論標準模型理論的經驗新奇性
——以希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)為例

趙　煦

(河海大學 馬克思主義學院，江蘇 南京 210098)

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論標準模型理論的經驗新奇性
——以希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)為例

趙煦

(河海大學 馬克思主義學院，江蘇 南京 210098)

勞丹的解題理論主張，理論通過不斷消解反常問題，并將未解決問題轉變?yōu)橐呀鉀Q問題而進步。馬雷的協(xié)調論指出，勞丹的解題理論沒能認識到理論在解決未解決問題方面的經驗新奇性指標。希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)對于標準模型理論有著重要的意義。標準模型通過新奇性的預測，指導著科學實驗展開對希格斯玻色子的搜尋；而希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)又凸顯了這一理論具有經驗新奇性協(xié)調力，反過來提升了標準模型理論的綜合協(xié)調力。

希格斯玻色子；標準模型；經驗新奇性；協(xié)調論

2013年是“粒子物理學的一個分水嶺。旨在發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的長達數(shù)十年的探索基本完成”[1]367。隨著10月8日諾貝爾物理學獎的揭曉，比利時物理學家弗朗索瓦·昂格勒(Francois Englert)和英國物理學家彼得·希格斯(Peter W.Higgs)因為提出了這一“基本粒子是如何獲得質量的理論”[2]而獲得該獎項。希格斯玻色子(Higgs boson)又稱上帝粒子(God particle)，是粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子。1964年，羅伯特·布勞特和昂格勒共同提出了一種后來被稱為希格斯機制的理論。同年，彼得·希格斯也在《物理評論快報》發(fā)表文章，獨立提出了該理論，并預言了希格斯玻色子存在的可能性。它是標準模型中最后一種被發(fā)現(xiàn)的基本粒子。該粒子的存在可以對其它基本粒子為何會有質量做出說明。因此，希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)具有重要意義，受到了人們的廣泛關注。該粒子的發(fā)現(xiàn)凸顯了標準模型理論的經驗新奇性，將大幅提升該理論的解釋力。

一、理論進步中經驗問題的作用

人們在與自然長期接觸的過程中，不斷解決問題，積累經驗，形成理論。隨后，理論又反過來對經驗問題產生重要影響。

(一)勞丹的解題理論

面對世界是如何存在的問題，人類給出的答案已幾經變革。近代以前，人們大多是基于表象認知之上進行思辨后作出的回答，比如亞里士多德。當然，此時的答案多是模糊且不準確的。近代以后，在牛頓經典力學的主導下，世界曾一度變得非常清晰——如機械般地運轉著，但實際上，依然存在著“兩朵烏云”。20世紀初，誕生了相對論和量子力學，人們對世界的認識獲得巨大進步，但有關世界的問題卻又再次變得復雜起來。愛因斯坦的后半生一直致力于追求一個大統(tǒng)一理論，以期為世界做出一個明確的說明，但其中困難重重，今天的標準模型理論就是沿著愛因斯坦努力的方向，一路走來形成的結果。

基于科學史的以上事實，勞丹主張，“科學本質上是一種解題活動”[3]13。無論是牛頓經典力學對世界所作的描繪，還是相對論與量子力學對世界的刻畫，以及當下標準模型對世界的說明，都存在著或多或少的問題。理論就是在不斷解決問題中獲得進步的，也可以說，正是這些問題的存在，推動著科學不斷進步，因為“對任何理論所作的首要而嚴格的檢驗，應視其能否為重要問題提供可以接受的解答，換言之，視其能否為重要問題提供滿意的解答”[3]15。勞丹指出，科學理論要解決的問題包括經驗問題和概念問題兩種。他花費了大量精力討論了其中人們較為熟悉的經驗問題。那么，什么是經驗問題呢？勞丹認為，“自然界中使我們感到驚奇或需要說明的任何事物都可以構成一個經驗問題?！盵3]17比如，蘋果為什么會下落？為什么飛機能在空中飛行？花兒為什么這樣紅？等等，都屬于經驗問題。當然，上文所述及的亞里士多德、牛頓、愛因斯坦等人有關世界的理論，包括標準模型理論，所要解決的問題，大多為經驗問題。

