中微子演义(2):诺奖得主大乱入

中微子到底是个啥玩意,这集为大家揭晓。

 |  Candela
图片来源:网络

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上一期为了剧情需要,让戴维斯同学摆出一副很苦逼的姿势。其实,1948年他加入Brookhaven国家实验室时,他老板就丢给他一句话:“去图书馆找找你觉得好玩的东西去做吧。”

我分明看到一大票同学向所在单位投去了幽怨的目光……

接着他老人家就一玩玩了五六十年……

唉,王小波说过:“中国人还认为,求学是痛苦的,学海无涯苦做舟。”从“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,走到如此苦大仇深的境地,实在让人唏嘘。“凿壁偷光”还可能是自得其乐,就像你躲在被窝里用手电筒看武侠小说一样。“悬梁刺股”就真是不靠谱了,都没劲到想睡了还这么苦情,不说也罢。

谈回中微子吧,上期一直都没说起中微子是个啥玩意。话说1911~1930年期间,物理学家在研究β衰变时(beta decay)……

……!……!!……!!!

不就到wiki找图嘛,我也会!这图啥意思来着?

图中是β-衰变,就是原子核中的一个中子n变成一个质子p,并放出一个电子e-,剩下那个ve头上还带一横的就是当时还不知道的反中微子。当年的物理学家们痛苦的发现,在这个过程中,物理学中最宝贵的“祖宗成法”能量守恒定律居然被打破了!

那又有什么了不起的……

在那个量子力学已经毁过一次三观的年代,还真有同志高呼“革命又来了”,比如著名的玻尔同志(Niels Bohr)……

玻尔:看来,能量守恒在原子核尺度是不适用的。

“天变不足畏,祖宗不足法,人言不足恤”。

哇塞,玻尔同志还是1922年诺贝尔物理学奖获得者,获奖理由是因为他“对原子结构和辐射研究的贡献”。

可“保守青年”泡利同志(Wolfgang Pauli)不干了……

泡利:祖宗成法不能变呀!一定是有一个很轻很轻、又不带电荷、我们没找到的家伙把能量给偷偷带走了!

“不要慌不要慌,虽然你还是处女就怀孕了,但不要因此怀疑你的贞洁。事情总是可以想办法解释的嘛,比如说,是上帝让你怀孕了”

咦,泡利同志又是诺贝尔物理学奖获得者(1945年),因为他“对泡利不相容原理的发现”。这是什么东东?

泡利不相容原理简化人话版:上车的电子请注意,不许怀抱小孩或女朋友坐同一位子。

泡利同志把这个东西叫“中子”(neutron),但两年之后(1932年),查德威克同志(James Chadwick)发现了我们现在叫“中子”的那个粒子:

查德威克:这个粒子太重了,显然不是泡利说的那个,不过“中子”的名字不错,咱就先用了。

诺贝尔物理奖大乱入呀!查德威克君,1935年物理学奖,因为发现了中子

于是乎,1933年费米同志(Enrico Fermi)在构建β衰变理论时只好改名了:

费米:老大的位置让人家给占了,你只能当小的了,就叫“中微子”吧,neutrino是意大利语的a little neutral one的意思。

又是一个诺贝尔物理学奖(1938年),已经审美疲劳了……换个口味:

行割礼~起名字~就叫你耶稣吧

由于中微子和其他物质相互作用是如此的弱,泡利同志还打了个赌:

泡利:赌一箱香槟,没人能探测到中微子。

一直到了1956年,科温同志(Clyde Cowan)和莱茵斯同志(Frederick Reines)终于探测到反中微子,泡利同志信守诺言,把香槟送给了他们。

为什么只有莱茵斯获得了1995年的诺贝尔物理学奖?

这个奖隔了39年才发,科温同志在1974年就逝世了,没赶上。

唉,做出了诺奖的贡献还没领到,看来命长最重要。

扯了这么久居然没让上期预告的“白富美”标准模型登场,干脆再推一推,反正要涉及到量子力学,就再聊聊那个毁三观的年代的八卦吧。量子力学概率的本质,让无数物理学家信仰崩塌了。拉普拉斯同学(Pierre-Simon Laplace)曾经豪迈的说过:

拉普拉斯:只要我们知道宇宙里所有粒子的位置和速度,我们就能计算出宇宙中一切的过去、现在和未来。

这是物理学家一直牛逼哄哄的重要精神支柱吧。

嗯,量子力学彻底打碎了这个梦,其颠覆性连刚刚用“相对论”革了“牛顿力学”命的爱因斯坦都无法接受,即使到了1943年,爱因斯坦还在抱怨:

爱因斯坦:我已经说过很多次了,上帝是不玩骰子的!

搞得量子力学奠基人普朗克(Max Planck)同志只得说:

普朗克:A new scientific truth does not triumph by convincing its opponents and making them see the light, but rather because its opponents eventually die, and a new generation grows up that is familiar with it.

一个新的科学真相,不是通过说服其反对者取得胜利,而是它的反对者终会死去,浸淫其中的新一代终会成长起来。又是一个诺贝尔物理学奖得主(1918年)……

物理作为人类科学里最完备、最信仰事实说服力的分支,普朗克说这话时心里会是多么的百感交集。

连爱因斯坦都接受不了的东西,咱就不聊了吧。

推荐一本弗莱恩(Michael Frayn)的剧本《哥本哈根》(Copenhagen),列入你的文艺女青年补完计划吧,文艺版量子力学最佳读物。

波尔同学和海森堡同学(Werner Heisenberg),临了还又塞了一个1932年诺贝尔奖得主进来……Tony最佳剧本奖、二战、原子弹、经历一战创伤追寻德国复兴的物理学家、犹太人恩师……有意思!

参考文献:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Nobel_laureates_in_Physics

https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_decay