试析盖尔曼—博学多才特立独行的物理学家

来源:岁月联盟 作者:程民治 时间:2014-10-15
    此外,盖尔曼还从事了其他重要课题的研究,并在诸如色散关系、一矩阵理论、重正化群的理论和流代数理论等领域都作出了杰出的贡献.为量子色动力学、弱作用的唯象理论以及弱电统一理论等的创立和发展开辟了道路.与此同时,盖尔曼还对美国的教育、科学与宗教、科学和艺术、不断增长的人口问题以及日趋恶化的自然环境等方面都公开发表过自己独到的精辟见解.
  5敏锐的直觉和独特的科研风格
    盖尔曼不仅以各种卓越的贡献著称于世,而且还以他敏锐而深刻的物理直觉和“离经叛道”的科研风格令人叹为观止.
    首先,盖尔曼擅长从语言艺术中吸取养分,用丰富的隐喻对物质世界进行思考,建立直觉联系,进而提出科学概念.例如,上文所述的基本粒子的分类方案—8重法,就是盖尔曼依据佛教关于8种正确的生活方式才能免遭痛苦的劝说而命名的.其原文是佛祖释迎牟尼的篇言:“兄弟们,世间有解脱苦难的真谛,即八正道”.又如,1964年盖尔曼在给组成强子的3种基本粒子取名字时,尽管他日思夜想,伤透了脑筋,但却一时难以找到一个合适的术语.后来在休息时,他随手翻阅了20世纪以来的怪诞百科全书,出乎意料地从伊朗作家詹姆斯·乔伊斯(Jonnes Joyes)的长篇小说《芬尼根彻夜祭》中发现了“夸克”这个名词,小说中有这样一段诗句:
          “夸克……夸克……夸克……
          三五海鸟把脖子伸直,
          一起冲着绅士马克.
          除了三声‘夸克’,
          马克一无所得;   
          除了冀求的目标,
          全部都归马克.”

  在这里,“夸克”是海鸥的叫声,而“夸克”的德文原意却是社会底层人物吃的带臭味的软乳酪.盖尔曼立即在“夸克”与“基本粒子”之间建立了直觉的联系,他顿悟到,他只需要3种不同的夸克子,就能利用它们的组合来构成所有已知的强子.基本粒子物理学中的3种夸克,其实质是完全相同的.只是由于不同的相互作用才使它们出现了一些差异,因而它们好比是同样的粒子穿着不同的服装.“夸克”的艺术喻意是同样的东西具有不同的颜色与味道,而这与夸克的物理性质相吻合!科学界认为这一语言上的突破就像“能量子”在物理学上的突破一样重要.1969年,盖尔曼获得了诺贝尔奖.当然,盖尔曼给这些粒子起了“夸克”这么奇隆的名字,也许与他厚实良好的语言学素养及其原本是一个鸟类爱好者不无关系.
    第二,弗兰西斯·培根指出:“没有任何极致之美,在其结构中不会呈现任何奇异性.”如果按照这句话来评判盖尔曼提出的用于描述介子和超子新奇特性的量子数S,它就充斥着奇异美.另外,盖尔曼创立的“八重法理论”,完全相当于粒子物理学中的“周期表”,呈现出高度有序的对称性美.用盖尔曼自己的话来说,构造了“一个简单而优美的方案”.因此,盖尔曼被科学界尊称为“20世纪的门捷列夫”.我们也完全有理由认为,崇尚和执着地追求科学美—简单性、对称性和奇异性,是鼓舞盖尔曼进行科学探索的充沛源泉,几乎支配着他的全部工作.否则,盖尔曼不可能在坂田模型和“八重法”的基础上,进一步创立他的渗透着奇异美的“夸克模型”.
    第三,盖尔曼有着一丝不苟、严谨治学的科研风格.他喜欢通过报告、讨论会和交谈与其他物理学家交流思想,而不轻易发表文章.之所以这样做,是因为他有一个与众不同的观念,就是他认为发表一个错误的观点对一个人的科学生涯将留下洗不掉的污点.他认为,一个理论学家的洞察力将由他所发表的正确观点数目减去错误的数目,甚至减去两倍的错误数目来衡量.因此,他发表论文总是慎之又慎,经常将他的观点推迟一年半载后才发表出来,甚至永不发表.如他的一些重要工作只是作为预印报告成为原始文献的.甚至在各年诺贝尔奖的纪念专刊中,至今还有一页空白—那是因为盖尔曼一直没有交出演讲稿而特意为他留下的.
    由于盖尔曼的杰出的科学贡献,使他曾先后荣获了多种奖励和荣誉.除诺贝尔物理学奖之外,他分别于1959年、1966年、1967年和1968年先后获得了美国物理学会的丹尼·海涅曼(Dannie Heineman)奖、美国原子能委员会颁发的E. U.劳伦斯(Lawrence)物理学奖、费城富兰克林学院的富兰克林奖章以及美国科学院的J. J卡蒂(Carty)奖章.他是美国科学院院士,并是美国文理科学院的成员.他曾在尼克松总统科学顾问委员会工作过.他还是伦敦皇家学会的外籍成员以及法国物理学会的荣誉成员.他还被许多大学授予荣誉科学博士.
    作为“夸克之父”的盖尔曼,现已进入古稀之年—75岁高龄.但他仍在粒子物理学界傲视群雄.他的几句至理名言,道出了科学和传奇以及生活本身的困惑,而这也恰恰是贯穿本文的一条主线:
    “在我们的工作中,我们总是处于进退两难的窘境之中;我们可能会不够抽象,并错失了重要的物理学;我们也可能过于抽象,结果把我们模型中假想的目标变成了吞噬我们的真实的怪物.”