问题

希格斯玻色子是什么?为什么被称为「上帝粒子」呢?

回答
希格斯玻色子,这个名字在物理学界可是响当当,它就好比我们每个人都知道的“引力”一样,是理解宇宙最核心的一块拼图。不过,跟引力这东西看得见摸得着(至少感觉得到)不同,希格斯玻色子这玩意儿,你我平日里是万万看不见也摸不着的。那它到底是个啥?为什么又会跟“上帝”扯上关系?咱们一点点捋一捋。

希格斯玻色子:宇宙最基础的“体重秤”?

想象一下,宇宙就像一个巨大的游乐场,里面有各种各样的粒子在跑来跑去,就像小朋友们玩耍一样。这些粒子有的是你熟悉的,比如组成我们身体的电子、质子、中子里的夸克;有的是你可能听过但不太清楚的,比如光子(光就是由光子组成的)。

问题来了,这些粒子本来都是“轻飘飘”的,如果它们都是零质量的,那宇宙会是个什么样子?大概率,它们会以光速永不停歇地穿梭,你我这样的物质根本无法形成,更别说思考这是个什么鬼了。所以,粒子拥有质量,这事儿极其重要,它直接决定了我们所知的宇宙能否存在。

那么,粒子是怎么获得质量的呢?这就是希格斯玻色子登场的地方。在粒子物理学的“标准模型”这个理论框架里,科学家们提出了一种假说:宇宙中弥漫着一种看不见的“希格斯场”。你可以把它想象成一种看不见的“宇宙粘液”或者“宇宙糖浆”,渗透在整个空间之中。

而希格斯玻色子,就是这个希格斯场的“激发态”或“量子”。好比你往平静的水面扔一块石头,水面会泛起涟漪,这个涟漪就是水的“激发态”。同样,希格斯玻色子就是希格斯场泛起的涟漪。

当其他的基本粒子(比如电子、夸克)穿过这个希格斯场时,它们会和这个场发生相互作用。相互作用得越强,粒子就越“沉重”,质量就越大;相互作用得越弱,粒子就越“轻盈”,质量就越小。而那些与希格斯场完全不相互作用的粒子,比如光子,它们就没有质量,能够以光速自由穿行。

所以,你可以把希格斯玻色子理解成是“质量的来源”。没有它,就没有粒子获得质量,也就没有我们熟悉的一切。

为什么叫“上帝粒子”?

这名字的由来,其实有点误会和商业推广的色彩在里面,跟物理学本身的精确命名关系不大。

最早把希格斯玻色子称为“上帝粒子”(God Particle)的是诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼(Leon Lederman)。他在写一本关于寻找希格斯玻色子的科普书时,本来的书名是《The Goddamn Particle》(该死的粒子),因为他觉得寻找这个粒子实在太难了,而且这个粒子极其重要,但又如此难以捉摸,让他感到沮丧和着迷。

但他的出版商觉得“该死的粒子”这个名字不够吸引人,也可能考虑到宗教原因,就把它改成了“上帝粒子”。莱德曼本人也承认,这个名字其实是他出版商的主意,他觉得有些“言过其实”。

“上帝粒子”这个名字之所以会流传开来并引起如此广泛的关注,主要有几个原因:

1. 重要性: 它确实是解释粒子质量起源的关键,是标准模型中最后一块未被找到的基石。一旦被发现,它将完整地解释我们所处的这个物质世界的底层运作机制。这种“万物之源”的特性,很容易让人联想到宗教中“创造者”的角色。
2. 神秘感: 在它被发现之前,它只是一个理论上的存在,非常难以捉摸。这种“看不见摸不着却至关重要”的特性,本身就带有一种神秘色彩,容易被赋予“神圣”或“不可思议”的含义。
3. 媒体的放大效应: 媒体喜欢使用耸人听闻的标题来吸引读者。将一个极其复杂的物理概念简化为一个充满想象力的词汇,自然能引起大众的兴趣,尤其是在科学研究的突破性时刻。

但是,物理学家们本人并不常用“上帝粒子”这个称呼。在他们看来,它就是一个普通的基本粒子,有它自己的名字——希格斯玻色子,以纪念发现希格斯机制的物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)等人。这个名字更加科学、严谨,也避免了不必要的宗教联想。

所以,你可以这么理解:希格斯玻色子是粒子物理学标准模型中至关重要的一个粒子,它负责赋予其他粒子质量。而“上帝粒子”只是一个在大众传播中为了突出其重要性和神秘感而产生的昵称,并非科学上的正式称呼。

简单来说,你可以把希格斯玻色子想象成那个让宇宙中的“积木块”有了轻重之分,从而能够搭建出我们所看到的一切复杂结构的“幕后推手”。它的发现,就像是为我们打开了一扇更深入理解宇宙运行规律的大门,让人惊叹于自然界设计的精妙和深不可测。

