一个周末,茉德去约克郡探望阿姨了,汤普金斯先生约教授去一家著名的寿喜烧餐厅共进晚餐。他们坐在矮桌旁的软垫上,享受着日本精美菜肴,用小杯子抿着日本清酒。
汤普金斯先生说:“那天我听泰勒博士在讲座中说原子核内的质子和中子是由一些核作用力才贴合在一起的。那你告诉我,将电子困在原子内的是不是这类核作用力?”
“不是的!”教授回答他,“核作用力与其他力有一定的差别。原子中的电子是由普通的静电力才吸引在原子核的周围,18世纪末法国物理学家库仑首次提出静电力并深入研究。这种力相对来说比较弱,而且与原子中心的距离的平方成反比例递减。而核作用力却大有不同。当一个质子和一个中子相互靠近,但又不直接接触,实际上它们之间是没有作用力的。但一旦它们接触了,就出现了一个超强的力将它们紧紧地贴合在一起。就像两片胶带,它们近距离靠近的时候并不会相互吸引,但是一旦它们接触了就像兄弟一样难以分开。物理学家称这些力为‘强相互作用’。它们与两个粒子所携带的电荷无关,而且质子与中子间、两个质子间、两个中子间,这些力都是一样的。”
“有没有什么理论可以解释这些力呢?”汤普金斯先生问。
“有的。在30年代早期,日本理论物理学家汤川秀树提出,它们的产生是由于两个核子间有一种未知的粒子相互交换。核子是质子和中子的统称。当两个核子相互靠近的时候,它们之间有这些神秘粒子跳来跳去,形成了一股强结合力将它们贴合在一起。汤川从理论上推测出了神秘粒子的质量,大约是电子质量的200倍或者是核子质量的十分之一。因此,他称它们为‘介子’。接着维尔纳·海森堡的父亲,一位古典语言教授,反对这种叫法,认为是对希腊语的亵渎。你看,‘电子(electron)’这个名字,是由希腊语中‘琥珀’μερον一词变过来的,而‘质子’(proton)是由希腊语‘第一的’ЛρωΤον一词变过来的。但是汤川粒子的名字源自希腊语‘中间的’μερОV一词,这个词中间不应该有字母‘tr’。因此,在一场国际物理学会议中,海森堡提议将介子的名字‘mesatron’改成‘meson’。一些法国物理学家反对的原因是,与拼写无关,‘meson’读起来像是‘maison’,这个词在法语中是‘家或者房子’的意思。但是他们的反对被驳回了,现在‘meson’这个术语已在学界稳定扎根。快看舞台上!他们要表演一场介子秀了!”
确实,六位艺伎出场,开始表演剑玉。她们一手拿着一个杯子,然后将一颗球在两个杯子间抛来抛去。舞台背景上出现了一个男人的面孔,他唱道:
因为介子,我获得了诺贝尔奖
至于成就,我选择不在意
拉姆达零,横滨,
伊塔和K,富士山——
因为介子,我获得了诺贝尔奖。
在日本,他们提议叫它汤川子。
我反对了,因为我是一个非常谦逊的人。
拉姆达零,横滨,
伊塔和K,富士山——
在日本,他们提议叫它汤川子。
“不过为什么有三对艺伎?”汤普金斯先生问。
“她们代表着介子交换的三种可能,”教授说,“介子有三种:正电荷、负电荷和电中性。可能三种介子全部参与到核作用力的生成中。”
“所以现在有八个基本粒子了,”汤普金斯先生掰着手指头数,“中子、质子(正负电荷),负电子、正电子,还有三种介子。”
