? ? ? ? 自古以來示启，人類就不斷地在問自己予弧，萬物是由什么構(gòu)成的？它們又是如何結(jié)合在一起的？回答這個問題的理論是人類已知最精確的科學(xué)理論历筝，然而它卻有著一個非常平淡無奇的名字——標(biāo)準(zhǔn)模型。在上個世紀的諾貝爾物理學(xué)獎中廊谓，超過四分之一都與標(biāo)準(zhǔn)模型有關(guān)梳猪。
? ? ? ? 自建立以來，標(biāo)準(zhǔn)模型在過去的50年中經(jīng)受住了重重嚴峻的考驗蒸痹，它描述了除引力之外的其它基本力以及組成所有物質(zhì)的基本粒子春弥。每一個試圖超越它的嘗試，都必須付出巨大的努力叠荠，而且從過去幾十年嘗試過的例子來看匿沛，很多都已經(jīng)失敗了。
? ? ? ? 我們都知道榛鼎，我們周圍的世界是由分子組成的逃呼，而分子又是由原子組成的。門捷列夫在19世紀60年代就已經(jīng)認識到這一點者娱，并將所有原子排列到周期表中抡笼。但是，元素周期表中含有的不同化學(xué)元素種類多達118種黄鳍， 元素周期表包含了118個元素蔫缸，這些元素還可以進一步被分割。
? ? ? ? 物理學(xué)家向來都喜歡簡潔际起，他們想要看到事物的本質(zhì)拾碌、并揭開它們最基本的成分。顯然街望，100多個化學(xué)元素并不簡潔校翔。早在兩千多年前的時候，古希臘的哲學(xué)家就把構(gòu)成這個世界的基本單元分為四種元素：土灾前、氣防症、火和水。這比118個元素要簡單得多哎甲，但卻是錯誤的蔫敲。
? ? ? ? 到了1932年，科學(xué)家了解到所有的這些原子都由三種粒子——中子炭玫、質(zhì)子和電子——構(gòu)成的奈嘿。中子和質(zhì)子緊密地結(jié)合在原子核內(nèi)，而質(zhì)量更輕的電子則繞著原子核極速運動吞加。于是裙犹，物理學(xué)家普朗克尽狠、玻爾、薛定諤叶圃、海森堡等人發(fā)展了一種新的科學(xué)——量子力學(xué)袄膏，以解釋這種運動。
? ? ? ? 粒子的數(shù)量一下子縮減到了3個掺冠，這似乎是個令人滿意的止步之處沉馆。但它們是如何結(jié)合在一起的？帶負電的電子和帶正電的質(zhì)子通過電磁力束縛在一起德崭。但是所有的質(zhì)子全擠在核中斥黑，它們所帶的正電應(yīng)該將它們有力地分開才對。而中性的中子并不能起到什么作用接癌。
? ? ? ? 那么將質(zhì)子和中子結(jié)合在一起的是什么？或許有人會認為“這是神的旨意”扣讼。但是缺猛，這種情形即使對神來說也是極大的挑戰(zhàn)，因為它需要密切關(guān)注宇宙中的10??個質(zhì)子和中子椭符，并按照它的意志將它們結(jié)合在一起荔燎。
? ? ? ? 而與此同時，大自然并不滿足于它的粒子動物園只有這3種粒子销钝。算上構(gòu)成光的粒子——光子的話有咨，其實是4種。而當(dāng)安德森探測到從外太空擊中地球的正電子（帶正電的電子）時蒸健，4又變成了5座享。安德森所探測到的正電子正是狄拉克曾經(jīng)預(yù)言過的反物質(zhì)粒子。后來似忧，5個又變成了6個渣叛，這是因為湯川秀樹預(yù)言可以將原子核束縛在一起的π介子被發(fā)現(xiàn)了。
? ? ? ? 再后來盯捌，拉比發(fā)現(xiàn)了比電子重200倍的μ子淳衙，它的性質(zhì)跟電子完全相同。這時候饺著，這一數(shù)字已經(jīng)上升到7了箫攀，似乎已經(jīng)談不上簡潔了。然而幼衰，事情卻遠遠沒有結(jié)束靴跛。
? ? ? 到了20世紀60年代，已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)百個“基本”粒子了渡嚣。排列整齊的元素周期表汤求，被長長的重子（如質(zhì)子和中子）俏险、介子（如π介子）和輕子（如電子和中微子）列表代替——雜亂且無指導(dǎo)原則可言。
? ? ? ? 在這一片混亂上蹣跚前進的是標(biāo)準(zhǔn)模型扬绪。這不是曇花一現(xiàn)的光輝竖独，也沒有像阿基米德從浴缸中跳出來高喊“尤里卡”（eureka：我發(fā)現(xiàn)了）那樣靈光閃現(xiàn)的時刻。相反挤牛，它的出現(xiàn)源自于20世紀60年代中期莹痢，幾位關(guān)鍵性的人物發(fā)表的一系列重要見解，才將這一泥潭轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€簡單的理論墓赴。隨之而來的竞膳，是五十年的實驗驗證和理論闡述。
