一枚重磅炸彈在物理學界引爆：W玻色子的質(zhì)量嚴重偏離標準模型（Standard Model 簡稱SM）的理論預(yù)測，標準模型遇到了重大問題。

標準模型是描述組成物質(zhì)的基本粒子的運動及相互之間的電磁力、強相互作用力、弱相互作用力的理論。該理論是量子力學之后物理學最輝煌的理論，幾乎所有電磁力、強力、弱力的實驗數(shù)據(jù)都能夠與理論很好地吻合。2012年該理論預(yù)言的最后一個粒子希格斯粒子被發(fā)現(xiàn)，標志著標準模型取得了巨大成功。60年來與標準模型直接、間接相關(guān)的工作已經(jīng)讓幾十位科學家拿下諾貝爾獎，標準模型直接主導著最近60年來粒子物理學甚至整個物理學的發(fā)展。

W玻色子是傳遞弱相互作用的粒子，不同于電磁相互作用，弱相互作用力是一種短程力，這就意味著W玻色子具有質(zhì)量。希格斯機制賦予了粒子質(zhì)量，電弱對稱性破缺后粒子具有了質(zhì)量。在粒子物理的標準模型中W玻色子的質(zhì)量與電子的電荷以及很多粒子的質(zhì)量有關(guān)，測量W玻色子的質(zhì)量可以很好地檢驗標準模型。費米實驗室前不久給出了W玻色子的最精確測量，測量結(jié)果比標準模型的預(yù)測值高出0.1%。

不要小看測量值只是比理論值高出0.1%，0.1%是嚴重偏離。物理學是非常精確的科學，理論計算與實驗測量在小數(shù)點后十多位還保持吻合是物理學的家常便飯。一百多年前物理學的兩朵小小烏云引發(fā)了翻天覆地的變化，相對論、量子力學兩座物理大廈拔地而起。一個小小偏差的背后可能隱藏著未知的重大科學理論，美國《科學》雜志在發(fā)表W玻色子質(zhì)量測量結(jié)果的那期封面上用一個W打破了標準模型。

提到標準模型的建立就不得不提楊振寧，他幾乎被公認為是當今最偉大的物理學家。他因發(fā)現(xiàn)弱相互作用下宇稱不守恒和李政道一起獲得了1957年諾貝爾物理學獎。宇稱不守恒掀開了粒子物理學的發(fā)展新一頁，但這還不是楊振寧的最重要科學成就，1954年發(fā)表的楊-米爾斯非阿貝爾規(guī)范場理論才是他的最偉大科學貢獻。在該理論框架下，弱相互作用、電磁相互作用、強相互作用很好地統(tǒng)一起來，由此建立起粒子物理的標準模型。楊振寧在標準模型的建立中作出了基礎(chǔ)性的貢獻。

如今粒子物理標準模型遇到了重大問題，楊振寧的偉大是否會受到影響？

W玻色子的質(zhì)量還需要實驗數(shù)據(jù)的再次確認。本次測量之前對W玻色子的質(zhì)量有過多次測量，之前的測量結(jié)果有比理論預(yù)言值偏大的情況，也有比理論值偏小的情況，但基本在標準模型的預(yù)言范圍內(nèi)。最近的這次測量精度雖然高到讓人不得不相信標準模型遇到了大問題，但物理學家仍在期待重新啟動的歐洲大型強子對撞機對該數(shù)據(jù)進行驗證。

另外標準模型已經(jīng)不可能被推翻。標準模型取得了輝煌的成就，它是目前分析物質(zhì)的微觀組成及相互作用的最有效工具，不計其數(shù)的實驗數(shù)據(jù)能夠與理論預(yù)言完美地吻合。標準模型是在摸索中、不斷的修補中逐步建立起來的，再一次遇到問題只能說該理論仍不完美。就好比一座大廈出現(xiàn)了滲水，可能是某個管道有破裂，可能是某個地方防水沒有做好，甚至有可能是大廈頂層沒有封頂。但是一座非常有用的大廈，人類絕不會因為滲水就把它徹底否定。為標準模型的建立作出卓越貢獻的楊振寧、希格斯等科學家的偉大不會有折扣。

科學不怕遇到問題，問題往往是機遇。在此之前標準模型也有一些沒有解決好的問題，如中微子的質(zhì)量問題，暗物質(zhì)暗能量問題，謬子反常磁矩、引力沒有被納入等。問題相當于是線索，更多的問題能夠提供更多的線索。標準模型建立后一些科學家期望發(fā)現(xiàn)標準模型之外的粒子以及第五種相互作用力，但一直沒有有效的進展。如今W玻色子的質(zhì)量測量值與理論值存在偏差，這或許是新相互作用下新粒子作用導致的，這樣就能夠為尋找第五種相互作用力找到突破口。如果找到了第五種相互作用力，毫無疑問會迎來新的物理。如果第五種相互作用力也能夠納入楊-米爾斯非阿貝爾規(guī)范場理論框架，那會為楊振寧的偉大再次增添光輝一筆。