重要！」可惜特霍夫特當時忙於進行另外一個還沒有結束的研究，沒有聽從西曼尼的建議。到1973年格羅斯、維爾切克和波利策發表他們的發現以後，特霍夫特真是後悔得想自己把自己狠狠揍一頓！

　　錯中錯研究撞入獲獎大門

　　目前，基本粒子物理學都在一種叫「楊-米爾斯理論」(楊指的是楊振寧)的框架中研究。非常有意思的是，他們被自己的研究結果嚇了一大跳。因為當時物理學家普遍認為以下兩點是絕對不會錯的：(1)實驗證明夸克一定要求漸近自由，(2)楊 -米爾斯理論與漸近自由有根本的矛盾。

　　格羅斯和維爾切克兩人本來想通過他們的研究一了百了地宣判楊-米爾斯理論「死刑」。起初，格羅斯真的「證明」了楊-米爾斯理論不能漸近自由，但是卻發現這個證明實際上錯了。改正錯誤以後，他們驚訝地發現：楊-米爾斯理論居然與漸近自由一點都不矛盾。格羅斯後來說：「這就好像你想從各個角度證明上帝不存在，但是在最後一個證明中，爬上山巔，卻發現『他』就出現在你的面前！」

　　維爾切克公正得獎不容易

　　諾貝爾獎從它在1901年頒發開始，就一直有公平問題的爭論。例如，俄羅斯的文學巨匠托爾斯泰沒有得到文學獎，讓全世界驚訝萬分。再例如，愛因斯坦在 1905年提出「狹義相對論」和「光子論」，直到1922年才獲得(1921年的)諾貝爾物理學獎，其中就有許多由於偏見帶來的不公正。相對來說，科學獎的爭論比較少，文學獎和和平獎的爭論比較多。今年的和平獎一公布，馬上就有人提出質疑。例如挪威進步黨領導人說：「我想諾貝爾的本意是要將這個獎項授予致力於和平事業的個人和組織。……奇怪的是，諾貝爾委員會完全忽視當今世界動盪的現實，而把和平獎頒發給一位環保主義者。」

　　這是「公說公有理，婆說婆有理」的事情，不會得出「合理不合理」的結論。

　　我這兒要特別提到的是導師和學生共同獲得諾貝爾獎的故事。今年的獲獎者中維爾切克在 1973年是格羅斯的研究生。維爾切克有幸！想當年英國女物理學家喬瑟琳．伯勒爾就沒有這種幸運。1967年，伯勒爾還是劍橋大學休伊什教授的研究生。這年8月，伯勒爾利用導師剛剛建成的大型射電望遠鏡發現一顆脈衝星。這是非常了不起的發現，被稱為20世紀四大發現之一。伯勒爾得到諾貝爾獎應該是預料之中的事吧？然而，怪事出現了：1974年諾貝爾物理學獎給了她的導師和另外一位天文學家，而伯勒爾居然榜上無名！這件事引起了很多科學家的不平和憤怒。科普作家格裡賓在《大宇宙百科全書》中寫道：「諾貝爾委員會曾經做過很多奇怪的決定，把伯勒爾排除在外是最令人震驚的決定之一。」

　　為她打抱不平的人很多，最憤怒的是英國天體物理學家霍伊爾爵士。1975年春天，他嚴厲地指責休伊什「偷了」諾貝爾獎。休伊什說：喬瑟琳是學生，是在他的指導下作研究的學生，研究成果和榮譽當然歸他這個導師所有。休伊什居然不願意給喬瑟琳合適的榮譽！他的話實在沒有風度，顯出他氣量狹小，甚至有點不明事理。霍伊爾爵士的憤怒正起因於此。霍伊爾很會開玩笑，他說「諾貝爾(Nobel)嘛，就是沒有貝爾(No-Bell)。」(伯勒爾出嫁前姓Bell)後來霍伊爾爵士又補充說：「我對諾貝爾獎授予的批評，只直接針對授獎委員會本身，而不是針對休伊什教授。很明顯，委員會並沒有費心去理解在這個事件中到底發生了什麼。」

　　美國康奈爾大學的高爾德教授也打抱不平，他是第一個為脈衝星作出正確解釋的人。他說得很乾脆：「如果是喬瑟琳．伯勒爾第一個認識到脈衝星的出現間隔是 『恆星時間』，僅此一點她就應該獲得這個獎項的主要榮譽。」高爾德是當時世界最為此打抱不平的著名天體物理學家，他當然深知每一步發現的重要意義，如果是外行，則肯定不明其中的奧妙。

　　據說，此後諾貝爾委員會注意和改正了這一缺點。要不然維爾切克恐怕也會落得像伯勒爾一樣的命運。

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