上帝粒子---希格斯玻色子

        牛頓力學成功地解釋我們生活中周遭的大小事物，舉凡行星、火箭到我們生活中經驗的慣性原理，無一不在牛頓三大運動定律的囊括範圍裡。而其中，又以我們從國中就開始熟知的物體受力與其加速度的關係最具代表性，並且簡潔清楚的方程式表達成 F=ma，在這裡，F代表的是物體所受的合力，m為質量，a為加速度。在我們處理的問題中，物體的質量往往是已知的，我們毫無疑問的使用這個參數。然而，對科學家而言，卻不禁要問：質量從何而來呢？為什麼會有質量？

        

這個問題，實際上應起源於解釋現今大小物質的基本粒子及三種基本力(強力、電磁力及弱力)的理論－標準模型中。在標準模型中，我們區分基本粒子為費米子及玻色子。而費米子就是組成物質的粒子，玻色子則負責傳遞各種作用力。回到原問題，事實上，質量來自許多不同的機制。物理學家已建構了關於質量的初步理論，理論中的關鍵，它是一種遍布於宇宙各角落的場，稱為希格斯場。而基本粒子就是透過與希格斯場的交互作用而擁有質量。打個比方，充滿希格斯場的空間，就好像充滿小孩子的海灘，通過這個區域的一個粒子，就好像來了一個冰淇淋小販….，有趣的事發生了：因為孩子們會擁上和他互動，所以他的移動就會慢下來，就好像獲得了質量一樣。而所謂的希格斯玻色子即為希格斯場的振動。這就好像我們認知中電磁場量子化後成為光子，用以解釋光電效應和黑體輻射等。

        在我們知道了什麼是希格斯玻色子後，接著，下一個問題是：實際上，希格斯粒子存不存在呢？這是一個極為重要的基礎物理問題。物理學者花費四十多年時間尋找它。至今為止，全世界最昂貴、最複雜的實驗設施之一，大型強子對撞機（LHC），其建成的主要目的之一就是尋找與觀察希格斯玻色子與其它基本粒子。時至今日，歐洲核子研究組織，暫時確認存在具有部分性質的希格斯玻色子。而首先提出希格斯場理論的彼得．希格斯，因為解釋次原子粒子質量的生成機制，促進了人類對這方面的理解，在2013年獲得諾貝爾物理獎。

   最後，假使人類真的完整理解了質量的起源，它會有哪些影響呢？顯而易見的，透過希格斯機制，人類可以自行製造質量，有如上帝創生行星、恆星一般，這也是為什麼希格斯粒子稱為上帝粒子的原因。屆時也許能製造個適合人類居住的星球也說不定。當然，根據愛因斯坦的質能方程式，首要的條件，應是找尋並利用現存在宇宙中的其他能源，以供應產生製造質量的可能。再者，人類本身也具有質量。因此，如果能夠配合利用現今的生物複製技術的話，現在科幻電影所常見的量子傳輸或許也將能夠實現。

下一個台灣諾貝爾獎得主？

   
    近年來，台灣大學入學方式的多元化，讓莘莘學子能夠選擇以更多的方式入學，有別過往僅能透過單一且龐大內容的考試。從以前的聯考時代，到後來區分出學科能力測驗以及指定科目考試，也隨著教材的不同和一些社會因素，而讓學生在兩者間的投入取捨上有些差異。其中，越來越多的學生選擇以學科能力測驗的管道入學，同時，各大學為了提前招生，也減少了指定考科入學的名額。因此，學生在面臨這樣的取才制度下，不少學生開始將學習的重心和時間放在投資報酬率較高的共同科目上，相形之下，日新又新的科學新知在每科僅佔少數比分的考題之下，便顯得乏人問津，其正視的程度不復以往。

       舉現行高一的物理教材為例，加入了許多高能物理(宇宙論及基本粒子)及近代物理(狹義相對論及量子力學)的內容作為新教材，卻仍有不少老師認為，學測的內容與國中教材大同小異，大多為古典物理的題材，不用花太多心思準備。事實上，現今我國及世界科技發展之趨，無一不是奠基在紮實的科學知識上。舉凡手機、觸控面板、數位相機乃至光纖網路，甚至是你我手邊的悠遊卡等等，其底層都有一定的背景知識及物理原理。而有了這些背景知識也才能更進一步地探討工程上研發。然而，現今這樣偏離正軌教育趨勢，不但大大扼殺了學生求知的興趣，也可能降低了未來國家科技發展的競爭力。引用一句華碩電腦董事長施崇棠在台大校園徵才博覽會所說過的話：「應該回去把基本功電磁學再念20~30遍」，由此可知，科學知識所涵蓋的不僅是高深的研究而已，在業界的用途和影響更是隨處可見。

      當然，不可諱言的，考試為必要之惡。這也是引領學生學習取向的一個很重要的因素。在這樣的前提之下，語文能力和數學必然是上了大學之後最重要的基礎。現實面來說，學生面臨的第一個關卡也一定是學科能力測驗，因此，我們不能告訴學生在這些共同科目就應該要因此失守。不過，優秀及聰明的學生應該更加明白，真的能夠讓自己勝出而更早更順利進入大學生活的重點，應是緊鄰學測後各校甄試。

       有了這樣的認知後，學生的顧念除了念好書以外，平時也應該培養一定的科學素養及興趣。無論是物理、化學、生物或是地球科學，深入地說，每一個學科都有一個很長很遠的故事；博覽而言，每一個領域其實都是息息相關、環環相扣。而現今所有的知識也無非都是濫觴於自然科學。1986年，台灣知名化學家李遠哲，因首先以分子角度來研究化學反應的動力學，而與達德利．赫施巴赫及約翰．波拉尼共獲諾貝爾化學獎，是第一位獲得諾貝爾獎的臺灣人。2014年3月，台灣籍物理學家郭兆林，負責設計監測儀器，以偵測物質運動時造成曲率變化的重力波，證實大霹靂理論的預測。此發現被認為拿到諾貝爾獎的聖杯，屆時可能為台灣第一位諾貝爾物理獎得主。這些例子都不但說明了台灣科學教育的成功，也強調讀書時興趣的重要。考試並非衡量一切的依據。正值學習關鍵時刻的你，倘若打好高中科普基礎，你能說自己沒有可能是下一個諾貝爾獎得主嗎？