輝かしい孤独者：物理学の巨匠ピーター・ヒッグスの死

エディンバラ大学によると、2013年のノーベル物理学賞受賞者で英国の理論物理学者であるピーター・ヒッグス氏が、現地時間4月8日、病気のため94歳で自宅で安らかに亡くなった。

ヒッグスの最もよく知られた貢献は、1964年に彼の名を冠したヒッグス機構の提案であり、ヒッグス粒子の存在を予測し、W粒子を含むすべての素粒子の質量の起源を明らかにした。

エディンバラ大学のピーター・マシソン学長は、彼の死亡記事で次のように書いている。「ピーター・ヒッグスは並外れた人物だった。その洞察力と想像力で、私たちの周りの世界に対する理解を深めてくれた才能ある科学者だった。彼の画期的な研究は何千人もの科学者にインスピレーションを与え、彼の貢献はこれからも次の世代にインスピレーションを与え続けるだろう。」

周淑一編纂

ヒッグス本人の意見とは関係なく、ノーベル賞を皮切りにヒッグスの名前は広く世間に知られるようになった。彼がノーベル賞を受賞して以来、次のような逸話が語り継がれ、楽しそうに語られています。

1964年のある週末、ケアンゴームズの山々や谷を散策していたヒッグスは、突然ひらめきを得て、理論の鍵を悟った。彼は決して庭の外を見たり階下に行ったりせず、素粒子物理学の研究に夢中でした。長男が生まれるまで、彼は数マイル離れた図書館に滞在していた。

ヒッグス氏は世間知らずで、現代生活から遠く離れていた。テレビを見たことがなかったし、携帯電話も持っていなかったし、80歳の誕生日を迎えるまで最初のコンピューターも手に入れなかった。ノーベル賞が発表された日、彼は不安そうに電話のそばで待つのではなく、通りをぶらぶら歩いていた。昔の隣人に偶然会って祝福を受けたとき、彼の最初の反応は混乱と当惑でした。

「何の賞品？」

上記の物語は、物理学者の私たちの想像力をすべて満足させます。唯一の問題は、それが真実と虚偽の混合物であることです。

2013年のインタビューでヒッグス氏は記者団に対し、山を歩いているときにひらめいたという噂には困惑したが、ノーベル賞受賞には驚かなかったと語った。リースでの食事から戻ったばかりのヒッグス氏は、昔の隣人からの祝福に直面して、すでにすべてを知っていました。 「『何の賞？』と言ったのは、本当に冗談だったんです。」

ヒッグスは孤独な男だった。実際、彼はその日、人混みを避けるためにウェスト・ハイランドまで車で行く予定だった。その結果、車は6か月間運転されておらず、バッテリーが消耗して始動できなくなっていました。 「それで私はその計画を諦めました。もちろん、誰にもそのことは言いませんでした。」

その噂にはいくらか真実が含まれています。ヒッグスは確かに「ローテク」な生活を送っていた。彼は携帯電話もテレビもインターネットもない小さなアパートに住んでいます。彼は息子から携帯電話をもらったが、一度も電話をかけたことがなかった。家族以外には誰もその番号を知らなかったのだ。 「こんな風に邪魔されるのは嫌だ。どうしてこんな風に邪魔されても平気なの？」

つながりを保つのが好きだからでしょうか? 「しかし、私は接触を望んでいません。それは私のライフスタイルへの侵入であり、原則としてそれを受け入れる義務はまったくありません。」ヒッグスさんも自宅にテレビを持っていないが、それは外の世界に興味がないからではない。 「テレビを外の世界だとは思っていない」とヒッグス氏はかつて率直に語った。 「私はそれを遺物として考えています。」かつて誰かがヒッグスに「ビッグバン理論」を見せたが、彼は「感銘を受けなかった」という。

