默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929年9月15日—2019年5月24日），生于美國紐約的一個(gè)猶太家庭里，美國物理學(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。

默里·蓋爾曼童年時(shí)就對科學(xué)有濃厚興趣，14歲進(jìn)入耶魯大學(xué)，1948年獲學(xué)士學(xué)位，繼轉麻省理工學(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)當講師，參加到以費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。

2019年5月24日，默里·蓋爾曼去世，享年89歲。

人物生平

1929年9月15日，蓋爾曼出生于美國紐約城。

蓋爾曼8歲那年就獲得了一筆獎學(xué)金，從一家地方公立學(xué)校升入紐約的一所高級學(xué)校。

15歲時(shí)，蓋爾曼考入了耶魯大學(xué)。

1948年，蓋爾曼獲得了物理學(xué)士學(xué)位，并獲得了麻省理工學(xué)院的研究生獎金而成為那里的研究生。在麻省理工學(xué)院，蓋爾曼從師于著(zhù)名物理學(xué)家V·韋斯柯夫。

1951年元月，蓋爾曼獲得了博士學(xué)位。由于他在研究生期間的出色工作，蓋爾曼被資助到普林斯頓高級研究院工作一年（1951年）。同年的夏季，他在依利諾斯大學(xué)進(jìn)行了一段教學(xué)和研究。

1952年，蓋爾曼成為芝加哥大學(xué)核研究所（后來(lái)改名為費米研究所）的講師。在這個(gè)研究所里工作，蓋爾曼深為以費米為中心所形成的學(xué)術(shù)氣氛而激勵。

1953年，蓋爾曼升為助理教授，并在此年提出了著(zhù)名的奇異量子數概念。

1954年蓋爾曼成為副教授，該年秋季，蓋爾曼到哥倫比亞大學(xué)講學(xué)。于1955年初他離開(kāi)芝加哥，又一次來(lái)到了普林斯頓高級研究院工作。

1955年9月，蓋爾曼接受了加州理工學(xué)院物理學(xué)副教授的位置，并于次年成為教授。

1964年，蓋爾曼和喬治·茨威格都獨立提出了夸克理論。

1967年，蓋爾曼成為了這里的R·A·密立根理論物理學(xué)教授。

1969年，蓋爾曼因在基本粒子的分類(lèi)及相互作用方面的貢獻而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

1972年，蓋爾曼與Harald Fritzsch引入了新的守恒量子數，取名為“顏色荷”（"color charge"）。緊接著(zhù)又同Heinrich Leutwyler一起提出了新術(shù)語(yǔ)“量子色動(dòng)力學(xué)”（quantum chromodynamics,?QCD）?？淇死碚摮蔀榱孔由珓?dòng)力學(xué)的一個(gè)組成部分。

20世紀90年代，蓋爾曼積極參與了圣菲研究所的集資籌辦，并在該機構開(kāi)展有關(guān)復雜性的研究。

蓋爾曼曾在尼克松總統科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì )工作過(guò)，他還是倫敦皇家學(xué)會(huì )的外籍成員以及法國物理學(xué)會(huì )的榮譽(yù)成員，他還被許多大學(xué)授予榮譽(yù)科學(xué)博士。

人物榮譽(yù)

1959年，獲得了美國物理學(xué)會(huì )的丹尼·海涅曼獎：

1966年，獲美國原子能委員會(huì )頒發(fā)的E·O·勞倫斯物理學(xué)獎；

1967年，獲費城富蘭克林學(xué)院的富蘭克林獎?wù)拢?/p>

1968年，獲美國科學(xué)院的J·J·卡蒂獎?wù)拢?/p>

1969年，諾貝爾物理學(xué)獎。

家庭情況

蓋爾曼的父母是第一次世界大戰之后從奧地利移居到美國的。他的父親阿琵·蓋爾曼是一位語(yǔ)言教師，并且通曉數學(xué)、天文學(xué)和考古學(xué)。蓋爾曼的母親叫波琳·瑞徹斯坦。蓋爾曼弟兄兩人，他的哥哥本尼迪克·蓋爾曼曾是一家報刊的攝影記者。在他哥哥的影響下，蓋爾曼對鳥(niǎo)類(lèi)及自然歷史發(fā)生了極大的興趣。

1955年4月19日，蓋爾曼與當時(shí)在那里工作的英國姑娘（一位考古學(xué)家的助手）J·M·道（Dow）結為夫妻。他們生有一個(gè)女兒利莎和一個(gè)兒子尼古拉斯。J·M道于1981年12月去世。

人物經(jīng)歷

人們說(shuō)他有“五個(gè)大腦”，遺傳運算法則創(chuàng )始人約翰·赫蘭（麥克阿瑟天才獎獲得者）稱(chēng)他是“真正的天才”，1977年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者菲利普·安德森曾評價(jià)他“現存的在廣泛的領(lǐng)域里擁有最深刻學(xué)問(wèn)的人”，1979年諾貝爾物理獎獲得者斯蒂文·溫伯格說(shuō)他“從考古到仙人掌再到非洲約魯巴人的傳說(shuō)再到發(fā)酵學(xué)，他懂得都比你多”。