為了更好地說明他的主張，勞丹將科學問題分為三類：未解決問題、已解決問題和反常問題[3]19。其中，已解決問題對理論的地位的確立有利，因此已解決的問題越多越好；反常問題的存在則對理論不利，因為它為反對某個理論提供證據(jù)；而未解決問題的存在則為科學的未來發(fā)展提供了新的探索方向。鑒于此，勞丹表明：“科學的中心目的是盡可能多地解決經驗問題，極可能少地產生概念問題和反常?！盵3]111那么，當有兩個競爭理論T1和T2時，我們便可以通過比對T1和T2的未解決問題、已解決問題和反常問題，來決定理論的優(yōu)劣。在“地心說”和“日心說”之爭中，托勒密的地心體系所需要說明的問題很多，當時“已經知道的天體的周期運動是很多的，因此需要用到近八十個圓周來解釋它們的運動?！盵4]44這“八十個圓周”解決了日、月、五大行星，以及恒星的運行軌道問題，但托勒密的地心體系也面臨著一個很嚴重的反常問題——他為月球提供的那個軌道使“月亮離地球的距離可以相差到1/2，從而使月亮的視面積產生1/4的變化”[4]44。而哥白尼的“日心說”中僅僅用四十八個圓周就可以解釋天層表觀運動，同時通過本輪的設置，還說明了“月亮所呈現(xiàn)的視差沒有很大變化，并且只與本輪有關”[5]257，成功解決了托勒密的“地心說”所無法克服的反常問題。通過比對，“日心說”不僅能解決“地心說”能夠解決的所有問題，還能夠解決“地心說”所不能解決的反常問題。二者優(yōu)劣立現(xiàn)。

(二)理論的經驗新奇性

在勞丹的解題理論中，相對于已解決問題和反常問題而言，未解決問題的地位就沒那么重要了。雖然勞丹也認識到，“把未解決問題轉變?yōu)橐呀鉀Q問題的確是進步理論確立其科學地位的途徑之一”[3] 20，但他同時又強調，“一項理論如不能解決某些未解決問題，一般并不能對此理論造成多大損害”[3]24。原因是我們既無法斷定一個經驗事件是否為真，又不清楚這一事件該用什么理論來解決。

對于勞丹有關未解決問題的這種態(tài)度，我國學者馬雷明確表示了不滿。在馬雷看來，未解決問題的重要性并不低于已解決問題，因為在已解決問題中，待解釋或說明的現(xiàn)象是已知的，要想在已知現(xiàn)象與理論之間建立某種聯(lián)系并不困難；而在未解決問題中，預測的現(xiàn)象是未知的，這就要求從理論中推導出事件，并要在未來得到經驗驗證，這對理論的要求很高，所以“預測現(xiàn)象比解釋或說明現(xiàn)象要困難得多?！盵6]106為了解決勞丹的解題理論的這一缺陷，馬雷提出了理論在未解決問題中發(fā)揮預測作用的經驗新奇性評價指標。他指出，因為理論是普遍性經驗陳述或普遍性經驗陳述的組合，所以就有了推測未知事物或事件的能力。不同理論的預測力差別很大，有的理論只能對未知作一般性的預測，而有的理論則可以作新奇的預測。比如，能量的轉化和守恒定律會預測水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起，表明能量轉化產生了機械能。馬雷認為，這一預測不具有新奇性。一個具有新奇性的理論必然能夠做出新奇的預測。所謂“新奇性由預見與已有知識的距離來衡量，距離越大越新奇”[6]104，而距離大“就是預測到的現(xiàn)象基于我們的備用知識是我們從不知道、無法理解或不能接受的”[6]104。比如，愛因斯坦的廣義相對論預言光線彎曲就屬于理論新奇性的典型體現(xiàn)。