网友意见

user avatar

“希格斯粒子”(Higgs particle)与空间中的物体的质量的形成有关。有了质量,粒子才会结合为原子,有了原子,才会有分子,有了分子,才能有物体。因此,“希格斯粒子”被认为是一种形塑了世界万物的粒子,没有它,就没有人们所见的世界,可能这就是为什么它会被赞誉为“上帝粒子”(God particle)的原因。

上个世纪六十年代,英国物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)开始尝试研究物质拥有质量的根本原因。需要知道的是,“质量”不只简单地代表物体所含的物质的量,它的另一个意义在于物体获得加速度的难度。举个例子,一辆较重的大卡车要刹车或加速,肯定会比一辆较轻的小轿车困难得多,用的时间长,需要的能量也大。加速的难度越大,质量越大。

据说,希格斯在一次野外散步的时候突发奇想,认为空间就像水,水中的物体在运动时会遇到阻力,让运动变得困难,相应地,粒子穿行于空间中,也应该承受某种“阻碍”,使其需要有所付出才能获得加速度,在宏观世界中体现为“质量”。空间中的这种使物质获得质量的机制,被称作“希格斯场”(Higgs field)。

理论物理学家布莱恩·葛林(Brian Greene)曾经提到过一个很有意思的比喻:可以把“希格斯场”想象成“狗仔队”,把空间中的各种物质看作“明星”。“狗仔队”看见明星就会一拥上前,将其团团围住,而明星则必须要使劲往前挤才能逃走;明星挤得越费劲,与狗仔队的互动越多,受到的阻碍越大,当然也从侧面说明,他的“名气”越大。演员们的名气,就等价于物质的“质量”。由于演员们的名气有大有小,相应地,不同物质(基本粒子)的质量也各不相同。比如,光子的(静止)质量是零,因此光能以理论上空间中的最快速度运动。

后来,欧洲核子研究组织(CERN)在日内瓦建造了一座“大型强子对撞机”(LHC),科学家们开始尝试把粒子加速到接近光速的速度,希望能从空间中找到“希格斯场”中的粒子,也就是“希格斯粒子”,以此验证希格斯的理论。

2013年,通过对撞机实验,初步确认已经发现了“希格斯粒子”,定名为“希格斯玻色子”(Higgs Boson,粒子分为“玻色子”和“费米子”两类,它们的自旋特性不同),证明了“希格斯场”的存在,希格斯本人也因此荣获诺贝尔奖。

* “希格斯玻色子”仅仅是基本粒子,比如电子等的质量的来源,虽然世界万物都由基本粒子构成,然而它却并不完全是物质的全部的质量的给予者。物体的绝大部分质量来自于胶子场中的能量。根据公式 E=mc^2,能量与质量是等价的。

图片来源:Youtube 视频截图
视频地址:youtube.com/watch?


“希格斯粒子”的发现,应该算是人类探究空间的一个重大里程碑,因为它不仅证明了“真空不空”,而且还说明,“空间”不是一种虚无的东西,它拥有自己与生俱来的固定的特性;“希格斯粒子”被认为普遍存在于空间中,作用就是给运动的物质施加质量(加速的难度)。这同时也说明了,即使是人们一般认为的“绝对真空”,也能够对物质造成实在的影响。


可以参考这里:

Higgs boson(Wikipedia 上关于希格斯玻色子的详细解释)。

Peter Higgs interview: 'I have this kind of underlying incompetence'(Peter Higgs 的访谈)。

