“毛粒子”的始末

gugeren網友向我提起“毛粒子”。我是第一次聽說這個名字，估計多數同學也沒聽過這個名詞，就把在網上查詢得到的信息整理出來，以饗有興趣的同學。

維基對“毛粒子”是這樣解釋的：

“毛粒子（MAONS）為美國物理學家謝爾登·格拉肖在1977年提議的一種粒子命名法，以紀念毛澤東的方式命名後來慣稱夸克系的粒子，後來未被多數採用。

謝爾登·格拉肖和史蒂文·溫伯格曾多次訪問中國，在冷戰時代和文革時代較為罕見，其中至少兩次以上受到毛澤東接見，雙方就基本粒子還能不能繼續分割作討論，格拉肖方的立場當時傾向於不能，毛澤東則認為對立統一的哲學下物質是無限可分的，質子、中子、電子和更小的物質也應該是可分的，一分為二，對立統一，直到無限。後來更小物質確實發現，中方科學界稱為層子，美方科學界稱為夸克。毛逝世後國際物理學第七屆年會上格拉肖提議將名稱定為毛粒子，以紀念毛澤東的哲學正確，後因種種原因未獲採納。”

有意思的是，這一詞條只有中文，沒有其它文字的內容轉換。似乎這一詞條是中國人（從使用繁體字看，似乎是台灣人或香港人，當然也不排除大陸人特意使用繁體字）加到維基上的。

維基的內容可以隨意被添加刪改。我懷疑這是一條假信息，就擴大了查詢範圍。

謝爾登·格拉肖和史蒂文·溫伯格的英文網頁和中文網頁都未提兩人訪問過中國，並受到毛澤東的接見。謝爾登·格拉肖的網頁也未提提議“毛粒子”的事情。

回過頭來再查國內的報道，發現有關這一內容的文章還挺多。整理以後放在下面。

1955年，毛澤東在他親自召開的一次研究我國原子能科學發展的會議，有李四光、錢三強出席，在會上毛主席問錢三強：“質子、中子是由什麼組成的？”錢三強回答說：“這個問題還沒有新的認識。”毛主席卻說：“我看不見得，質子、中子、電子還應該是可分的，一分為二……你們信不信？你們不信，反正我信。”

1963年，《自然辯證法研究通訊》登出了譯自俄文的日本物理學家坂田昌一撰寫的文章《基本粒子的新概念》。坂田在文中表明，其關於基本粒子結構的思想，是遵循恩格斯關於“分子、原子不過是物質分割的無窮系列中的各個關節點”的思想和列寧關於“電子也是不可窮盡的”觀點的結果。該文引起了毛澤東的注意，並再一次地提出了粒子是否可分的問題。1964年8月18日，毛澤東在與龔育之等一批哲學工作者談話時，特別讚揚了坂田所說的“基本”粒子並不是最後的不可分的粒子的觀點。毛澤東說：“列寧講過，凡事都可分，舉原子為例，不但原子可分，電子也可分。可是從前原子不可分。”

周培源先生說：1964年８月，在北京科學討論會開會期間，毛主席接見參加會議的各國代表團團長，要我一一介紹。日本代表團團長坂田昌一在1955年前曾寫過一篇關於基本粒子是由更基本的粒子所組成的這樣觀點的文章，當時，國際上知道的人並不多，但毛主席卻看到他的文章，並且對它很重視。當我把坂田教授引見時，毛主席當面稱讚說：“你的文章寫得好”，使坂田極為興奮。第二天，毛主席約于光遠同志和我到中南海去談話，毛主席從坂田文章談起，談到許多自然科學基礎理論問題。毛主席運用辯證唯物主義理論，闡明宇宙從大的方面看來是無限的，從小的方面看來也是無限的，不但原子可以分，原子核可以分，基本粒子也可以分。在毛主席這一思想指引下，我國物理學工作者在1966年提出了基本粒子的層子模型理論。

其實，早在1960年，中國在杜布納從事粒子理論研究的幾位工作者，朱洪元、周光召、汪容、何祚庥等人，曾在1960年第二期的《自然辯證法研究通訊》上發表過一篇《現代基本粒子理論的新發展以及其中存在的一些哲學問題》的論文，其中已指出：“實踐已經證明基本粒子有一定的結構”，“對稱性質是基本粒子最根本的性質”，“在原子的概念確立以前，人們苦於化學化合物種類的繁複和紛雜，但是在原子的概念確立以後，複雜而紛亂的化學現象便得到了統一的解釋。……今天基本粒子的數已經多達27個，而且還有繼續增加的趨勢。因而人們當然有理由期待在如此豐富的基本粒子現象裡面，也一定能找到一個能更深入地反映全部基本粒子運動規律的統一的理論，解釋一些目前理論所不能解釋的基本現象，並且預言一些新的目前未發現的事實。”如此等等。那麼，到了1965年，在毛澤東的“無限可分”的哲學思想啟示下，粒子理論工作者就更是躍躍欲試地共同參加到粒子結構問題的研究之中。

從1964～1966年間，不僅僅中國科學工作者關注到粒子中的強子的結構，而且有許多世界一流科學人士，也都關注到這一重大理論問題。其中最為突出的是美國科學家蓋爾曼教授的一項經典式的工作，亦即提出了強子可能由“夸克”的組成的觀念。但是，在蓋爾曼的“夸克”觀念中，作為強子的組成成分的“夸克”竟然具有1/3的重子數，1/3或2/3的分數電荷，這太奇怪了！所以，蓋爾曼又鄭重其事地說這只是某種“數學”上的“實體”！