教授としてヒッグス氏は電子メールアドレスを持っていたものの、電子メールを送ったりウェブを閲覧したりしたことは一度もなかった。初期の頃は、彼の秘書が受信した電子メールを印刷し、彼が紙に一つずつ返信していました。その後、メールボックスは同僚に引き渡されたが、その同僚は、ほとんどの電子メールはヒッグス氏に知らせる必要のないものだということに気づいていた。

ヒッグスは一人でいるのが好きですが、だからといって外で何が起こっているかに気づいていないわけではありません。彼の豊かで節度ある人生もまた、輝きに満ちていた。

ヒッグスは1929年5月29日にイギリスのニューカッスル・アポン・タインで生まれました。 1941年、ドイツの爆撃を避けるため、ヒッグスとその家族はブリストルに移住した。彼が地元のコアン文法学校で学んでいたとき、世界は核兵器の影に覆われており、彼は「これは明らかに自分が関わりたくないことだ」という理由で物理学の専攻をあきらめそうになった。ヒッグス氏はかつて英国の反核運動団体「核軍縮キャンペーン（CND）」に積極的に参加していたが、CNDは後に過激化を増し、原子力発電所の建設にさえ反対するようになった。ヒッグス氏は「原子炉と核爆弾の違いも分からない連中」にうんざりし、組織を辞めることを選んだ。 「彼らは単に誤った方向に導かれ、両者を混同しているだけだと思った」

1950年、ヒッグスはロンドン大学キングス・カレッジの物理学科を卒業した。彼はもともと素粒子物理学の博士号を取得するつもりだったが、指導教官から「素粒子物理学の理論の現状は非常に悪い。この理論を研究しても成果は出ないだろうし、ましてやノーベル賞など取れないだろう」と言われ、その計画を思いとどまった。そこでヒッグスは分子物理学を選んだのです。

CND在学中に、ヒッグスは将来の妻となるアメリカ人言語学者と出会った。彼は長男の誕生に立ち会えなかったが、実はこれは妻が米国イリノイ州の両親を訪ねていた間に予定より1か月早く出産したためだった。

1960年、ヒッグスは講師としてエディンバラ大学に戻ったが、同僚たちは彼を「少し風変わりで、少し気難しい」と感じていた。ヒッグス氏は上司との関係が緊張しており、学生の抗議活動への対応をめぐって学長とも意見が対立していた。 「彼は学生の抗議行動の理由を全く理解しておらず、何の根拠もなく学生リーダーたちを非難したと思う。私を含め、何人かの学者は彼のこの問題の扱いに不満を抱いている。」

彼はまた、学校が南アフリカの企業の株式を保有していることをめぐって校長と対立した。ヒッグス氏が終身在職権を得るのが遅れたのは、大統領の権威に公然と挑戦したことに対する罰だったという噂がある。ヒッグス氏は20年以上も校長と話をしたことがなかった。彼は、もし1980年にノーベル賞候補になったという噂がなかったら、とっくに追い出されていただろうと確信していた。その後のやり取りで、大学学部長の考えは「まあ、彼はノーベル賞を受賞するかもしれない。受賞しなくても、いつでも追い出せる」というものだったことが明らかになった。

1970年以降、妻は離婚を申請し、ヒッグス氏の人生はどん底に陥った。彼はその後何年もの間、落ち込んだままだった。

その影は彼の家族からだけ来たのではない。ヒッグス氏は素粒子物理学の基礎知識が不足していたため、この分野の進歩についていくのが困難でした。彼は1996年に引退するまで、学界のさまざまな変化から外れたままでした。彼はかつて記者たちにこう語った。「今、私を雇ってくれる学術職はありません。それだけです。私は自分が十分に有能だとは思っていません。」

「生産性の低い」学者であるヒッグスが発表した論文の数は両手で数えられるほどで、明らかに現在の論文発表ペースからは程遠い。 「私が学部で研究評価の仕事をしていたとき、彼らを困惑させていました。学部全体がグループメッセージを送っていました。『最近の出版物をリストしてください』。そして私は『ありません』と返信していました。」

