我们已经准备好去讨论格拉肖夫、温伯格和萨拉姆在发现粒子物理标准模型时所使用的对称性了。这个对称性有一个绚丽的名字:规范对称性。那么,什么是规范呢?在讨论它之前,我们先说说它有什么帮助吧。假设我们是格拉肖夫、温伯格和萨拉姆,正埋头寻找物体间的相互作用理论。首先,我们从建立一个粒子理论开始,这些粒子微小且不可分割。对于实验已经发现的粒子,我们最好囊括它们;否则,这一理论就是个半生不熟的理论。当然,我们可以绞尽脑汁,去弄清楚为什么是这些粒子构成了宇宙万物,或者为什么它们是不可分割的,但这会分散我们的注意力。事实上,这是两个很好的问题,只是我们仍然没有答案。优秀的科学家所要具备的一个素质是甄别哪些问题该问,以便推动发展,哪些问题应该放一放,留待未来解决。接着,让我们在这些现成的基础上,看看能否弄清楚粒子之间是如何相互作用的。如果它们之间没有相互作用,这个世界将会变得非常无聊——物体会穿过其他物体,毫无阻碍,没有东西聚合在一起,我们也永远得不到原子核、原子、动物或恒星。然而,物理学家做研究往往是先迈出一小步。当粒子之间没有相互作用时,构建粒子理论就不那么困难了——我们只能得到主方程的第二行,并且还要把W、B、G划掉。这就是量子理论,在粒子没有任何相互作用下的全部量子理论。我们迈出了一小步,即将迎来神奇的一幕。接下来,我们要求世界,以及我们的方程,具有规范对称性。结果是惊人的:主方程的第二行剩余部分和第一行便“免费”出场了。也就是说,如果理论要满足规范对称性的要求,我们必须依法修改“无相互作用”的粒子理论。理论突然间摇身一变,从世界上最无聊的理论变成了包含光子、W粒子、Z粒子和胶子的理论,并且,这些粒子传递物质粒子之间的相互作用。也就是说,我们从对称性得到一个这样的理论,它能描述原子的结构,恒星发光,以及像人类这样复杂的物体的组合。我们得到了这个万物理论的前两行公式。剩下的任务是解释这个神奇的对称性到底是什么,然后解释理论的后两行又是什么。
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