2013年12月，当年的诺贝尔奖得主弗朗索瓦·恩格勒（François Englert）在瑞典皇家科学院举行的新闻发布会上。

（图源：Bengt Nyman, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons）

一个世纪以来，物理学家不断追问同一个问题：构成宇宙的一切，为何会有质量？

直到2012年，希格斯玻色子的发现，才让这个答案终于浮出水面。

而在这场持续数十年的探索背后，有一位关键人物常被公众忽略——弗朗索瓦·恩格勒。

据《纽约时报》报道，当地时间6月19日，这位帮助预言“上帝粒子”的物理学家离世，但他留下的理论，仍支撑着现代物理学对宇宙最深层结构的理解。

本文3600多字，目录如下：

那个改变物理学历史的时刻 质量之谜与希格斯机制的诞生 从理论到发现：希格斯玻色子现身 荣誉与遗憾 战争阴影中的童年 从幸存者到诺奖得主

《纽约时报》报道截图

他与同事提出的理论，为希格斯玻色子的发现铺平了道路，并解释了粒子为何拥有质量，破解了现代物理学最深刻的谜题之一。

当地时间6月19日，曾因预言希格斯机制而获得诺贝尔物理学奖的比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒（François Englert）去世，享年93岁。

欧洲核子研究中心随后在官方网站公布了这一消息。

在现代物理学的发展史上，恩格勒的名字与“希格斯玻色子”密不可分。

正是他与长期合作伙伴罗伯特·布劳特（Robert Brout）提出的理论，奠定了后来“希格斯场”的基础。

而这一理论最终帮助科学家解释了一个长期困扰物理学界的问题：

为什么基本粒子会拥有质量？

1.

那个改变物理学历史的时刻

2012年7月4日，欧洲核子研究中心总部的一间大型报告厅内座无虚席。

科学家们正在等待两项大型实验的最终结果——它们的目标是寻找一种被称为“上帝粒子”的神秘粒子：希格斯玻色子。

如果这种粒子被发现，就意味着一种长期停留在理论中的宇宙背景场——希格斯场——真实存在。

按照理论设想，正是这个无处不在的场，赋予了电子、夸克等所有基本粒子质量。

当时的欧洲核子研究中心总干事罗尔夫－迪特·霍耶尔（Rolf-Dieter Heuer）宣布：

“我认为，我们已经找到了它。

”

全场随即爆发出热烈掌声。

坐在观众席中的英国物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）激动落泪。

而坐在他身旁的，正是弗朗索瓦·恩格勒。

两人都曾参与建立后来被称为“希格斯场”的理论框架。

这一理论最终成为粒子物理学标准模型的核心组成部分。

标准模型诞生于20世纪70年代，用于描述所有已知基本粒子及其相互作用，被广泛视为现代科学最伟大的成就之一。

2013年，希格斯与恩格勒共同获得诺贝尔物理学奖。

诺贝尔奖委员会授奖词写道，他们因：

“理论上发现了一种机制，这一机制有助于理解亚原子粒子质量的起源。

”

2.

质量之谜与希格斯机制的诞生

恩格勒的重要贡献，源于20世纪50年代末的一项基础理论问题。

当时，他在美国康奈尔大学担任理论物理学家罗伯特·布劳特的研究助理。

两人开始关注日裔美国物理学家南部阳一郎（Yoichiro Nambu）的研究成果。

当时，物理学家正面临一个棘手难题：

对称性为什么会被打破？

当对称性遇到弱相互作用

在物理学中，对称性是一项极其重要的概念。

它指的是：

一个系统在经历某种变换之后，其基本性质仍保持不变。

例如，一个完美球体绕中心旋转后，看起来依然完全相同。

量子物理学中也存在类似情况。

电子之间通过交换光子相互作用。

光子是一种没有质量的规范玻色子，负责传递电磁力。

由于这种相互作用遵循底层的规范对称性，因此在碰撞过程中，能量和动量等物理量能够保持守恒。

利用对称性理论，物理学家成功解释了：

电磁相互作用；

强相互作用（将质子和中子束缚在原子核中的力）。

然而，当他们试图解释另一种基本作用力——弱相互作用时，却遇到了麻烦。

弱相互作用负责放射性衰变。

它只能在极短距离内发挥作用，其作用范围甚至小于一个质子的直径。

为了让相关理论成立，负责传递弱相互作用的规范玻色子——W玻色子和Z玻色子——必须拥有极大的质量。

问题在于：

根据当时的理论框架，这些巨大质量似乎是凭空出现的。

而这会破坏原本的对称性。

换句话说，物理学家知道W玻色子和Z玻色子必须很重，但不知道它们的质量究竟来自哪里。

南部阳一郎的突破

南部阳一郎提出了一种数学机制，证明对称性可以自发破缺。

一个经典比喻是：

把一支铅笔竖立在笔尖上。

在这一刻，系统是平衡且对称的。

但由于量子力学效应的影响，铅笔不可能永远保持直立，最终一定会向某个方向倒下。

当它倒下后：

支配系统的物理定律没有改变；

但系统本身已经不再保持原有对称性。

也就是说，对称性被“自发”打破了。

这一思想后来成为现代粒子物理学的重要基础。

南部阳一郎也因此获得2008年诺贝尔物理学奖。

但他的理论仍然留下一个关键问题：

弱相互作用中的规范玻色子，究竟从哪里获得质量？

宇宙中是否存在一种看不见的场？

1961年，恩格勒回到比利时。

不久后，布劳特也加入了他的研究团队。

两人提出了一个大胆假设：

宇宙中或许存在一种无处不在的场。

它像一种遍布整个宇宙的“宇宙糖浆”，所有基本粒子在其中运动时，都会获得质量。

1964年8月，两人在《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表论文。

不到两个月后，彼得·希格斯也在同一期刊发表论文，提出了极其相似的理论方案。

又过了一个月，美国物理学家杰拉尔德·古拉尼克（Gerald Guralnik）、理查德·哈根（C. Richard Hagen）和汤姆·基布尔（Tom Kibble）也发表论文，提出了类似机制。

这三篇论文后来被共同视为量子物理学发展史上的里程碑。

3.

