[编者按] 1982年I2月2日，本刊特约记者杨维廉赴京特访了今年刚从美国普林斯顿讲学归来的戴元本教授，请他谈了基本粒子物理的进展情况。

记者：请您介绍一下基本粒子物理方面的情况。

戴元本：我们这个学科最近二年没有更多的新发展。虽然，人们从很多的途径进行了大量的探索。这门学科遗留的问题甚多，一时也不可能全部解决，这门学科依靠实验上的进展，特别最近实验进展也慢一些，这是由于高能加速器要昂贵的投资，这在国外也是一个问题。

今年四月份公布的一个令人瞩目的实验发现是美国斯坦福大学的卡勃莱拉博士作的发现磁单极子事例，但后来没有能重复，听说他们还在继续做实验。美国搞计算机的IBM公司，也准备做这样的实验。磁单极子的发现是理论上的一件重大的事。

理论方面，前几年有温伯格、萨拉姆和格拉肖的弱电统一理论，他们获得了1979年的诺贝尔物理学奖。这一理论的预言，在低能范围与实验是符合的。但是，这种电 - 弱作用理论的一个‘基本’的预言，中间玻色子，在实验上尚未发现。欧洲原子核研究中心的物理学家做对撞机实验，想找到中间玻色子，能量足够的，但开始时亮度不够，发现中间玻色子的事例很少，最近听说他们把加速器亮度提高了，如果中间玻色子确实存在的话，在以后几个月内他们就可以找到的。还有一组人透露说，他们已经发现了中间玻色子，但自己还没有把握，没有做报告。所以，中间玻色子的事情有待今后的实验。

更进一步的把强作用也包括在内的大统一理论，前几年有很多的研究工作，大统一理论中重要的一个预言考质子衰变。最近印度、日本、在印度的金矿中做实验的一批人说过发现了质子衰变的事例，人们认为问题很多，很多人不相信，也不能得到肯定。从理论上说，大统一有二个能量标度，一个是弱作用和电磁作用统一的能标（从中间玻色子发展过来的），是100 GeV；另一个是大统一能标（在这个能量强作用、弱作用和电磁相互作用统一，用一个耦合常数），是100 GeV。它们之间的差别很大，理论上很不自然。为了想从理论上解决这个问题，近二年从事超对称工作的人很多，如温伯格和萨拉姆等，都是对此很感兴趣的。超对称理论有希望自然地对上述能量的巨大差别作出解释。这纯粹是理论探索，超对称可以做出一些模型，与现有实验看来没有什么冲突，但实验支持几乎没有，这个方向是否正确还不清楚。

另一种研究方向是复合模型，认为夸克和轻子本身也不是基本的，而是一种复合的粒子，由更基本的东西组成的。这是为了解释现在已发现的六种轻子，夸克的数目也相当多，这么多的粒子，很可能不是基本的。特别这些粒子有三态族，三态粒子性质是相同的，企图以它们有内部结构来解释。这套模型也只是一种理论探索还没有实验方面的证据。

记者：请介绍一下您所进行的近期工作。

戴元本：我所从事的研究是复合模型方面的试探性的工作，当然，这一方向还未取得重大的成果，但对超对称来说，我认为也没有。超对称总的看来比较容易做，复合模型要讨论束缚态的问题，更难以解决，所以这方面做起来更难、试探性程度更大。

另外的一件工作是量子色动力学，不是与统一问题有联系的，只讨论强作用问题。微扰论方法做得很多了，已不是主要的方向。量子色动力学微扰论定性方面是成功的，理论上已无原则的困难，虽然有很多计算、算高阶效应比较繁。实验要做得更精细些、能量更高一些，使理论和实验两方面对得起来。

这几年大家对非微扰的量子色动力学做得不多，我们用格点规范，开始是纯规范场，即只有颜色的规范场，用计算机算一下能否说明“色禁闭”（“夸克囚禁”）这种性质，看来是支持了“色禁闭”的，有人从量子色动力学的非微扰理论计算强子质量及其他性质，即用计算机做格点规范理论计算，算出的结果也是可以的。像早些时候意大利的里雅斯特的一些人算出了一些看来是很好的结果，以后发现计算上还有点问题，以后陆续发表的文章就不那么好了。

记者：中间玻色子最早提出是1958年，夸克是1963年盖尔曼提出的，其他许多预言的粒子，如磁单极子，超光速粒子（即快子），在较长时间内，或是因为能量不够，或是其他原因，都没有找到，找到也不太肯定，如果能量提高到所预言的范围，还是找不到，在理论上会产生什么结果呢？

