杨振宁宇宙不平衡理论的作用（微观粒子发现史之十一）

说标准模型，就要说起杨振宁，说起杨先生，你会想到什么？是82vs28和瓮女士吗？那么请出门左转，那边才是八卦课，这里真不是，要是想起宇称不守恒呢？那么请坐，这边有瓜子花生，抓一把先嗑着，要是想起杨米尔斯方程呢？请您到讲台上，待会儿有问题向您请教。

确实啊，杨米尔斯方程可以说是杨先生一生中最重要的成就，凭着这个，杨先生足以和牛顿爱因斯坦麦克斯韦站在一起相提并论，为什么杨米尔斯方程那么伟大，还得从头说起。

这个头可有点远了，远到人类文明之初。

人类文明就是一个从繁到简的过程，从复杂的地心说到日心说，人类迈出了一大步，从第谷浩渺的天文观测数据中开普勒总结出了行星运行定律，人类接触到了科学的边缘，到牛顿爵爷一战封神，天地万物都纳入了牛顿力学体系中，牛顿体系对于高速和微观物体却是有点力有未逮，爱因斯坦横空出世，相对论解决了高速的问题，量子力学一众英雄也不甘人后，解决了微观粒子的难局。

在另一条战线上，麦克斯韦总结了法拉第以来所有的电磁学的成果，创建了麦克斯韦方程，把电磁学推到了极致，不过人类对简单性统一性的追求是无止境的，爱因斯坦就力图把引力和电磁力统一成一种力，可惜终其一生也没有能够完成这项伟业。

随着科学的发展，人们认识到自然界并不是只有引力和电磁力，还有弱相互作用力和强相互作用力，这个我们在前面几节已经说过了，既然统一不了电磁力和引力，那么就试试看看能不能统一别的吧。

第一个想到这一点就是天才泡利了，泡利基本上解决了这个问题，看好了啊，是基本上，这对于任何一个人来说都是了不得的成就，可是泡利是天才呀，他不能容忍自己的理论不完美，由于这一点缺憾，泡利并没有公开发表他的论文，他不发表，并不代表别人不发表，他追求完美，可有的是初生牛犊。

杨振宁先生就是这样的初生牛犊，1954年，杨先生和他的学生米尔斯提出了杨米尔斯方程，这是用来解释强相互作用的理论，不过当时并没有什么人重视，杨先生也没有在意，毕竟初生牛犊嘛，错了也没有什么大不了的，以后还有的是机会呢。

果然机会很快就来了，1956年，杨先生和李政道先生共同提出了在弱相互作用下宇称不守恒的想法，这一下在物理界引起了轩然大波，物理学家们对于对称性有一种近乎执拗的追求，认为世间万物都是对称的，可是来自中国的两个少年居然说对称性有问题，这就好像说镜子里的你和镜子外面的你居然不一样，无论是谁都会觉得有点滑稽。

最反对这一想法的还是泡利，泡利放言"上帝不是一个弱左撇子"，言下之意就是宇称不守恒肯定是错的，并且说愿意打任何赌，多亏没有人下注，否则泡利就破产了，因为来自东方的美丽女性"物理学界垂帘听政的女王"吴健雄证实了杨振宁和李政道的说法。

说完了宇称不守恒，接着说杨米尔斯方程，方程居然也没有错。

1960年，格拉肖就是提出粲夸克那位大神，提出了电弱统一理论，就是把电磁力和弱相互作用力统一成一种力，他使用的数学方法就是杨米尔斯方程。 ±W粒子和Z0粒子就是电弱统一理论预言的。

杨米尔斯方程当初是为了解释强相互作用的，在提出夸克理论后，人们并没有捕捉到单独的夸克，这给夸克理论蒙上了一层阴影，人们为此提出了一种"渐近自由"说法，就是说夸克之间离得越近，它们之间的强相互作用力越小，离得越远，力越大，所以很难出现单独夸克，这也很好理解，我们可以想象夸克之间又一根橡皮筋连接，离得近的时候橡皮筋松弛，夸克可以在质子中子内部自由运动，要是离得远呢，橡皮筋就绷紧了，夸克就不能随意运动了。

而这个"渐近自由"则可以从杨米尔斯方程中推导出来。

总结一下吧，杨米尔斯方程可以作为描述强相互作用力也可以描述电磁力和弱相互作用力的基础，是不是感觉到杨先生的伟大了，在此之上，就建立了粒子的标准模型。

依据标准模型，除了我们之前说过的那些粒子之外，应该还有一些粒子，这些就是第三代粒子，包括τ子和τ中微子和它们的反粒子，还有两种夸克，分别是顶夸克和底夸克，夸克自然要带着"色"，就是红绿蓝，不过要注意，夸克的颜色并不是我们平常所说的颜色，只是一种说法，当然了还有对应的反夸克，这样一来，基本粒子家族基本上就大团圆了。

要不来数一下吧。

先看构成物质的费米子吧。

其实就是夸克，夸克一共六种，分别是上下奇粲顶底，它们每个还分成三种色，就是红绿蓝，这一共是18种了吧，再加上它们的反粒子，一共是36种。

再说轻子，轻子也属于费米子，由于它们比较轻，就叫做轻子，一共有三种，分别是电子、μ子和τ子以及它们的中微子还有对应的反粒子，一共12种。

接下来该说玻色子了，按照力来说吧，先说电磁力，这个比较简单，就一种就是光子。

再说弱相互作用力了，这个也不复杂，就三种，分别是W＋、W-、和Z0粒子，这个W就是英文weak（弱）的首字母，Z呢，是由于物理学家们觉得这是最后一种粒子了，就叫做Z了，看来物理学家们也感觉到累了啊。

最后说强相互作用力，强相互作用有点复杂，它们带了颜色了，而且颜色也有点复杂，分别是红—反绿，红—反蓝、蓝—反红、蓝—反绿、蓝—反蓝、绿—反红、绿—反蓝、绿—反绿，为什么它们这么复杂，因为它们是连接夸克之间的那根橡皮筋，肯定两端的颜色要不一样，要是一样了，没准夸克就凑过来了。

这一切看起来很美，不过却没有一个心腹大患，因为依照标准模型，粒子是没有质量的，当初泡利之所以没有发表自己的论文，就是由于粒子没有质量，后来杨振宁先生提出杨米尔斯方程的时候，泡利也是这样质问杨振宁的，因为在杨米尔斯方程中也没有质量，不过杨振宁还是发表了论文。

要是没有质量，那么这一切都成了空中楼阁，可质量到底在哪里呢？是不是还有一种新粒子没有发现呢，要是真有这种粒子的话，这种粒子就是粒子世界中的上帝了。