しかし、ヒッグス自身は恥ずかしさを感じていませんでした。彼はいたずらっぽく、論文が少なすぎるため、ヒッグスのウェブサイトには彼の研究の一部しか掲載されていないと誤解した研究者がおり、完全なリストを求めるメールをヒッグスに送ってきた、と付け加えた。 「私は技術的な詳細すべてにおいて遅れをとり、追いつくことができませんでした。だから、自分はできない人間だと思いました。」

「もう私はそういうやり方はしません。この環境では、1964年と同じように冷静に物事を行えるとは想像しがたいです。」

ガスが言及した 1964 年は、彼が画期的な業績を達成した年でした。その年の7月24日、彼は「対称性の破れ、質量のない粒子、ゲージ場」と題する論文をPhysics Letters誌に投稿し、すぐに受理されて出版された。 1週間後、彼は2番目の論文をPhysics Letters誌に投稿したが、却下された。その後の改訂では、ヒッグスはヒッグス機構、つまりヒッグス粒子によって与えられた理論的予測を強調し、その論文を Physical Review Letters に投稿しました。

ヒッグス機構では、ヒッグスは、自発的対称性の破れ後にゼロ以外の真空期待値を持つ新しい物質場（ヒッグス場）を導入し、素粒子が相互作用することで質量を獲得することを可能にします。

1993年、英国の科学大臣はヒッグス場とヒッグス粒子についての最も一般的な説明を募集し、その褒賞としてシャンパン1本を贈呈した。最終的にロンドン大学ユニバーシティ・カレッジのデイビッド・ミラー教授がトップに立った。ミラー氏は、粒子が質量を増す過程をカクテルパーティーに例えた。カクテルパーティーでは、一般の人々は無視され自由に動き回れるが、有名人は群衆に囲まれて会場内を歩くのも困難になる。ヒッグス機構も同様です。ヒッグス場との相互作用が強くなるほど、粒子の質量が大きくなります。

素粒子物理学者マルティヌス・フェルトマンは、このような一般科学の説明に批判的である。彼は、相対性理論や量子力学以来の物理的な知識は想像力や直感だけでは理解できず、数学的なツールに頼らなければならないと信じています。ヒッグス自身も、ヒッグス場を粘性のあるシロップに例えるような説明には、誤解を招くと感じて反対した。

一般メディアでは、ヒッグス粒子は物理学者レオン・レーダーマンの一般向け科学書『神の粒子』に由来する「神の粒子」というニックネームで広く知られています。物理学者たちが多くの資源を投入したにもかかわらず発見できなかったため、レーダーマンは当初それを「Goddamn Particle」と名付けたかったが、後に出版社からの圧力を受けて現在のGod Particleに変更した。

ヒッグス氏はそのあだ名が気に入らなかった。これは宗教的感情を維持することを考慮したものではありませんでした。それどころか、彼は無神論者だった。誰かが彼に手紙を書き、聖書、コーラン、あるいは仏教の経典が「神の粒子」の存在を予言していると主張したため、ヒッグスはさらにそのあだ名を後悔することになった。彼は率直に批判した。「私は信者ではない。一部の人たちは科学と神学を混同している。彼らはCERNの実験が神の存在を証明していると主張している。スペインの教会はこのような誤解を招いた責任があり、すでに混乱している人々をさらに混乱させている。神が7日間で世界を創造したと心から信じている人たちは本当に頭が良いのだろうか？」

ヒッグスはメディアでは謙虚で控えめな人物として描かれているが、上記のように時には辛辣な一面を見せることもある。ジャーナリストが彼に最近どんなフィクションを読んだかと尋ねると、彼は冗談を言った。「他人の新聞のことですか？」ヒッグス氏は、1964年にフィジックス・レターズ誌に論文が却下されたことにも憤慨していた。「ゴールドストーンの定理を回避する方法を説明した論文は採用されたのに、その方法を説明した論文は却下された理由が理解できませんでした。そこで、改訂版の論文をCERNのフィジックス・レターズ誌に送るのは賢明ではないと気付きました。CERNの人たちは、そのようなことを理解していなかったのです。」