戴元本：如果中间玻色子找不到，肯定会产生很崭新的结果，因为温伯格和萨拉姆的模型里，对中间玻色子存在是非常肯定的，假使在预定的能区内找不到，那么肯定会使人们重新考虑整个弱作用的概念。有个可能，温伯格、萨拉姆模型预言的中间玻色子并不是基本的东西，也许就可能证明复合模型是对的。对于复合模型最欢迎、最有前景的是温伯格、萨拉姆模型在本质上讲并不是完全对的。因为温伯格、萨拉姆模型自然要把中间玻色子看成基本的粒子，还有一种希格斯粒子也应看作基本的粒子，而理论上目前都希望这种希格斯粒子不是最基本的东西，像温伯格、萨拉姆理论有了这种希格斯粒子，使这个理论有了许多任意的参数：夸克质量、轻子质量，以及弱作用的其他参数——混合角等都不能预言，大家希望希格斯粒子是一种复合的粒子。而照复合模型来看：希格斯粒子是复合的粒子，夸克、轻子、中间玻色子可能也是复合的粒子，它们可能不止一个，可能有很多，因此关于中间玻色子的预言就可能跟温伯格、萨拉姆的有很大的区别，尽管在低能下温伯格、萨拉姆模型是正确的，也可能真正处于中间玻色子质量附近的能量区域这个模型就不那么对了。找不到中间玻色子，对于复合模型来说是讲得通的。

记者：夸克还没有直接的实验验证，虽然有报道说实验发现带电三分之一电荷的粒子，但很难重复，并和搞理论的人所想的并不一样。如果夸克没有直接实验验证，那么能否说只是一种假说？

戴元本：夸克虽是一种假说，但夸克本身已经是有许多间接的实验支持的。许多人都相信，不管自由夸克是不是找到，夸克是有的。至于找不到有二种可能，比较多的认为是“夸克囚禁”，这样夸克（自由夸克）是永远找不到的。另外一部分人对“囚禁”这概念不怎么满意，认为这种囚禁并不是绝对的，只是难打出来，在某种实验条件下，譬如，能量再高一点，可能会打出来，当然能找出夸克，大家都是满意的。如果前一种观点是正确的，没有直接的证据证明夸克的存在，但因很多理论模型可以实现“夸克囚禁”，在这一概念下说明夸克同我们先前具有的粒子的概念是不一样的，它是不能单独分出来的。这也不是荒唐的，因为许多理论模型中确实包含了相当于夸克的东西，距离越远作用力越大，以致非要无穷大的能量才能把它分开来。直接是分不开的，就像格点规范理论耦合很强的情形那样。因为有些理论模型确实可以实现这样的“夸克囚禁”，所以人们觉得，如果夸克永远分不开，也不能说夸克一定不存在。格点规范理论跟一般的科学原理也不矛盾，在格点规范这样一个模型里面夸克确实是分不开来的，所以大家都认为即使夸克永远找不到，也并不认为夸克的概念是不对的。

记者：在前几年海森堡临死前写了篇文章“什么是基本粒子？”其中不这么赞成一层再一层下去的粒子图景，如果有些粒子找不到，如果不能发现自由夸克，在复合模型中，里面的粒子很难说能从实验上验证，能否有新的认识？有新的物理图景？

戴元本：当然这种可能性也是存在的，不过海森堡的观点在现代粒子物理学家中相信他的人是很少的。

如果我们乐观些，认为量子色动力学是对的，那么就能做到：从几种夸克做出现今实验发现的所有强子。这样至少五种味道的夸克，它和胶子场相互作用，形成了从原则上看是一个很简洁的理论。你可以从这种理论去算（当然现在还不会算），如算出所有的强宇谱性质是对的，这样，就不能说没有看到的夸克是没有的，因为你按照这种观点算出都是对的。当然这点目前还未实现，量子色动力学也可能并非全部正确，但是必然可能有一种新的理论出现使算出的强子谱具有目前的氢原子能级和蓝姆位移的精确度，即使夸克找不到，但从现有的一点证据确切地表明有比强子更下一层次的东西，强子是复合的粒子，这一点是无可怀疑的。

记者：在实验手段方面有什么其他花钱不多的新途径？

戴元本：有一个想法，在学报上登过，最近我们有人从美国来，听说美国人也有这种设想。即用二束激光打在等离子体系上，这二束激光频率有些差别，会产生一个拍频，当这个拍频的频率跟等离子体的固有振荡频率相同的时候会发生共振，这就使等离子体内正电荷、负电荷分开了，其间产生电压降。振荡以波的形式传播，传播速度可以接近光速。假如入射粒子与波一起运动，粒子就得到了加速，根据他们从原理上推测，粒子行过同一距离得到的能量可比寻常的加速器得到的大一百倍，甚至一千倍。这个想法似乎是有道理的，但真正应用起来还需一段时间的努力。这个方案是得克萨斯大学等离子研究人员提出的，他们正不断地进行着工作。

——戴新鹤整理——