从理论到发现：希格斯玻色子现身

如今，人们通常把这一赋予粒子质量的过程称为“希格斯机制”（Higgs mechanism）。

但更完整的名称其实是：

布劳特－恩格勒－希格斯机制（Brout-Englert-Higgs mechanism）。

有时甚至会使用更完整的名称：

恩格勒－布劳特－希格斯－古拉尼克－哈根－基布尔机制（Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble mechanism）。

这一理论预言：

平时不可见的希格斯场，如果受到足够强大的能量冲击，将会产生一种量子粒子。

这种粒子极其不稳定。

它只存在万亿分之一秒便会衰变消失。

而这种短暂存在的粒子，正是希格斯玻色子。

为了寻找希格斯玻色子，欧洲核子研究中心建造了大型强子对撞机。

科学家让质子以接近光速相撞。

他们希望在极端高能条件下重新创造宇宙诞生早期的环境。

2012年，实验终于发现了符合理论预测的希格斯玻色子。

这一发现证明：

希格斯场，或者至少某种与其极为接近的机制，确实存在。

而恩格勒等人在近半个世纪前提出的理论，也终于获得实验验证。

4.

荣誉与遗憾

布劳特于2011年去世，未能等到诺贝尔奖颁发。

根据诺贝尔奖规则，奖项不能追授给已故人士。

不过在2004年，他曾与恩格勒和希格斯共同获得沃尔夫物理学奖。

2010年，包括古拉尼克、哈根和基布尔在内的六位理论贡献者，共同获得J.J.樱井理论粒子物理学奖。

2013年，恩格勒、希格斯以及欧洲核子研究中心共同获得阿斯图里亚斯亲王科技研究奖。

希格斯于2024年去世。

5.

战争阴影中的童年

恩格勒于1932年11月6日出生在比利时埃特尔贝克（Etterbeek）。

他的父母约瑟夫·恩格勒（Szmul Joseph Josek Englert）和拜拉·恩格勒（Bajla Cymberknopf Englert）是来自波兰的犹太移民，于1924年迁居比利时，并经营一家小型纺织品商店。

1940年5月，德国入侵比利时。

恩格勒一家人的生活被彻底改变。

根据他后来发表在诺贝尔奖官网上的自传，他们逐渐遭受迫害，并被强制佩戴象征犹太人身份的黄色大卫星标志。

1942年8月，纳粹开始将比利时犹太人送往集中营和灭绝营。

为了提高生存机会，家人决定分散隐藏。

年幼的弗朗索瓦被安置在一对经营咖啡馆的夫妇家中。

在大约一年时间里，他完全不知道父母身在何处。

后来，全家人的藏身地点遭到举报。

在一次2017年接受《巴黎竞赛画报》（Paris Match）采访时，恩格勒回忆说，那段经历让人终生难忘。

随后，全家趁夜逃往比利时阿登地区的小村庄安瓦－鲁永。

当地一位神父保护了他们。

为了掩护这一家人，他向村民介绍他们是基督徒，甚至为弗朗索瓦举行了洗礼，使他能够进入迪南市的贝尔维尤圣母学校就读。

恩格勒的直系亲属全部幸存下来。

但他们在波兰的亲人则在大屠杀中遇难。

直到晚年，恩格勒才开始公开谈论这段经历。

他在2017年的采访中说：

“战争结束后，为了保护自己，我倾向于把这段人生经历从记忆中抹去。

”

6.

从幸存者到诺奖得主

1955年，恩格勒毕业于布鲁塞尔自由大学，获得机电工程学位。

在校期间，他逐渐对物理学产生浓厚兴趣。

随后，他于1958年获得硕士学位，并于1959年取得博士学位。

不久之后，他获得康奈尔大学为期两年的研究职位，并在那里结识了布劳特。

1961年回到比利时后，他进入布鲁塞尔自由大学任教。

布劳特随后也加入该校。

两人共同创建理论物理研究团队，研究领域涵盖：

广义相对论；

弦理论；

分形结构；

宇宙学等多个方向。

除了众多科学奖项之外，2013年7月，比利时国王阿尔贝二世授予恩格勒男爵爵位。

恩格勒一生共有五个孩子。

他与第一任妻子埃丝特·迪雅尔丹（Esther Dujardin）育有米歇尔、安娜和乔治三名子女；

与第二任妻子达妮埃尔·温达尔（Danielle Vindal）育有萨拉和埃莱娜两名子女。

他身后留下五名子女以及第三任妻子米拉·尼科马罗夫（Mira Nikomarow）。

在那次《巴黎竞赛画报》的采访中，记者曾问他：

如果能够再次见到那些当年拯救自己免于纳粹迫害的人，他会说什么？

恩格勒

回答：

“我会亲吻他们。

”

随后他停顿了一下，又补充道：

“然后，如果我还能组织好语言的话，我会告诉他们：我这一生最终做出了一些事情，而这一切都要归功于他们，也归功于我的父母。

”

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