为什么第一颗反物质粒子不是实验室发现的而是数学方程在实验证实之前四年就已经预言了它的存在?
1928年,26岁的英国物理学家狄拉克写出了一个融合量子力学和狭义相对论的方程。分析这个方程时,他发现了一件诡异的事:方程不仅能描述电子的正能量态,还不可避免地「吐」出了一组负能量解。在物理直觉中,负能量意味着粒子越跑越快反而能量越低——这显然荒谬。但狄拉克没有删掉这组「多余的」数学解,而是大胆猜测:这些负能量解或许不是数学垃圾,而是一种尚未被发现的新粒子——质量和电子相同但带正电荷。当时全世界的物理学家都觉得这个年轻人在胡说八道。四年后,美国物理学家安德森在宇宙射线实验中无意间拍到了一张模糊的照片——一条和电子轨迹完全对称但弯曲方向相反的粒子径迹。正电子就此诞生,狄拉克方程的「数学噪音」成了人类发现的第一种反物质。一个理论凭空走在了实验前面四年,至今仍被物理学家视为人类理性最辉煌的时刻之一。🔬