2014年12月5日，60歲的阿什頓·卡特（Ashton Carter）宣誓就職，成為巴拉克·奧巴馬（Barack Obama）政府的第四任國防部長。這位從未帶過兵打過仗的美國防長與所有前任不同的是，他擁有一份驕人的教育背景和學(xué)術(shù)履歷：1976年獲得耶魯大學(xué)物理學(xué)和中世紀(jì)歷史專業(yè)學(xué)士學(xué)位；1979年獲得牛津大學(xué)理論物理學(xué)博士學(xué)位；隨后在洛克菲勒大學(xué)從事兩年的粒子物理學(xué)博士后研究工作；1982年轉(zhuǎn)入麻省理工學(xué)院開始研究國際政治問題；1984年進(jìn)入哈佛大學(xué)，從助教一路晉升到教授…

卡特興趣廣泛且聰明過人，早在1975年——即丁肇中和伯頓·里克特（Burton Richter）發(fā)現(xiàn)“粲”夸克僅僅一年之后，他就在《耶魯科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇題為“夸克、粲和Y粒子”的文章，向世人介紹這一粒子物理學(xué)的最新課題。在耶魯和牛津大學(xué)期間，卡特的研究興趣集中在m輕子和強相互作用問題上。他對物理學(xué)的重要貢獻(xiàn)是在來到洛克菲勒大學(xué)后，與他的日籍博士后老板三田一郎（AnthonyIchiro Sanda）合作做出的。當(dāng)時三田也只是一個年輕的助教，但他憑借自己非凡的洞察力，帶領(lǐng)卡特率先研究了剛剛被發(fā)現(xiàn)的、比粲夸克更重的“底”夸克的衰變及其可能的CP對稱性破壞性質(zhì)，于1980年和1981年分別在《物理評論快報》和《物理評論D》期刊上發(fā)表了兩篇論文，一舉開啟了這個嶄新的研究方向。

CP對稱性是針對基本粒子及其反應(yīng)過程所定義的“電荷共軛”與“宇稱”聯(lián)合變換的對稱性，本質(zhì)上與物質(zhì)和反物質(zhì)的對稱性有關(guān)。該對稱性在弱相互作用中可以破缺，相應(yīng)的破缺機制是由日本物理學(xué)家小林誠（MakotoKobayashi）和益川敏英（Toshihide Maskawa）在1973年提出的，他們還因此預(yù)言了第三代夸克的存在。為了證實小林和益川的理論，三田和卡特仔細(xì)分析了各種底夸克的衰變模式，并提出了具體的實驗方案。如今他們的兩篇論文已經(jīng)分別被引用440和700余次，成為粒子物理學(xué)的經(jīng)典文獻(xiàn)?？上У氖?，卡特本人在完成這兩篇論文之后就放棄了物理學(xué)專業(yè)，轉(zhuǎn)而從事國際政治學(xué)的研究。

卡特離開洛克菲勒大學(xué)以后，三田開始與德國學(xué)者伊卡洛斯·比吉（Ikaros Bigi）合作，二人于1981年在《核物理B》期刊發(fā)表了一篇重要論文，指出了測量CP破壞效應(yīng)的黃金衰變道。20年后，美國的斯坦福直線加速器中心和日本的國家高能加速器研究機構(gòu)所建造的底夸克工廠分別探測到了顯著的CP破壞現(xiàn)象，從而證實了小林-益川機制。2004年，三田和比吉由于上述工作而榮獲美國物理學(xué)會頒發(fā)的“櫻井獎”（Sakurai Prize）。假如當(dāng)初卡特本人繼續(xù)從事底夸克和CP破壞問題的研究，或者晚一、兩年再放棄粒子物理學(xué)的話，那么2004年與三田分享“櫻井獎”的人就非他莫屬了。2008年，小林和益川被授予諾貝爾物理學(xué)獎；而此時的卡特已活躍于美國軍政兩界，忙于撰文探討如何遏制中國的崛起和打擊朝鮮和伊朗等所謂的“敵對”國家。一個昔日的物理學(xué)才俊就這樣變成了著名政客。

與卡特不同，另一位與物理學(xué)毫無關(guān)系的美國防長卻曾說出了一番令物理學(xué)家們既啼笑皆非又深以為然的話。2002年12月12日，有記者在美國五角大樓的新聞吹風(fēng)會上向時任國防部長的唐納德·拉姆斯菲爾德（Donald Rumsfeld）發(fā)難，要求他拿出美國指責(zé)伊拉克藏有大規(guī)模殺傷性武器的有力證據(jù)。拉姆斯菲爾德王顧左右而言他，莫名其妙地回答道：“我們知道，有些事情屬于已知的已知，我們知道我們已經(jīng)理解了它們。我們也知道，有些事情屬于已知的未知，就是說，我們知道我們還不清楚它們的來龍去脈。但是有些事情屬于未知的未知，我們根本就不知道，我們對它們一無所知?！?/span>2006年12月，加州大學(xué)的本杰明·格林斯坦（Benjamin Grinstein）教授在名古屋大學(xué)舉辦的國際會議上做了關(guān)于底夸克衰變理論的大會報告，其中就引用了拉姆斯菲爾德的上述言論來比喻物理學(xué)家們所面臨的難題，令在場的聽眾無不莞爾。

毫無疑問，標(biāo)準(zhǔn)模型的小林-益川CP破壞機制就屬于“已知的已知”，但是可觀測宇宙中的物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱現(xiàn)象（即大爆炸所產(chǎn)生的原初反物質(zhì)神秘地消失了）卻無法通過該機制來解釋。在這個意義上，一個“已知的未知”就是宇觀的CP破壞效應(yīng)背后的動力學(xué)，而這正是粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)亟待解決的最基本問題之一。至于“未知的未知”，指的是那些我們尚未認(rèn)識到的重大科學(xué)問題。后者也許在未來的某個時期才會被關(guān)注，從而成為“已知的未知”；直到某一天問題得以被解決，再成為“已知的已知”?？茖W(xué)探索的過程，其實就是變未知為已知的過程。

本文已正式發(fā)表在《科學(xué)世界》2015第9期。感謝楊德山師弟提供信息，是我作文的源動力。