很顯然，勞丹的解題模式并不重視理論的預測力，沒有看到問題有一般性問題和新奇性問題之別，只看到未解決問題是理論進步的可能方向之一，而忽視了理論對未解決問題具有新奇性預測的功能。因此，他只強調了解題的數(shù)量，而“沒有從解題的質量上看問題或理論的價值”[6]106。這顯然會導致對相互競爭理論之間進行比較上的混亂，因為當兩個理論T1和T2在預測未知時，T1做出了一個新奇的預測，而T2做出了一個一般的預測，根據(jù)勞丹的解題模式，我們無法說明哪一個理論更重要。這與科學客觀的經驗事實不符。在自由落體運動中，亞里士多德的理論只能預測一塊石頭比一片樹葉下落的速度快，這是一個一般的預測；而伽利略的理論則可預測兩個大小不同的石頭下落的速度一樣快，這是一個新奇的預測。僅從勞丹的解題數(shù)量上看，二個理論解題能力相當，但實際上伽利略的能夠做出新奇性預測的理論顯然更勝一籌。

二、標準模型理論對希格斯玻色子的新奇性預測

基于理論的經驗新奇性指標，既注重理論的解題數(shù)量，又考慮到理論解題質量的重要性，更加符合科學史的實際。2012年7月4日，希格斯玻色子被宣布發(fā)現(xiàn)。在希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn)前后，其在標準模型理論中的作用頗有爭議。隨著2013年度諾貝爾物理學獎的頒布，希格斯玻色子的存在得到了人們的廣泛認可。從標準模型理論對希格斯玻色子預測的經驗新奇性著手，既可對希格斯玻色子的作用有一個深刻的認識，又可對標準模型理論的未來發(fā)展有著指導作用。

(一)標準模型理論努力的方向

目前，已知自然界中物體之間的相互作用力有4種：引力(重力)、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力。愛因斯坦在運用相對論解決了重力問題之后，便開始追求一個大統(tǒng)一理論，試圖將上述各種力都囊括其中，他在這一方向上花費了他的后半生的精力，但最終卻失敗了。事實上，科學史表明，愛因斯坦追求的總體方向是正確的。后來的科學家們正是沿著愛因斯坦的足跡前行方才取得今天的成就。不過，今天看來，愛因斯坦的失敗是由于他的步子跨得太大，因為這其中包含的未解決問題太多。

愛因斯坦的相對論著眼于整個宇宙，視野開闊。與此相對的是，近現(xiàn)代物理學的另一大特色就是發(fā)現(xiàn)了一大堆電子、夸克、中微子之類的粒子。一開始的時候，科學家們普遍感到很興奮，但隨著發(fā)現(xiàn)的各種各樣的粒子越來越多，這一現(xiàn)象就逐漸轉變成了科學家們深感困惑的一個難題。基本粒子會變得更多嗎？這些基本粒子之間毫無關聯(lián)，就是亂哄哄地存在著嗎？還是存在著一個可以將這些粒子囊括于其中的機制？

圍繞著基本粒子之間關系問題，出現(xiàn)了幾個相互競爭理論：弦理論、彩色理論、標準模型等。其中，標準模型理論是當下物理學領域最為成功的理論。該理論主張，構成世界的基本物質粒子共有18種夸克、6種輕子和12種規(guī)范玻色子(傳遞相互作用的規(guī)范粒子)，再加上每一種物質粒子所對應的反粒子(規(guī)范玻色子包括光子、3種弱相互作用粒子和8種膠子，它們本身就是自己的反粒子)，標準模型中共包含了至少61種基本粒子。標準模型理論認為，物質不可能再分割為比這些基本粒子更小的單元。看起來基本粒子的陣容還是相當龐大的，但想想我們的紛繁復雜的世界，你就會覺得標準模型中透出的蘊含于世界中的簡單的美。

可問題依然存在。標準模型中如此簡潔的基本粒子組合，又可與實驗事實符合的很好，但其背后卻隱藏著一個令人費解的難題。所有這些物質粒子都有一個屬性——質量——這是一種抗拒被移來移去的屬性。不同的物質粒子的質量各不相同，從質量最輕的電子、中微子到質量最重的頂夸克，跨越了超過11個量級之多。但這些質量來自何方，又為什么如此千差萬別呢？

在現(xiàn)代科學中，圍繞上述問題，人們從不同的角度進行了研究。事實上，有越來越多的跡象表明，雖然一開始的時候，著眼于粒子世界的許多科學家與愛因斯坦對大統(tǒng)一理論的追求并不相同，但結果卻顯示，二者的終極方向是一致的。

