肖恩·卡罗尔，是加州理工学院的理论物理学家，著有《从永恒到此处》——一本探索时间的终极理论的书。他从哈佛大学获得博士学位后，一直在研究粒子物理、宇宙学和引力。他是著名物理学博客群“宇宙方差”的创始人之一。肖恩·卡罗尔与妻子作家詹妮弗·维莱泰住在洛杉矶。

　　希格斯玻色子被视为自原子结构揭示以来我们对宇宙认识的最大突破。它是理解“为什么存在质量”和“原子如何是可能的”等问题的关键。在人类投入了90亿美元，付出几十年的努力建的大型强子对撞机成功运行后，经过6000多研究人员的辛勤工作，难以捉摸的希格斯玻色子终于被发现了。2013年诺贝尔物理学奖授予发现希格斯子的三位物理学家。
　　《第一推动丛书·物理系列：寻找希格斯粒子》不仅解释了希格斯玻色子的重要性，而且详细介绍了大型强子对撞机这一有史以来建造的最大机器。加州理工学院理论物理学家卡罗尔对这一项目的缘起和进展都做了绘声绘色的描述。这是一个讲述有关人类如何在渴望理解宇宙的推动下做出我们这个时代最伟大的科学成就的故事。

　　希格斯子很重要，不只是因为它是什么，而且是因为它做什么。希格斯子由弥漫于空间的场产生，这种场称为希格斯场。宇宙中已知的一切东西在穿越空间时就会在希格斯场中运动。希格斯场是永远存在的，只不过是潜伏在本底中，我们看不见它。可以这么说：如果没有希格斯子，电子和夸克就没有质量，变得像光子（传播光的粒子）。它们本身将以光速运动，这样就不可能形成原子和分子，更谈不上形成我们知道的各种生命形态。在普通物质的形成机制中，希格斯场不是一种主动的角色，但它在本底中的存在至关重要。如果没有它，世界将完全是另一副样子。现在，我们找到它了。
　　这里用词需十分谨慎。我们实际上掌握的是非常类似于希格斯子的粒子的证据。它有正确的质量，它基本上按我们预期的方式产生和衰变。但要说我们发现的肯定就是原始模型所预言的希格斯子还为时过早。这里面可能还有更复杂的东西，或者发现的只是精妙的相关粒子谱中的一个部分。但我们的确已经发现了某种新粒子，它的表现就像我们认定的希格斯玻色子。因此在本书中，我将2012年7月4日当作宣布发现希格斯玻色子的日子。如果大自然更微妙，那对我们每一个人来说就更好——物理学家就喜欢活在惊喜中。
　　人们非常希望希格斯子的发现标志着粒子物理学的新时代的开始。我们知道，物理学的内容要比我们目前所了解的更丰富。对希格斯子的研究提供了一个观察未知世界的新的窗口。现在，像詹诺蒂和印坎德拉这样的实验物理学家有了新的标本可研究，而像休伊特这样的理论物理学家则有了新的线索，可以建立起更好的模型。我们对宇宙的理解则迈出了期待已久的一大步。
　　这是一个关于一群将毕生奉献给发现大自然最终本性的人的故事。希格斯本人就是一个完美的体现。这里有用笔和纸工作的理论家，他们喝着浓咖啡，和同事激烈地争论，由此推动着在头脑中形成抽象的概念；有工程师，他们想方设法让机器和电子器件突破现有技术限制；最关键的当然是实验者，他们将机器和理论家的想法结合起来去发现大自然的一些新的东西。现代物理学的前沿研究涉及到耗资数十亿美元的项目，需要几十年才能完成，因此需要研究者具有非凡的奉献精神，并愿意冒着高风险去寻找独特的回报。当这一切都得以实现之时，世界就变样了。
　　生活真美好。请再来一杯香槟。
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序幕
1 物质为什么很重要
2 堪称神圣
3 原子与粒子
4加速器的故事
5 史上最大的机器
6 智破粒子
7 波动的粒子
8 穿越破镜
9 实验室沸腾了
10 “希格斯子”不胫而走
11 诺贝尔的梦想
12 地平线之外
13 粒子物理学的未来
附录1 质量与自旋
附录2 标准模型粒子
附录3 粒子及其相互作用
进一步阅读材料
参考文献
致谢
名词索引