? ? ? ? 現(xiàn)在我們知道诫硕，夸克有6種“味”坦辟，就像對應(yīng)于冰淇淋中的香草、巧克力等不同味一樣章办，夸克有上锉走、下、奇藕届、粲挪蹭、底和頂。1964年休偶，蓋爾曼和茨威格為我們揭示了“食譜”：混合搭配任意三個夸克可以構(gòu)成重子梁厉。例如，原本我們以為是基本粒子的質(zhì)子事實上是由更小的兩個上夸克和一個下夸克結(jié)合而成的踏兜；中子則是由兩個下夸克和一個上夸克組成的词顾。一個夸克和一個反夸克則可結(jié)合成一個介子。一個π介子是一個上夸克或下夸克碱妆、與一個反上夸克或反下夸克的結(jié)合计技。
? ? ? 標(biāo)準(zhǔn)模型中的基本粒子：夸克、輕子（比如電子和中微子）和載力粒子（比如光子）山橄。
? ? ? ? 有趣的是垮媒，這些夸克彼此之間總是緊密相連，你永遠不會看到一個單獨的夸克或反夸克航棱。負責(zé)傳遞夸克之間的力的粒子被稱為膠子（就好比是光子之于電磁力）睡雇，而描述夸克和膠子之間相互作用的理論被稱為量子色動力學(xué)。這是標(biāo)準(zhǔn)模型中至關(guān)重要的一部分饮醇，但其背后的數(shù)學(xué)卻是極其困難的它抱，以至于相關(guān)問題被列為千禧年七大數(shù)學(xué)難題之一。物理學(xué)家一直在盡全力用它來進行計算朴艰，但仍處于學(xué)習(xí)如何使用的過程中观蓄。
? ? ? ? 標(biāo)準(zhǔn)模型的另一個核心是“輕子模型”混移。1967年11月20日，溫伯格在《物理評論快報》上發(fā)表的這篇標(biāo)志性的論文：《輕子模型》侮穿，為高能粒子物理學(xué)在20世紀后半葉的發(fā)展指明了方向歌径。在只有兩頁半紙的論文中（算上參考文獻和致謝在內(nèi)），溫伯格優(yōu)雅而簡潔地書寫了宇宙中最深層的秘密亲茅。他將我們熟悉的電磁力和會導(dǎo)致特定放射性衰變的“弱核力”統(tǒng)一在一起回铛，并將它們描述為同一種力的不同方面。它結(jié)合了賦予基本粒子質(zhì)量的希格斯機制
? ? ? ? 溫伯格發(fā)表的論文：《輕子模型》克锣。他的成果在當(dāng)時無疑是革命性的茵肃，但卻被忽略了許多年，如今袭祟，這篇論文每周至少會被引用三次验残。
? ? ? ? 自那以后，標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測了一次又一次的實驗結(jié)果巾乳，包括發(fā)現(xiàn)幾種夸克您没、以及傳遞弱核力的W和Z玻色子。雖然在20世紀60年代想鹰，人們曾忽略了中微子具有質(zhì)量的可能性紊婉。但到20世紀90年代药版，中微子也被納入了標(biāo)準(zhǔn)模型辑舷，只比其他的粒子晚了幾十年加入這場粒子盛宴。
? ? ? ? 2012年槽片，標(biāo)準(zhǔn)模型走上巔峰何缓，迎來了一次偉大的勝利』顾ǎ科學(xué)家苦苦追尋的希格斯粒子終于在粒子加速器中被找到了碌廓！這是標(biāo)準(zhǔn)模型的最后一塊拼圖。然而剩盒，這并不意味著結(jié)束谷婆，而是一個新的開始。
? ? ? ? 物理學(xué)家一直在擔(dān)心標(biāo)準(zhǔn)模型沒有充分體現(xiàn)他們對簡潔性的期望辽聊，擔(dān)心其數(shù)學(xué)的自洽性纪挎，還有期待將引力也引入標(biāo)準(zhǔn)模型中的最終必要性。因此為了超越標(biāo)準(zhǔn)模型跟匆，物理學(xué)家已提出了很多的理論异袄。它們都有著十分酷炫的名字，比如大統(tǒng)一理論玛臂、超對稱和弦論等等烤蜕。
? ? ? ? 但可惜的是封孙，這些所謂的超越標(biāo)準(zhǔn)模型的理論還沒能成功地預(yù)測到任何新的實驗現(xiàn)象。在50年后的今天讽营，標(biāo)準(zhǔn)模型似乎還未到升級更新的時刻虎忌，這對標(biāo)準(zhǔn)模型來說是件值得慶祝的事，它仍然是迄今描述（幾乎）萬物最完美的理論斑匪。
