默里·蓋爾曼：粒子物理學(xué)的開(kāi)路先鋒

/默里·蓋爾曼：粒子物理學(xué)的開(kāi)路先鋒默里·蓋爾曼〔MurrayGell-Mann〕,1929年9月15日出生于紐約的一個(gè)猶太家庭里,美國(guó)物理學(xué)家,提出了質(zhì)子和中子是由三個(gè)夸克組成的,并因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。童年時(shí)就對(duì)科學(xué)有濃厚興趣,少年才俊,14歲從進(jìn)入耶魯大學(xué),1948年獲學(xué)士學(xué)位,繼轉(zhuǎn)麻省理工學(xué)院,三年后獲博士學(xué)位,年僅22歲。1951年蓋爾曼到普林斯頓大學(xué)高等研究所工作。1953年到芝加哥大學(xué)當(dāng)講師。參加到以費(fèi)米為核心的研究集體之中,1955年蓋爾曼到加州理工學(xué)院當(dāng)理論物理學(xué)副教授,年后升正教授,成為加州理工學(xué)院最年輕的終身教授。從蓋爾曼的奇異數(shù)發(fā)現(xiàn)到獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),他的歷程可以用漸入佳境來(lái)形容：24歲發(fā)現(xiàn)了根本粒子的一個(gè)新量子數(shù)——奇異數(shù),28歲建立了正確描述弱相互作用的V-A理論,32歲提出了強(qiáng)子分類的八正法〔相當(dāng)于介子和重子的門(mén)捷列夫周期表〕,35歲創(chuàng)立了夸克模型〔quark〕,40歲榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這些重大理論突破中的每一項(xiàng)也曾由別人獨(dú)立地提出過(guò),但只有蓋爾曼一人對(duì)所有發(fā)現(xiàn)都有原創(chuàng)性的奉獻(xiàn)。其中夸克模型〔預(yù)言中子、質(zhì)子這類亞原子粒子是由更根本的單元——夸克組成的?！翱淇栓暿菢?gòu)成宇宙中幾乎一切物質(zhì)的亞微粒子〕是與G。茨威格各自獨(dú)立提出的?！翱淇栓曔@一名字是蓋爾曼所取,來(lái)自他少年時(shí)讀過(guò)的詹姆斯·喬伊斯的小說(shuō)?芬尼根的蘇醒?〔Finnegan'sWake〕中的詩(shī)句。1964年蓋爾曼進(jìn)一步提出了強(qiáng)子的夸克模型。SU〔3〕對(duì)稱性的八重態(tài)似乎暗示由更根底的三重態(tài)構(gòu)成。他認(rèn)為質(zhì)子之類的粒子是由更根本的夸克組成。夸克與所有的亞原子粒子不同,它們帶有分?jǐn)?shù)電荷,例如：+2/3或一1/3。夸克都是兩兩成對(duì)、或三三成群,永遠(yuǎn)不可能單獨(dú)地被觀測(cè)到。它們之間的結(jié)合是靠交換膠子。這就是著名的夸克模型。膠子就相當(dāng)于夸克間相互作用的量子。它們的作用和電磁相互作用中的光量子一樣。蓋爾曼提出有三種夸克：兩種同位旋為1/2,另一種同位旋為0。在同位旋為1/2的兩種中,同位旋向上的,稱為上夸克；同位旋向下的,稱為下夸克；同位旋為零的那么稱為奇異夸克。奇異夸克帶有奇異數(shù)。夸克理論后來(lái)因?qū)嶒?yàn)事實(shí)的補(bǔ)充而不斷開(kāi)展。1974年丁肇中和墾克特〔BRichter〕發(fā)現(xiàn)J/ψ粒子。原有的夸克理論已無(wú)法解釋新的實(shí)驗(yàn)事實(shí),因此有人引入了第四種夸克——粲夸克。粲夸克帶有新的量子數(shù)——粲數(shù)。1977年發(fā)現(xiàn)了重輕子,1978年又發(fā)現(xiàn)了γ粒子,促使人們相信還存在第五種夸克和第六種夸克。第五種夸克稱為底夸克。第六種夸克稱為頂夸克。每種夸克都有紅、綠、藍(lán)三色。蓋爾曼一直是粒子物理學(xué)的開(kāi)路先鋒。1969年他獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),他在諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)慶典上致詞說(shuō)：“對(duì)于我,研究那些法那么是與對(duì)表現(xiàn)千差萬(wàn)別的自然界的熱愛(ài)不可分的。自然科學(xué)根本法那么的美,正如粒子和宇宙的研究所揭示的,在我看來(lái),是與跳到純潔的瑞典湖泊中的野鴨的柔軟性相關(guān)的……〞正是出于對(duì)大自然的這種熱愛(ài)引領(lǐng)他去發(fā)現(xiàn)微觀世界的秩序。研究世界的復(fù)雜性。在獲得諾貝爾獎(jiǎng)約15年后。他掉轉(zhuǎn)了方向,發(fā)起創(chuàng)立了圣菲研究所,成了世界研究復(fù)雜性理論的中心之一。蓋爾曼因自己對(duì)簡(jiǎn)單世界的洞察力而聞名,八正法完美的規(guī)律性產(chǎn)生了所有不同質(zhì)量的粒子,粒子又進(jìn)而形成原子核、原子和分子。正是由這些完美的物質(zhì)基元——夸克和輕子,構(gòu)成了高度復(fù)雜而個(gè)性獨(dú)立的世界。美籍華裔作家施加彰〔ArthurSze〕送他一本新出版的詩(shī)集中有兩句詩(shī)打動(dòng)了默里：“夸克世界中,萬(wàn)事都與一只在夜間徘徊的美洲豹有關(guān)。〞詩(shī)句似乎完善