朱洪元和何祚庥曾經多次地討論了這些“奇怪”的問題。“夸克”究竟是真實的粒子，還是只是數學上的符號？“數學的符號”，這一觀念，從我們這些堅信唯物主義理論的人群來說，是太不能認同了！因為唯物主義的基本觀念是：一切物質現象，歸要結底只能由物質本身來說明！

這就尖銳地提出一個問題：我們能否認真地對待“夸克”作為“物理”的“實體”的假說？

但如果我們真的將夸克做為實體來看待，就產生了“夸克”將不滿足費米統計的困難。“夸克”是否可以具有不同於以往粒子的新特點？朱洪元和何祚庥討論到1959年至1960年在蘇聯杜布納聯合核子研究所參加工作時，蘇聯有一位年輕的研究人員伏耳科夫（Volkof）博士曾建議過一種特殊的統計，即自旋為1/2的費米子，也可以有“對稱”狀態的波函數。後來美國的格林伯格（Greenberg）也探討了這一可能，稱為綜合統計。如果有了這一觀念，那麼三個“夸克”都處在同一個基態，（按費米統計，每一基態只能存放兩個粒子，現在卻要求存放三個粒子！）不見得是一個不合理的假設！這樣，一個統一的把“夸克”看作物理實體的強子結構模型就十分有希望了！

從1965～1966年，在總數為39位學者的共同工作之中，中國物理學家們終於建立了一個能解釋許多粒子物理實驗現象的理論——層子模型。這一模型不僅可以包容蓋爾曼教授所提出的夸克方案，也還能包容其它可能的，也能解釋許多粒子物理實驗現象的各種方案，但層子將不再是某種“數字上的符號”，而必須認為是物理的實體！

層子模型的完成是在1965年，用中文形式發表是在1966年。但是，用外文形式發表的文章卻要遲到1980年！

但是，由於這一工作的特殊重要性，以及由於這一工作的主要結果曾在北京科學討論會1966年暑期物理討論會上宣讀過，並由當時參加會議的國際知名物理學家，後來的弱電統一理論的創始人巴基斯坦的薩拉姆和另外一些學者，在討論會結束之後立即將這一工作的結果帶到了1966年在美國召開的第十三屆高能物理國際會議上，所以這一工作開始在國際上知名。薩拉姆曾對周恩來總理說：“這是第一流的科學工作。”由於這一工作是關於強子結構理論研究領域的開創性工作，來北京參加那次暑期討論會的日本科學家也得到深刻的印象，並將有關信息帶回了日本。弱電統一理論的另一位創始人溫伯格在他的名著《最初的三分鐘—宇宙起源的一種新看法》（溫伯格：《宇宙最初三分鐘——關於宇宙起源的現代觀點》，北京：中國對外翻譯出版公司，2000，第111頁。）中寫道：“北京一小組物理學家長期以來堅持一種理論，但稱之為層子，而不稱之為夸克，因為這些粒子代表比普通強子更深一個層次的現實。”

按照自然科學傳統，誰對科學理論最先做出預言，就可以以誰的名子來命名。1978年，在夏威夷舉行的第七屆世界粒子物理學討論會上，諾貝爾物理獎獲得者格拉肖提議將基本粒子命為“毛粒子”(Maons)。“洋蔥還有更深的一層嗎？夸克和輕子是否都有共同的更基本的組成部分呢？許多中國物理學家一直是維護種觀念的。我提議把構成物質的所有這些假設的組成部分命名為‘毛粒子’（Maons），以紀念已故的毛主席，因為他一貫主張自然界有更深的統一。”這一提議並未在科學界獲得廣泛認同，可能因為毛澤東的預言並非真正的科學假說，沒有任何科學實驗證據做支持，充其量只能算一個哲學命題。

不過，如果事情真像格拉肖說的“毛粒子”是一種偉大的科學發現，那麼格拉肖為何不向諾貝爾獎評審委員會推薦“毛粒子”的具體化的“層子模型”呢？要知中國政府給這一成果也發了科學大獎，組織過國際科學討論會，並在多家我國刊物讓其壟斷髮表論文；對其十分了解的楊振寧、李政道、丁肇中等大師也沒有作這種推薦，而他們都是獲過諾貝爾獎，有這種資格的。

其次，在層子模型描述的動力學相因子的數學方程中，正如貝里所說，也還缺少幾何相因子，特別是缺乏對與球面不同倫的環面相因子的認識。查汝強先生生前說：他率領中國科學家代表團訪問美國，國外朋友詢問物質無限可分，就明白無誤表示不贊同。

我不是專家，對層子模型正確還是夸克模型正確不做評論。

可以知道的是，謝爾登·格拉肖和史蒂文·溫伯格訪問中國並受到毛澤東接見的事情只是幾個中國人自己在說，其本人沒說有此事，也沒見到記載此事的記錄。如果確有此事，而且是美國科學家訪問中國，當時的中國媒體應該大張旗鼓地報道。中國的幾個老物理學家也沒提過此事。看來此事如果不是子虛烏有，至少也應存疑。

格拉肖可能是聽了巴基斯坦的薩拉姆的報告後知道了中國的層子模型和相關事情。他提議“毛粒子”可能是他認為毛澤東提出了物質無限可分這一哲學命題，而不是認為毛澤東提出了一個物理模型。這就如同以某個人的名字命名一個新發現的天體，只是一個紀念，而這個人和天文學、宇宙學沒有絲毫關係。

不過我倒是不相信物質無限可分的說法。這也太玄虛了！走到哪是個頭呀！累死這幫物理學家！