他在混沌中寻找秩序

来源: 原理

发布日期: 2019-06-27 10:40:39

诺贝尔奖得主、物理学家默里·盖尔曼是善于从混沌中找到秩序的专家,他发展了“夸克”理论,揭示了粒子属性的模式,并提出了多种新的物理量和理论,如“奇异数”和“胶子”。他的研究不仅限于物理学,还涉及复杂系统研究,并在圣塔菲研究所成为复杂性研究中心的领导者。

对于物理学家来说,没有什么比一堆匪夷所思的实验结果更吸引他们注意力的了。在许多物理学家的心中,自然在本质上是简洁的、优雅的,只要他们努力地去思考,就能发现那些隐秘的能给混沌带来秩序的原理。诺贝尔奖得主、物理学家默里·盖尔曼就是这样一位善于从混沌中找到秩序的人。盖尔曼最著名的事迹是发展了“夸克”理论。

在上世纪五六十年代是粒子物理学的黄金时代,物理学家在拥有强大的加速器中,将粒子加速并且让他们碰撞,由此发现了大量具有不可预测性质的新粒子。但盖尔曼却觉察到了这些粒子属性的模式,他意识到这些粒子都可以通过某种数学对称性联系起来。通过一波波精妙操作,盖尔曼揭示了使一切恢复正常的秘密模式。

夸克的发现并不是盖尔曼在物理上的唯一贡献。盖尔曼还展示了量子力学如何能将一个粒子转变成另一个粒子,然后再转变回来。

他证明了粒子相互作用的强度将取决于它们碰撞时的能量。他与费曼一起解释了弱核力的对称结构。他提出了一个新的物理量——“奇异数”,用它来解释为什么有的粒子比其他粒子存在的时间更长。他与物理学家哈拉尔德·弗里奇提出存在一种携带力的粒子,他们称之为“胶子”,这种粒子会将夸克束缚在一起。这些想法都在后来的实验中被一一证实了。

对于一名物理学家而言,能作出以上的这些成就中的任何一项,都足以让他的职业生涯熠熠生辉。而且,还有许多科学成就都与盖尔曼有关,但他的完美主义常常让他等太久才将结果发表,所以偶尔会有其他科学家捷足先登的情况。例如,八重法就是由尤瓦尔·涅曼独立提出的,而夸克理论则是由乔治·茨威格提出的。盖尔曼的完美主义让他的研究变得更好。

盖尔曼还是出了名的暴脾气。

他是超弦理论的早期倡导者,如果该理论得到证实,那么弦将是比夸克更为基本的存在。一些物理学家认为超弦理论有望将量子力学与爱因斯坦的广义相对论统一起来;但也有一些物理学家认为弦的探测需要极高的能量,所以觉得超弦理论并不科学。盖尔曼会严厉地抨击后者,他相信超弦理论可能与所有力和所有粒子的统一理论有关,他认为不能直接检测到弦并不等于这个理论失效,因为我们可以转而探测由这个理论所导致的一些其他结果。

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