卡尔·安德森

安德森一生没有离开过加州理工。他二十七岁拍下一张照片，三十一岁拿到诺贝尔奖，然后在同一栋楼里又工作了四十年。

一台自制的相机

1930 年博士毕业后，他在密立根手下转做宇宙线。他自己动手造了一台云室，放进 1.5 万高斯的强磁场里：带电粒子飞过时留下一串水珠，磁场把径迹掰弯，弯的方向给出电荷正负，弯的曲率给出动量。

这台机器最要紧的设计，是云室中间横着的一块 6 毫米厚铅板。

1932 年 8 月 2 日的一张底片上，有一条弯错方向的径迹。它的电离本领看起来和电子一样——若是质子，以那个动量会电离得猛烈得多，径迹应该又粗又短，可它细而长。

但还有一种平庸的解释必须排除：那会不会只是一个自下而上飞的普通电子？在照片里，弯曲方向的含义完全取决于粒子的行进方向。铅板在这里派上了用场：粒子穿过铅板会损失能量、曲率变大，而照片显示径迹在铅板上方那一段弯得更厉害——它是从下往上走的。电荷的正负由此锁死。

他不是在验证狄拉克

流行的讲法是：狄拉克预言了反物质，安德森验证了它。顺序对，因果不对。

狄拉克 1931 年才把「反电子」明确写出来，而此前两年他一直坚持那个空穴就是质子，是外尔和奥本海默把这条路堵死的。安德森这边则根本不是奔着它去的。他晚年被反复问到这件事，回答一贯是同一个意思：加州理工当然有人讨论狄拉克的理论，但他的工作是拍宇宙线，那条弯错的径迹是撞上的，不是找到的。

两条路各走各的，在同一个点上相遇——这在物理学里比「预言—验证」的整齐叙事常见得多。

另一件事他很晚才说。 1927 到 1930 年，中国研究生赵忠尧和他同期在密立根门下读博，就在他隔壁的屋子里做实验：先测硬伽马射线穿过重元素时的吸收，发现铅多吃掉了一块；再测散射，发现铅还放出一种各向同性、约 0.5 MeV 的「额外辐射」。那是电子对的产生与湮灭，比那张照片早两年，只是当时没有人能解释它是什么——赵本人把它归于原子核，他的名字也就没有留在这段历史里。

1979 年加州理工的口述史里，安德森说他当年去找密立根，想多留一年、用云室做赵在做的那类伽马射线实验，并确信那样「正电子会更早被发现」；密立根没答应，改派他用云室测宇宙线。所以赵的实验激发的是一个没做成的实验——正电子是在宇宙线里撞上的。

第二次撞见

1936 年，他和第一位研究生内德迈耶在宇宙线中又发现一种粒子：质量约为电子的 207 倍，带负电，穿透力极强。他们起初以为找到了汤川预言的、传递核力的介子。

结果又对了一半。 这个粒子几乎不参与强相互作用，根本不是汤川那个。真正的 π 介子 1947 年才被找到，而安德森发现的是缪子——一个当时完全没人预订的东西。拉比后来那句名言就是冲它说的：谁点了这道菜？

之后

正电子从一张照片变成了工具。1955 年反质子在伯克利被造出来；今天医院里的 PET 扫描靠的正是正电子湮灭成的两个反向光子；正负电子对撞机成了最干净的实验平台。而「物质与反物质如此对称，宇宙为什么几乎全是物质」这个问题，至今仍是物理学最大的悬案之一。

安德森 1976 年退休，1991 年去世。他一生只做了一件被记住的事，做得干净利落：一块铅板、一台自制的云室，和一次没有被含糊过去的排除法。