对物理学而言，有一个最基本的问题就是：我们生活的世界是怎样构成的。而获得本年度诺贝尔物理学奖的三位科学家为揭示这一问题的答案作出了重要贡献。
对常人而言，对称无疑是美的。对许多物理学家而言也是如此。不过，打破对称，也许才是我们如今生活的世界如此丰富多采的原因。用量子物理的术语来描述，不对称就是“对称性破缺”，而基本粒子自发地打破对称，则是世界成为如今这个样子的原因。
理论物理研究的对称，不仅是水中月、镜中花那般对称，还有如正物质和反物质那样的另一个层面上的对称。
正粒子和反粒子的质量等都一样，但是所带电荷正好相反。在宇宙大爆炸之初，正物质和反物质数量是一样的，但是，由于某种“对称性破缺”机制的存在，如今的世界主要由正物质构成，反物质则很难被观测到。
中科院理论物理研究所所长、中科院院士吴岳良告诉记者：“如果没有对称性破缺机制的存在，基本粒子没有获得质量，我们生活的世界将变得很单调，可能就是由一堆以光速运动的正反粒子构成，最后湮灭成光子。”
本年度诺贝尔物理学奖奖金的一半，授予了美籍日裔物理学家南部阳一郎。他的贡献在于把自发性对称性破缺的概念从超导理论引入到亚原子粒子物理。
实际上，中国人更熟悉和关心的两位诺奖得主——杨振宁和李政道，也正是因为发现了左右反演“对称性破缺”——宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。
“南部阳一郎的工作对杨振宁等人的规范场理论发展有一定的促进作用。”同济大学物理系教授沈葹说。
而分享本年度诺贝尔物理学奖另一半奖金的两位日本物理学家——小林诚和益川敏英，则从机制上，对基本粒子的电荷－宇称“对称性破缺”作出了众人能接受的解释，同时，他们预言了至少3种夸克的存在。而这种预言在近年受到验证。电荷－宇称“对称性破缺”也是宇宙最终没有在正反粒子的碰撞中湮灭的原因，是因为各种正反夸克衰变率不同，由此，正物质才得以成为组成宇宙的主要物质。
对于“对称性”的关注实际上直到现在依然是理论物理最前沿的课题。1957年，杨振宁、李政道因“对称性破缺”研究获得诺贝尔奖，从而揭开了这一领域研究获诺奖的序幕，此后，陆续有多位科学家获奖。
事实上，今年物理学奖揭晓之前，国际科学界还发生了另一件与研究基本粒子的“对称性破坏”相关的盛事——不久前，欧洲大型强子对撞机（LHC）开始运营。许多人在关注LHC是否会造成吞噬地球的“人造黑洞”时忽略了一点，LHC正是为了寻找希格斯粒子，而这个粒子一旦被发现，就能最终确认“自发性对称性破缺”的发生机制。
“我感觉，今年的获奖还可能与人们对LHC探索前景的期盼有一定的联系。”同济大学的沈葹评价说。
对于今年的诺贝尔奖授予三位出生于日本的科学家，吴岳良院士表示并不意外。在量子场论和粒子物理学科上，日本科学家起步较早，很有基础，此前，汤川秀树曾因为预言了介子的存在而获得1949年诺贝尔物理学奖。而此次获奖的益川敏英就是在京都大学汤川理论物理研究所工作。
吴岳良告诉记者，他曾经在日本与获奖的小林诚见面交流：“这是一位典型的学者，话不多。”吴岳良说，中国科学家在基本粒子物理上也作出了自己的贡献。他表示，今后将会邀请这几位获奖者访华，与中国同行进行更多的
学术交流。
本报记者 张懿 赵涛
麻生：这段时间日本缺少令人振奋的新闻
感谢两位使大家有了愉快心情
据新华社东京10月7日电 （记者钱铮）在2002年小柴昌俊获得诺贝尔物理学奖6年后，日本物理学家7日再次出现在这一奖项的获奖名单上。日本各界纷纷对获奖者表示祝贺。
据媒体报道，7日晚，日本首相麻生太郎分别给获奖的日本高能加速器研究机构名誉教授小林诚和京都大学名誉教授益川敏英打电话。麻生说：“日本国民都为这一喜讯而高兴。这段时间日本缺少令人振奋的新闻，感谢两位使大家拥有了愉快心情。”
日本科学家获自然科学诺奖
历年一览
■物理学奖
1949年，汤川秀树，因提出核子的介子理论并预言介子的存在而获奖。
1965年，朝永振一郎，因在量子电动力学方面取得的成果，与2位美国科学家分享奖项。
1973年，江崎玲于奈，因发现半导体和超导体的隧道效应与美、英科学家同时获奖。
2002年，小柴昌俊，因在天体物理学领域做出的先驱性贡献，尤其是探测宇宙中微子与2位美国人分享奖项。
■化学奖
1981年，福井谦一，通过前线轨道理论和分子轨道对称守恒原理来解释化学反应的发生与另一位科学家分享奖项。
2000年，白川英树，因对导电聚合物的研究，与另2位科学家同时获奖。
2001年，野依良治，因研究手性催化还原反应，与2位科学家同时获奖。
2002年，田中耕一，因对生物大分子的鉴定和结构分析方法的研究，与瑞士和美国科学家分享荣誉。
■医学与生理学奖
1987年，利根川进，因发现抗体多样性的
遗传学原理独享荣誉。
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夸克理论
研究表明，构成自然界的基本组元有夸克和轻子，即到目前为止，夸克和轻子被认为是物质世界，包括人类自身的最小构成元素。由夸克和轻子作为物质的基本组元而建立的粒子物理标准模型取得了极大成功，堪称20世纪物理学最重大的成就之一。
20世纪60年代，美国物理学家默里·盖尔曼和G·茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——夸克（quark）组成的，很多中国物理学家称其为“层子”。
夸克理论认为，所有的重子（如质子、中子）都是由三个夸克组成的，反重子则是由三个相应的反夸克组成的。电子和中微子是最轻的轻子。夸克具有分数电荷，是电子电量的2/3或-1/3倍。最初解释强相互作用粒子的理论需要三种夸克，分别是上夸克、下夸克和奇异夸克。1974年发现了J/ψ粒子，要求引入第四种夸克——粲夸克。1977年发现了Υ粒子，要求引入第五种夸克——底夸克。1994年发现第六种夸克顶夸克，人们相信这是最后一种夸克。顶、底、奇、粲夸克由于质量太大，很短的时间内就会衰变成上夸克或下夸克。
“夸克”一词是由默里·盖尔曼改编自詹姆斯·乔伊斯的小说《芬尼根守灵夜》中的诗句：“三个夸克才顶得上一个马克。”
作者：
2008-10-9