默里·蓋爾曼（1929—2019）

編譯 邵紅能

默里·蓋爾曼是美國物理學(xué)家，因提出夸克理論而獲得諾貝爾獎。

默里·蓋爾曼

諾貝爾獎得主默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）設(shè)計的“八重道”給基本粒子世界帶來秩序，他還構(gòu)想了“夸克”的概念來解釋這些粒子的結(jié)構(gòu)。他于2019年5月24日在美國新墨西哥州圣塔菲的家中去世，享年89歲。

幾個世紀(jì)以來，物理學(xué)家們努力尋找支配我們周圍日常世界和宇宙行為的基本定律，而蓋爾曼博士很容易被列入這個時間軸上，他是探索粒子物理學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)模型”發(fā)展的先驅(qū)者，該模型是宇宙各組成部分基本行為的指南。

50年前，年僅40歲的蓋爾曼就獲得了諾貝爾獎，這表明人們很早就認(rèn)識到他對科學(xué)的重大貢獻(xiàn)。加州理工學(xué)院院長、物理學(xué)家托馬斯·羅森鮑姆（Thomas Rosenbaum）在一份聲明中說：“默里·蓋爾曼是物理學(xué)史上一位具有開創(chuàng)性的人物。默里對自然的基本模式有著敏銳的洞察力，他是一位博學(xué)者，也是物理學(xué)與其他學(xué)科聯(lián)系的闡釋者，幫助明確了幾代科學(xué)家的研究方法?！?/p>

1929年9月15日，蓋爾曼出生于紐約市，是一個奧地利猶太移民家庭的兒子。蓋爾曼是一位神童，他早期就在許多學(xué)科上表現(xiàn)出高能力，被同學(xué)們稱為“活百科全書”。15歲時，蓋爾曼開始在耶魯大學(xué)學(xué)習(xí)。他曾考慮學(xué)習(xí)考古學(xué)或語言學(xué)，但父親建議他學(xué)習(xí)工程學(xué)，因為這將幫助他找到一份工作。后來，他們折中考慮，選擇了物理。

1948年，18歲的蓋爾曼從耶魯大學(xué)畢業(yè)。1951年，他在麻省理工學(xué)院獲得物理學(xué)博士學(xué)位，他很快就被認(rèn)為是基本粒子“奇異性”等概念的發(fā)展者。蓋爾曼還曾在新澤西州普林斯頓的高級研究院和芝加哥大學(xué)工作，1955年加入加州理工學(xué)院。1993年，蓋爾曼正式退休。

在二戰(zhàn)后的幾年里，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)高能原子加速器產(chǎn)生了大量奇怪的粒子，挑戰(zhàn)了物理學(xué)家們早先的假設(shè)。蓋爾曼最廣受贊譽(yù)的成就之一是提議將所有基本粒子按八個特征分組，其中一些特征被描述為量子特性。他把這個體系命名為“八重道”，是參照佛教的一個概念。在這個概念中，通往覺悟、實現(xiàn)和諧生活的道路包含了八種美德，這個術(shù)語似乎適合于一個在混亂盛行的地方提供連貫性和可預(yù)測性的系統(tǒng)。

作為解釋八重對稱性的一種方法，蓋爾曼博士提出夸克的概念來描述一個亞原子結(jié)構(gòu)，亞原子結(jié)構(gòu)是比之前認(rèn)為的更加基本的結(jié)構(gòu)。其他人也提出了這樣的觀點，即曾經(jīng)被認(rèn)為不可分割的粒子實際上是由更小的部分組成的。但是，正是蓋爾曼博士的命名使這些粒子得以存在。

夸克可能是現(xiàn)代物理學(xué)的同義詞，但他們的名字來自現(xiàn)代文學(xué)。蓋爾曼博士在詹姆斯·喬伊斯（James Joyce）的《芬尼根守靈夜》中發(fā)現(xiàn)了這個詞，其中有這樣一句話 ：“三個夸克作為集合標(biāo)記?！薄翱淇恕边@個詞與八重道一樣，代表了蓋爾曼興趣的廣度。除了解決物理世界中最具挑戰(zhàn)性的問題外，他還精通文學(xué)和哲學(xué)，并精通多種其他語言。

早期，被認(rèn)為是物質(zhì)基本成分的粒子是質(zhì)子、中子和電子，其基本性質(zhì)是電荷、大小和質(zhì)量。 隨著物理學(xué)的發(fā)展，在亞原子粒子中發(fā)現(xiàn)了新的特性，科學(xué)家們用“向上”“向下”和“奇怪”來描述被稱為“味道”的性質(zhì)。

蓋爾曼博士和其他物理學(xué)家建議夸克除了味道之外還必須有其他性質(zhì)。他們將這個屬性命名為“顏色”，將不同的夸克分別命名為紅、綠和藍(lán)。盡管這些夸克特性是抽象的，但在物理世界中具有重要的意義，并由此產(chǎn)生了一套強(qiáng)有力的粒子相互作用理論。蓋爾曼將這一理論命名為量子色動力學(xué)。對理論的檢驗在于它預(yù)測現(xiàn)實世界行為的能力。后來，對亞原子粒子的研究證實了蓋爾曼的理論，包括1964年一個里程碑式的發(fā)現(xiàn)——?dú)W米伽負(fù)粒子。

1969年，在總結(jié)獲得諾貝爾獎的理論研究時，蓋爾曼博士說：“我們的工作是一個令人愉快的游戲?！?/p>