场论与玄论之争

在本课的前面，我讲述了迄今为止粒子物理学史就是统一自然界中四种力的历史。这四种力是：让核子聚在一起成为原子核的“强作用力”；引起放射线衰变的“弱作用力”；作用于电荷上的电磁力；然后就是引力，它比其他三种力都弱得多，而且你只有在大块物质中才能注意到它的积聚效应，就好像地球引力场中的一个苹果一样。我们的努力换来了标准模型，将强作用力、弱作用力和电磁力合并成了一个力，但是代价是一个新场，叫作希格斯场，这个新场可以给予其他基本粒子质量。

无须多说，粒子物理学家们自然不会认为这样就结束了，更未觉得满意。相反地，从60年代标准模型出现以来，他们就倾全力尝试各种接枝法，想要得到一种新理论，把引力也纳入进来。这个数学之圣杯被叫作万有理论（Theory of Everything），简称为TOE 。而想要提出这么一个可以完美解释一切的东西可没那么容易。

迄今为止，大体上是两拨人之间进行竞争。笼统地说，理论物理学分成两个阵营，而且彼此之间没什么好感。一拨人是规范场论学者，在先前生成标准模型的那套数学模型上继续摸索。另外一拨人，说实话他们更年轻，更符合潮流，公众关系做得也稍微好一些——是弦理论学者。他们所使用的数学模型跟规范场论的很不一样，其理论中有很多有趣的想法，比如弦、高维度、超对称粒子和微型黑洞。或许有一两个“异端分子”可能会在为探测希格斯粒子而设计的超环面仪器（ATLAS）和紧凑渺子线圈（CMS）这两个探测器里面出现，虽然我认为可能性并不大。