封面新闻记者 蔡世奇 吴雨佳
7月11日,搜狐的创始人、董事局主席以及首席执行官,同时也是物理学博士的张朝阳,与2004年诺贝尔物理学奖的得主、2025年基础科学终身成就奖的获得者、美国国家科学院的院士、中国科学院的外籍院士,以及加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的教授戴维·格罗斯(David Gross)进行了一场关于知识的深入交流,他们共同讨论了物质世界最基本的组成以及物理学理论领域的最新发展。
张朝阳对话David Gross
张朝阳与格罗斯教授以自然界中四种基本力的区别为起点,对强相互作用的“渐近自由”特性进行了深入探讨——这一重大发现正是格罗斯教授荣获诺贝尔物理学奖的核心所在。在对话深入理论前沿的过程中,他们又从量子引力理论聊到了弦理论,共同探索时空的本质,并直面了暗物质探测领域当前所面临的挑战。
张朝阳在本次对话中特别关注渐近自由这一诺贝尔奖级成果的发现过程。格罗斯教授提及了20世纪60年代末的困境:尽管加速器每周都能揭示新的粒子,但人们对这些粒子的本质却一无所知。直到1968年,斯坦福直线加速器中心(SLAC)意外地证实了质子内部存在可以自由运动的点状粒子——“夸克”,这一发现瞬间改变了整个局面。然而,这又引发了一系列的冲突,为何夸克即便能够自由移动,却始终未曾以独立个体的形式出现?

面对张朝阳的持续追问,格罗斯教授坦言,他自29岁那年便开始了这场大胆的赌注。在这长达五年的研究历程中,格罗斯教授持续努力,试图证明量子场论无法对该现象作出合理解释。然而,在1973年,他与研究生共同完成的一项关键性计算揭示了杨振宁与米尔斯所提出的非阿贝尔规范理论所具有的令人惊异的非直观特性:当两个磁铁相互靠近时,它们会相互吸引;然而,当夸克彼此接近时,原本的强相互作用力却反而呈现出减弱的趋势。
这一特性圆满地阐释了夸克禁闭现象,然而却遭到了学术界的广泛质疑。诺贝尔奖获得者维格纳曾公开反驳,他坚持认为,若无法观察到自由运动的粒子,那么这些粒子就不可能是构成物质的基本单元。格罗斯教授的这一回忆,让张朝阳以及现场的听众们深刻体会到,一项新发现要想得到广泛的认同,并非易事。格罗斯教授进一步指出,自量子色动力学理论构建以来,其对于深度非弹性散射现象的预测已通过一系列实验得到证实,因此,这一理论体系在学术界逐渐获得了广泛的认可。
在探讨质量微观起源的议题中,张朝阳提出了一个核心疑问:“夸克的质量仅有几MeV,但质子的质量却达到了大约900MeV,这种显著的差异又是如何产生的?”11年前,粒子物理领域的实验对希格斯机制进行了证实,并补全了标准模型的“最后一环”。不过,格罗斯教授随即对一种广泛存在的错误观念进行了澄清——这一“拼图”并非是质子质量增长的主要因素。
那么,质子、中子,乃至我们自身的质量,究竟源自何处?面对张朝阳的深入提问,格罗斯教授给出了一个令人震惊的回应:质子的“重量”增加,是由于夸克以接近光速运动以及强相互作用力的作用。为了阐述这一观点,他引用了一个形象生动的比喻:“设想你站在体重秤上,发现自己的体重增加了1公斤,实际上,你增加的并非是1公斤的实体质量,而是1公斤的‘被禁锢的能量’。”
张朝阳领悟到了这一点,发现是质能方程在其中发挥着关键作用。他进一步概括了格罗斯教授的核心论点,指出:“尽管夸克作为单独的粒子其质量微乎其微,但质子的质量大部分却是由其内部的动能和相互作用能所构成。”


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