(二)希格斯玻色子的“發(fā)明”

為了解決海森堡的質子—中子相互作用理論中，質子之間的相互作用及作用強度的問題，楊振寧和米爾斯引進了一個新的場。在楊·米爾斯場論中，楊振寧和米爾斯將簡單的SU(1)對稱群擴展為SU(2)對稱群，其中含有兩個攜帶電荷的場粒子和一個中性的場粒子。楊·米爾斯場論是一個優(yōu)美的理論，但該理論面臨著一個嚴重的反常就是，其中的場粒子是無質量的。這無法解決原子核內部的強相互作用力問題。

事實上，隨著科學家們收獲了越來越多的基本粒子，粒子的質量之源越來越成為困擾人們的一個嚴重問題。即使是后來蓋爾曼發(fā)現(xiàn)了SU(3)群，可以提供一個能把當時所有已知粒子的范圍和種類都囊括于其中的群結構，粒子的質量問題依然無法解決。對此，南部陽一郎給出的結論是：打破對稱性，你就會因此獲得粒子的質量[7]61。不過，不久之后戈德斯通就指出，對稱性破缺的后果之一是又必然會產生出一個無質量的粒子。他還“本能地感覺到這些粒子的產生是一個適用于所有對稱性的一般性結果，并于1961年將這一看法上升到了原理的高度”[7]62，即戈德斯通定理。事實上，后來在南部和約翰·拉西尼奧合作的一篇論文中，他們也發(fā)現(xiàn)了同樣的問題。

打破對稱性本來是為了解決粒子的質量之源提出的解決方案，但這卻是以產生更多的新的無質量粒子為代價的。雖然，南部和約翰·拉西尼奧也試圖化解這一問題，他們聲稱，這些無質量粒子實際上可以獲得很小的質量，因此可被視為π介子。由于無法給出令人信服的論證，因此，這樣的解釋顯得有些蒼白無力。人們依然認為，南部的方案“解決了一個問題，卻又出現(xiàn)了另一個問題。要想取得任何進展，必須找到某種避開或突破戈德斯通定理的途徑?！盵7]62

在這一背景下，希格斯機制應運而生。希格斯發(fā)現(xiàn)，在SU(3)群中，有兩個非零真空期望值，可以被選作八個維度中的兩維：Y= 0，I3=0[8]508。這意味著，我們所說的真空并非絕對真空，而是有一個含有非零值的場遍布其中——即人們所謂的希格斯場。這頗有點以太要重新回歸的味道。大量的標量玻色子擁有這些量子數(shù)，余下的其它六維對應的是矢量玻色子。在希格斯場的作用下，各種玻色子發(fā)生相互作用。希格斯指出，“可以預期的是，為了打破Y的保護，進一步的機制(可能與弱相互作用相關)將被采用，這些規(guī)范場之一將獲得質量，僅留下光子作為唯一的無質量的矢量粒子?！盵8]509希格斯為除了光子之外的其它所有粒子找到了一條獲得質量的可能路徑。該理論的“一個基本特性是對標量玻色子和矢量玻色子的不完全多重態(tài)的預測”[8]509。希格斯相信，“這一特性也將在對稱性破缺標量場的有關理論中出現(xiàn)?！盵8]509

雖然希格斯沒有對這一機制作出更加細致的闡述，但在希格斯場的作用下，存在一個可與其它各種無質量的玻色子發(fā)生相互作用而產生目前世界中各種有質量粒子的玻色子——希格斯玻色子，已成為必然。標準模型理論就是這一機制演化的結果。毫無疑問，希格斯玻色子是否存在對標準模型理論的意義非同一般。但在事實上，希格斯玻色子的“發(fā)明”早于標準模型理論。

(三)標準模型理論的經驗新奇性預測力

20世紀70年代，標準模型理論提出之初，人們對其未來的發(fā)展前景態(tài)度不一。因為該理論是在解決了一定的問題基礎之上形成的，但同時有待其解決的問題還有很多，甚至還有些影響到該理論正確與否的反常問題。