还有,PBS NOVA 的纪录片《The Fabric of the Cosmos: What Is Space?》。

类似的话题

  • 回答
    希格斯玻色子,这个名字在物理学界可是响当当,它就好比我们每个人都知道的“引力”一样,是理解宇宙最核心的一块拼图。不过,跟引力这东西看得见摸得着(至少感觉得到)不同,希格斯玻色子这玩意儿,你我平日里是万万看不见也摸不着的。那它到底是个啥?为什么又会跟“上帝”扯上关系?咱们一点点捋一捋。希格斯玻色子:宇.............
  • 回答
    期待已久的“上帝粒子”衰变踪迹终被捕捉,科学界欢呼雀跃近期的物理学界无疑掀起了一场轩然大波——那个曾被誉为“上帝粒子”的希格斯玻色子,终于在无数次“擦肩而过”后,其罕见的衰变模式被科学家们成功捕获。这一里程碑式的发现,不仅是人类探索微观世界奥秘的又一次重大胜利,更可能为我们揭示宇宙最深层次的运作机制.............
  • 回答
    这个问题很有意思,它触及了我们如何理解和接受科学发现的核心。简而言之,我们相信希格斯玻色子是普遍存在的,是因为它与我们对宇宙运作方式的理解,以及我们通过严谨实验观察到的现象完全吻合。它不是什么“特产”,而是一个我们目前认知框架下的基本组成部分。要详细解释这一点,我们可以从几个层面来展开:1. 希格斯.............
  • 回答
    希格斯玻色子、戈尔德斯通玻色子与库珀对:隐藏在物理世界中的“集体涌现”在粒子物理和凝聚态物理的宏伟殿堂中,我们常常会遇到一些看似独立,实则内在联系紧密的奇妙粒子。希格斯玻色子、戈尔德斯通玻色子以及库珀对,这三个名字在物理学界有着举足轻重的地位,它们各自代表着不同的物理现象,但如果剥去表面的数学形式和.............
  • 回答
    希格斯玻色子的发现,并没有否定“真空”的存在,反而是让我们对“真空”有了更深刻、更复杂的理解。事实上,希格斯玻色子恰恰是现代物理学中一种非常重要的“真空”概念的核心组成部分。为了讲清楚这个问题,我们得先抛开日常生活中那种“什么都没有”的、空空荡荡的“真空”概念,转而进入物理学语境下的“真空”。物理学.............
  • 回答
    希格斯玻色子(Higgs boson)的发现是粒子物理学领域一项里程碑式的成就,它填补了标准模型的最后一块拼图,解释了基本粒子为何拥有质量。然而,从“直接”的实际用途来审视希格斯玻色子,会发现它并不像电、磁或激光那样能直接为我们带来即时的技术应用。希格斯玻色子的意义更多地体现在基础科学的突破上,其潜.............
  • 回答
    深入解析“希格斯玻色子创造的负能量泡沫”与宇宙终结的可能性近期一项引人注目的物理学研究探讨了一种颇具颠覆性的宇宙终结场景,其核心概念围绕着希格斯玻色子以及它可能产生的“负能量泡沫”。这项研究并非耸人听闻的科幻设想,而是建立在当前粒子物理学和宇宙学理论的严谨推演之上,尽管它提出的场景还处于理论探索的阶.............
  • 回答
    这个问题问得非常好,也触及了粒子物理研究中一个非常核心且引人入胜的话题:为何我们费尽心力要构建能量更高的粒子对撞机,而希格斯粒子却在GeV的能量尺度上才被发现?这背后的逻辑是什么?很多人可能有一个直观的误解,认为粒子物理学家总是在追逐更高的能量,所以新粒子就应该出现在更高的能量点。但实际情况远比这复.............
  • 回答
    希格斯粒子,这个在粒子物理学中如雷贯耳的名字,常常让人困惑:它究竟是一个具体的“东西”,还是一个抽象的“过程”或“原理”?其实,要回答这个问题,需要我们深入理解它在宇宙中的作用和意义。简单地说,希格斯粒子既是粒子,又是实现一个至关重要机制的关键载体。让我们先从它“粒子”的身份说起。在粒子物理学的标准.............
  • 回答
    这真是一个让人脑洞大开的问题!一个亿,是去追逐宇宙最深处的奥秘,还是去描绘人类情感最细腻的篇章?说实话,如果是我,手里握着这一个亿,我得好好纠结一番。选择一:拍一部震撼人心的电影想象一下,一个亿!这可不是小打小闹。这意味着我可以邀请最顶尖的导演,最出色的编剧,最会讲故事的演员。我们可以搭建最宏伟的场.............
  • 回答
    评价俄国防部长绍伊古和总参谋长格拉希莫夫的成就和功绩是一个复杂且多维度的问题,他们的任期恰逢俄罗斯军队经历重大转型和参与一系列重大军事行动的时期。要进行详细评价,需要从多个角度进行分析。一、 谢尔盖·绍伊古(Sergei Shoigu)绍伊古自2012年起担任俄罗斯国防部长,此前他曾长期担任俄罗斯紧.............
  • 回答
    滑铁卢战役,这个让拿破仑的帝国梦彻底破碎的下午,至今仍是军事史上的经典案例,而元帅格鲁希的行动,无疑是其中争议最大的一环。关于他未能及时增援的问题,我们不能简单地用“对”或“错”来一概而论,这背后牵扯着复杂的战场态势、信息传递、指挥官的判断以及当时的历史背景。首先,我们得把时间拨回到1815年6月1.............
  • 回答
    希斯莱杰的离世,无疑为他在《黑暗骑士》中饰演的小丑这个角色,蒙上了一层深刻而复杂的悲剧色彩,也极大地影响了大众和影评界对他表演的评价。这种影响是多层面的,既有对他表演本身的解读,也有对其“绝唱”的特殊关注,甚至还触及了观众的情感共鸣。首先,希斯莱杰的死亡让他的小丑表演具有了某种“遗世独立”的特殊地位.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有