默里·盖尔曼：粒子物理学的开路先锋

默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann），1929年9月15日出生于纽约的一个犹太家庭里，美国物理学家，提出了质子和中子是由三个夸克组成的，并因此获得了诺贝尔物理学奖。

童年时就对科学有浓厚兴趣，少年才俊，14岁从进入耶鲁大学，1948年获学士学位，继转麻省理工学院，三年后获博士学位，年仅22岁。1951年盖尔曼到普林斯顿大学高等研究所工作。1953年到芝加哥大学当讲师。参加到以费米为核心的研究集体之中，1955年盖尔曼到加州理工学院当理论物理学副教授，年后升正教授，成为加州理工学院最年轻的终身教授。

从盖尔曼的奇异数发现到获得诺贝尔物理学奖，他的历程可以用渐入佳境来形容：24岁发现了基本粒子的一个新量子数——奇异数，28岁建立了正确描述弱相互作用的V-A理论，32岁提出了强子分类的八正法（相当于介子和重子的门捷列夫周期表），35岁创立了夸克模型（quark），40岁荣获诺贝尔物理学奖。这些重大理论突破中的每一项也曾由别人独立地提出过，但只有盖尔曼一人对所有发现都有原创性的贡献。其中夸克模型（预言中子、质子这类亚原子粒子是由更基本的单元——夸克组成的。“夸克”是构成宇宙中几乎一切物质的亚微粒子）是与G。茨威格各自独立提出的。“夸克”这一名字是盖尔曼所取，来自他少年时读过的詹姆斯·乔伊斯的小说《芬尼根的苏醒》（Finnegan'sWake）中的诗句。

1964年盖尔曼进一步提出了强子的夸克模型。SU（3）对称性的八重态似乎暗示由更基础的三重态构成。他认为质子之类的粒子是由更基本的夸克组成。夸克与所有已知的亚原子粒子不同，它们带有分数电荷，例如：+2/3或一1/3。夸克都是两两成对、或三三成群，永远不可能单独地被观测到。它们之间的结合是靠交换胶子。这就是著名的夸克模型。胶子就相当于夸克间相互作用的量子。它们的作用和电磁相互作用中的光量子一样。盖尔曼提出有三种夸克：两种同位旋为1/2，另一种同位旋为0。在同位旋为1/2的两种中，同位旋向上的，称为上夸克；同位旋向下的，称为下夸克；同位旋为零的则称为奇异夸克。奇异夸克带有奇异数。夸克理论后来因实验事实的补充而不断发展。1974年丁肇中和垦克特（BRichter）发现J/ψ粒子。原有的夸克理论已无法解释新的实验事实，因此有人引入了第四种夸克——粲夸克。粲夸克带有新的量子数——粲数。1977年发现了重轻子，1978年又发现了γ粒子，促使人们相信还存在第五种夸克和第六种夸克。第五种夸克称为底夸克。第六种夸克称为顶夸克。每种夸克都有红、绿、蓝三色。

盖尔曼一直是粒子物理学的开路先锋。1969年他获得诺贝尔物理学奖，他在诺贝尔奖颁奖庆典上致词说：“对于我，研究那些法则是与对表现千差万别的自然界的热爱不可分的。自然科学基本法则的美，正如粒子和宇宙的研究所揭示的，在我看来，是与跳到纯净的瑞典湖泊中的野鸭的柔软性相关的……”正是出于对大自然的这种热爱引领他去发现微观世界的秩序。研究世界的复杂性。

在获得诺贝尔奖约15年后。他掉转了方向，发起创建了圣菲研究所，成了世界研究复杂性理论的中心之一。盖尔曼因自己对简单世界的洞察力而闻名，八正法完美的规律性产生了所有不同质量的粒子，粒子又进而形成原子核、原子和分子。正是由这些完美的物质基元——夸克和轻子，构成了高度复杂而个性独立的世界。美籍华裔作家施加彰（ArthurSze）送他一本新出版的诗集中有两句诗打动了默里：“夸克世界中，万事都与一只在夜间徘徊的美洲豹有关。”诗句似乎完善地表达了简单性如何导致复杂性的奥秘，以及精确的物理定律如何产生有意识的生物。盖尔曼给他一本揭示复杂性的新书起名《夸克与美洲豹》，1994年出版后大受欢迎。

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