在粒子物理學史中，基本粒子是如何組成，以及它們之間相互作用力是如何傳遞的問題，一直困擾著科學家們。1974年，J/ψ粒子的發(fā)現(xiàn)，使得科學家們得以能夠歸納并整理基本粒子的組合方式，并在溫伯格的電弱統(tǒng)一理論的基礎之上，形成標準模型理論。即在標準模型理論產生之初，該理論所擁有的已解決問題只有一個——形成一個統(tǒng)一的框架。

當然，早期的標準模型理論在取得少許成就的同時，也面臨著許多未解決問題。理論上存在的頂夸克沒有在實驗室中被觀測到，中微子還有待檢測，更為關鍵的是，“如果該理論是正確的，那么與一個無孔不入的能量場(即希格斯場)的相互作用就是造成弱作用力的傳遞者被賦予質量的原因。倘若希格斯場存在，那么希格斯玻色子也一定存在?！盵7]126而希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，所需要的能量級的對撞機當時是不具備的。此外，該理論模型中引入的參量有20個之多，其中12個用于確定夸克和輕子的質量，且這些參量無法從理論本身推導出來。這一理論顯然不夠簡潔，與人們長久以來對大自然所持的簡單性信念不太一致，不符合自然的美的追求，造成人們對該理論的心理沖突。這些問題都有待新生的標準模型理論去一一解決。

標準模型理論形成后的30多年間，人們尋找希格斯玻色子的努力一直在持續(xù)進行，雖然屢屢受挫，但還是有幾個其它的標準模型粒子被發(fā)現(xiàn)，將標準模型理論的部分未解決問題轉化為已解決問題。理論產生不久，W粒子和Z粒子被發(fā)現(xiàn)，而且這兩個粒子的質量都符合理論預期，為標準模型的正確性提供了有力的支持，大大提升了該理論的經驗協(xié)調力。1995年，費米實驗室宣布發(fā)現(xiàn)了頂夸克。2000年時，同樣是費米實驗室，觀測到了中微子的蹤跡。這是標準模型中除希格斯玻色子之外的最后一種被發(fā)現(xiàn)的粒子。

特別是希格斯玻色子——標準模型理論中最后被發(fā)現(xiàn)的這個基本粒子，將理論中粒子家族構成的所有主要的未解決問題轉化為已解決問題，使得這一理論的預測力進一步提高，凸顯了該理論的經驗新奇性協(xié)調力。

不過，與在實驗室中科學家們對粒子家族的成功追尋不相稱的是，標準模型理論還面臨著嚴重的反常問題，即它與引力不能兼容，“沒有人知道如何將這種早就被發(fā)現(xiàn)了的力添加到模型中去?！盵9]351直到今天，該問題依然嚴重威脅著標準模型理論的合法存在。

雖然，反常問題依然存在，但理論的協(xié)調力卻已有很大提高。在希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn)之前，該理論有可能被證偽。隨著希格斯玻色子的出現(xiàn)，該理論被證偽的可能性已大為減小。反常問題的消除有可能在將來通過對理論的修補和調整而實現(xiàn)。