時間は CERN を含め、多くのものを変えます。 2012年7月4日、CERNの実験チームの広報担当者2名がCERNのメイン講堂で大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の最新の実験結果を報告し、ヒッグス粒子が存在する可能性が高いことを確認した。ヒッグス氏は当時83歳で、1964年に予言してから48年が経過していた。

会議室の活気ある雰囲気の中で、80代の老人は眼鏡を外し、静かに涙を拭った。彼は後に、その感情は「主に待ち時間が終わったことに安堵したから」だと説明した。

出典: CERN

多くの星は独りで燃えて消えていき、その光が私たちの目に届くまでには長い時間がかかります。

ヒッグスは幸運だった。彼は自分の理論が検証される日を待ったのだ。 2013年10月8日、ヒッグスとフランソワ・アングレールはその年のノーベル物理学賞を共同受賞しました。受賞スピーチの中で、ヒッグスは自身の物語を始める年として 1960 年を選びました。

その年、スコットランドのすべての大学が共同で初の物理学サマースクールを開催しました。エディンバラ大学に到着したばかりのヒッグスは、会議の運営を手伝うよう招かれ、夕食用の赤ワインの調達を担当した。

ヒッグスは、夏期講習に4人の若い学生がいて、毎日夜遅くまで学校の地下室で理論物理学について議論していたことを思い出した。翌日、最初の学術講義に出席するために早起きすることはめったにありません。 4 人の若者とは、N. カビボ、SL グラショウ、DW ロビンソン、MJG ヴェルトマンです。

ヒッグスはワインを保管しておかなければならなかったため、彼らの議論には参加しなかった。何年も後、カビボはヒッグスに、夕食後に4人が盗んだワインが深夜の議論のきっかけになったと語った。

カビボは後に CKM マトリックスの C になりました。グラウォッシュは電弱統一理論を確立し、ロビンソンは他の研究者と共同で非相対論的多体系における情報伝播速度の上限を与えた。フェルトマンは学生たちとともに電弱相互作用の量子構造を解明した。

深夜の会話の中で、ヒッグスと4人組の唯一の共通点はワインのボトルだった。しかし、これはある種の前兆であるように思われた。彼らの将来の人生の軌跡は、冷たい宇宙の明るく巨大な星のように絡み合い、果てしない暗闇を越えて重力で互いに反応していたのだ。

この意味で、ヒッグスは孤独ではない。

一次資料

[1] https://journals.aps.org/rmp/pdf/10.1103/RevModPhys.86.851

[2] https://www.theguardian.com/science/2013/dec/06/peter-higgs-interview-underlying-incompetence

[3] https://www.theguardian.com/science/2024/apr/09/peter-higgs-physicist-who-discovered-higgs-boson-dies-ages-94

[4] https://mp.weixin.qq.com/s/mnNrjaFjGzWuzRPkRPoVfA

この記事は科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けています

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司

特別なヒント

1. 「Fanpu」WeChatパブリックアカウントのメニューの下部にある「特集コラム」に移動して、さまざまなトピックに関する人気の科学記事シリーズを読んでください。

2. 「Fanpu」では月別に記事を検索する機能を提供しています。公式アカウントをフォローし、「1903」などの4桁の年+月を返信すると、2019年3月の記事インデックスなどが表示されます。

著作権に関する声明: 個人がこの記事を転送することは歓迎しますが、いかなる形式のメディアや組織も許可なくこの記事を転載または抜粋することは許可されていません。転載許可については、「Fanpu」WeChatパブリックアカウントの舞台裏までお問い合わせください。