三、希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)對于標準模型理論的協(xié)調論說明

對希格斯玻色子進行搜尋的過程，就是一個標準模型理論在經驗、概念和背景三個方面的協(xié)調力不斷提升的過程。

(一)標準模型理論的經驗協(xié)調力

截至到目前，標準模型理論對W粒子、Z粒子、頂夸克、中微子，以及希格斯玻色子的預測均已得到實驗驗證。在協(xié)調論中，經驗新奇性中的“新奇”是指理論所做的預測已經得到了觀測型經驗問子*協(xié)調論主張：任何理論都是有兩部分構成，即問題部分和對問題的解答部分。問題部分由問子和提問方式構成。問子是那些我們感到好奇、渴望理解并對之提問的東西。解答部分由解子或解子的聯(lián)結構成。解子是所有單一的內在策略和外在策略的通稱。問子與解子分為經驗問子與經驗解子、概念問子與概念解子、背景問子與背景解子三大類。的驗證。需要強調的是，經驗新奇性協(xié)調力要求理論在現(xiàn)象呈現(xiàn)之前就做出預測，這與科學史上的許多著名發(fā)現(xiàn)之后作出相對應的解釋不同。比如，1895年時，倫琴緣于一次偶然的機會發(fā)現(xiàn)了X射線，但當時的科學家們，包括倫琴本人在內，都不知道這種看不見的神秘射線究竟是什么。后來人們給出的解釋是：X射線是一種波長很短的電磁波。今天我們知道，X射線的波長介于紫外線和γ之間，約為(20—0.06)×10-8厘米之間。雖然我們今天能夠對X射線予以精確的理論解釋和說明，但此類理論卻并不具有經驗新奇性協(xié)調力，因為“經驗新奇性不是對新奇現(xiàn)象(即觀測型經驗問子)的解釋，而是預言的新奇現(xiàn)象(理論型經驗問子)得到觀測型經驗問子的驗證”[6]106-107。事實上，今天我們對X射線的認識和說明，只是所謂的“事后諸葛亮”現(xiàn)象。而標準模型理論是在希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn)之前所做的預測，一旦該預測被經驗事實所驗證，理論的經驗協(xié)調力就將立刻大幅提升。這與愛因斯坦的相對論對水星近日點的進動、引力場光的紅移，以及引力場光的偏轉的三大預言，在得到經驗數(shù)據(jù)的驗證之后，為人們廣泛接受，是同樣的道理——皆是由于其經驗新奇性協(xié)調力顯現(xiàn)的結果。

“一個理論如果能作出與事實相符的新奇預測(當然越多越好)，那么它必定能增強理論的經驗新奇性協(xié)調力?！盵6]107在標準模型理論發(fā)展的過程中，隨著一系列基本粒子的發(fā)現(xiàn)，經驗數(shù)據(jù)的不斷累積，標準模型所面對的經驗問題的解子和問子數(shù)之比也在不斷發(fā)生著相應的變化?？傮w上看，標準模型理論的經驗新奇性協(xié)調力的增強，推動著理論的綜合協(xié)調力得到整體提升。

(二)標準模型理論的概念協(xié)調力和背景協(xié)調力

一個具有強大生命力的理論從來都不是一成不變的。標準模型理論也是如此。這一理論誕生之后，在科學實踐中不斷改變自身，努力實現(xiàn)與經驗事實相符合。確切地說，就是在標準模型理論中預測的粒子、力、質量等與實際的科學實驗中人們得到的具體數(shù)據(jù)有所出入。在數(shù)據(jù)準確無誤的前提下，科學家們要么對理論進行調整，以期與實驗數(shù)據(jù)相一致，從而推動理論不斷發(fā)展；要么選擇放棄，重新構建理論，取而代之。

對理論的調整或修補，相伴隨的是標準模型的概念協(xié)調力的提升。在標準模型中，夸克的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展可讓我們對理論概念協(xié)調力的提升有一個明確的認識。1964年，蓋爾曼提出夸克時，它僅僅是一種邏輯構造。最初的夸克為三種：上夸克、下夸克和奇異夸克。相對應還有三種反夸克。當時，人們對夸克的認識是模糊的。事實上，直到今天，由于夸克的奇特的性質——它從不單獨出現(xiàn)，使得夸克是不是作為一種實體而存在——即夸克的根本屬性，依然在困擾著許多人。雖然，夸克的產生將以前發(fā)現(xiàn)的上百種粒子簡化為三種粒子組合，這是一個巨大的進步，但標準模型理論的問題依然存在，比如夸克是如何組合到一起的，就是一個隨之而來的新問題。在70年代粲夸克發(fā)現(xiàn)后，該理論開始做出多次正確的預測，且可為實驗所驗證?？淇死碚撚辛诉M一步的發(fā)展，但問題依然沒有得到解決，而且人們又發(fā)現(xiàn)了夸克的另一個怪異的特性——漸近自由。為了使得標準模型理論的解題能力得到進一步的提升，蓋爾曼提出了“色”的概念，雖然今天我們知道“色以及夸克和膠子永遠只是黑箱的一部分，只是個抽象體，它永遠無法觸發(fā)蓋革計數(shù)器，永遠不會在氣泡室留下蹤跡，也永遠不會觸動電子探測器的導線，”[9]345但標準模型對于粒子家族的說明卻已逐漸趨于完善。今天，標準模型中包含18種夸克、6種輕子、12種規(guī)范玻色子，其中的18種夸克就是由6種夸克，每種夸克都有3種色演化而來。

事實上，標準模型中對希格斯玻色子探尋也存在與夸克理論同樣的問題。在具體的科學實踐中，標準模型理論對于希格斯玻色子的質量方面的預測，也在不斷調整。這是標準模型理論自我完善的過程，也是理論的概念協(xié)調力逐步提升的過程。

在希格斯玻色子被發(fā)現(xiàn)的前后，標準模型理論的發(fā)展，除了理論的經驗協(xié)調力和概念協(xié)調力得到提升，其背景協(xié)調力也在發(fā)生變化。1964年，“希格斯機制并沒有馬上贏得人們的信任”[7]71。那一年，希格斯將他的論文投到《物理快報》，卻遭到了拒絕。此時，這一新理論面臨著嚴重的心理沖突。1967年，雖然這一領域又經過溫伯格、基布爾、薩拉姆等人的研究，但“沒有人在意他們的論文?！瓫]有幾個人能夠弄懂。”[7]77就在2000年時，霍金還和美國物理學家凱恩打了一個賭，認為希格斯玻色子不可能存在。事實上，希格斯玻色子對標準模型理論造成的心理沖突一直持續(xù)到該粒子被發(fā)現(xiàn)時止。這一不協(xié)調——即該理論的沖突狀態(tài)，還是導致SSC項目最終破產的重要因素之一。當然，在2012年希格斯玻色子被宣布發(fā)現(xiàn)之后，“這個新玻色子的質量處于125—126千兆電子伏之間，并且恰好以人們預期希格斯玻色子應具有的方式與其它標準模型粒子發(fā)生相互作用”[7]178，人們逐漸轉向支持該粒子的存在，“盡管諾貝爾獎頒發(fā)給希格斯之后仍然存在雜音，但粒子物理學界基本感覺滿意?！盵1]367標準模型理論在背景方面從沖突轉向了協(xié)調，背景協(xié)調力也得到了提升。

四、結　語

值得一提的是，盡管希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)導致標準模型理論在經驗、概念和背景三個方面的綜合協(xié)調力都得到提升，但這并不具有絕對的判決力，即標準模型理論并非一個絕對正確無誤的終極理論。因為該模型并不能解釋我們世界的一些基本問題。一個突出的問題是，今天我們已逐步實現(xiàn)電磁力、強相互作用力和弱相互作用力的統(tǒng)一，但引力問題仍未得到解決。此外，從暗物質、暗能量，到中微子的微小的質量，以及它們如何相互作用，我們知道有更多的問題存在，但這些需要標準模型理論的協(xié)調力繼續(xù)提升，方可做出回答。在世界面前，人們將永遠走在探索的征途中。

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On The Empirical Newness of Standard Model——A Case Study on the Discovery of The Higgs Boson

ZHAO Xu

(School of Marxism，Hehai University， Nanjing 210098，China)

Laudan’s Solving Problems Theory claims that theories make progress by solving anomalous problems continuously，and transforming unresolved problems into resolved problems.Ma Lei’s Coordination noted that Laudan’s Solving Problems Theory failed to recognize the index of empirical newness that theories have at the unresolved problems.The discovery of Higgs boson has important significance for Standard Model.Standard Model guided scientific experiments to search for the Higgs boson by empirical newness pridiction; while the discovery of Higgs boson highlights that the theory has empirical newness，which in turn raises the coordinated force of Standard Model.

Higgs Boson; Standard Model; Empirical Newness; Coordination

[DOI]10.16164/j.cnki.22-1062/c.2016.04.023

2014-10-27

國家社科基金青年項目(12CZX015)；江蘇省高校哲學社會科學研究基金項目(2014SJD202)；中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助(2014B19514)。

趙煦(1978-)，男，江蘇泗陽人，河海大學馬克思主義學院副教授，哲學博士。

B82-057

A

1001-6201(2016)04-0140-06

[責任編輯：秦衛(wèi)波]