1929年生于紐約的一個(gè)猶太家庭，父親曾就讀于維也納大學(xué)和海德堡大學(xué)，移民美國后管理著(zhù)一個(gè)語(yǔ)言學(xué)校，“他是來(lái)自解體前的奧匈帝國的移民，但說(shuō)著(zhù)無(wú)可挑剔的英語(yǔ)，并在語(yǔ)言上也這樣苛求我”，蓋爾曼后來(lái)回憶到。就在他出生前幾周，美國大蕭條時(shí)期降臨，所以童年時(shí)他的家庭一直很拮據。童年的蓋爾曼興趣十分廣泛，很早就成為街區里有名的神童——他的同學(xué)認為他是“會(huì )走路的大百科全書(shū)”。到14歲時(shí)，他考慮申請到耶魯大學(xué)，父親問(wèn)他想學(xué)什么，“我回答說(shuō)‘只要跟考古或語(yǔ)言學(xué)相關(guān)就好，要不然就是自然史或勘探’，父親的第一反應是‘你會(huì )餓死的’”。時(shí)值1944年，戰爭時(shí)期的美國經(jīng)濟狀況并不理想，他的父親強烈建議他學(xué)“工程”，然而諷刺的是，在經(jīng)過(guò)能力測試后蓋爾曼被認為適合學(xué)習“除了‘工程’以外的一切學(xué)科”。于是他父親建議：“我們干嗎不折中一下，學(xué)物理呢？”正是這個(gè)“意外事件”造就了后來(lái)的夸克理論提出者、1969年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者和“統治基本粒子領(lǐng)域20年的皇帝”（格拉肖語(yǔ)）。

研究成果

奇異數守恒定律

縱觀(guān)粒子物理學(xué)的百年發(fā)展史，可謂群星璀璨，英才輩出。默里·蓋爾曼就是其中極富傳奇色彩的人物之一，曾經(jīng)主宰粒子物理的走向長(cháng)達十余年。他深邃的洞察力與旺盛的創(chuàng )造力使同時(shí)代的許多物理學(xué)家黯然失色。他對基本粒子物理學(xué)的重要貢獻極大地加深了人類(lèi)對微觀(guān)世界的了解。 蓋爾曼作為一位理論物理學(xué)家第一次單獨開(kāi)展研究的是：怎樣解釋不按物理學(xué)家預料的方式運動(dòng)的某些怪異的宇宙射線(xiàn)。50年代前，質(zhì)量處于質(zhì)子和電子間的介子不斷被發(fā)現，再后來(lái)又發(fā)現了超子。這些奇異粒子的奇異性表現在：產(chǎn)生的快，消失得慢，有些介子的壽命比當時(shí)得到公認的理論所預言要長(cháng)得多；并且成對出現。蓋爾曼下工夫理出頭緒來(lái)，他把奇異粒子按電荷、同位旋進(jìn)行整理，發(fā)現通常費米子的同位旋為1/2，如核子具有二重態(tài)：中子和質(zhì)子。而同為費米子的超子Σ的同位旋是1，呈現三重態(tài)，而不是雙重態(tài)，并且可帶正電、負電，或者不帶電。這樣的同位旋值對費米子而言是奇異的，這正是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。同樣對第二種奇異粒子，即中等質(zhì)量的K介子，是兀介子的同類(lèi)粒子。但是K介子也不像其他的正常的玻色子一樣呈三重態(tài)，而是雙重態(tài)，同位旋是1/2。因此，蓋爾曼認為應再給予粒子一個(gè)新量子數稱(chēng)之為奇異數。不同的粒子具有不同的奇異數，例如，0，土1，土2，……。他還提出奇異數守恒定律，這個(gè)定律是說(shuō)在描述強相互作用或電磁相互作用時(shí)，方程兩側總的奇異數必須守恒。奇異數守恒定律為后來(lái)1955年蓋爾曼提出的協(xié)同產(chǎn)生理論提供了重要的理論基礎。所謂的協(xié)同產(chǎn)生理論認為，由強力產(chǎn)生的奇異粒子只能同時(shí)成對地產(chǎn)生。當這些成對的粒子離開(kāi)它的對手時(shí)，通過(guò)強相互作用衰變所需的能量就會(huì )超過(guò)原先產(chǎn)生它們所投入的能量，因此只好經(jīng)弱相互作用衰變，從而獲得了更長(cháng)的壽命，于是這一模型理論對長(cháng)壽命作出了解釋。奇異數在弱相互作用衰變時(shí)不守恒。

SU(3)對稱(chēng)性

1961年蓋爾曼在奇異數守恒定律的基礎上，又提出了SU(3)對稱(chēng)性。對強相互作用的粒子進(jìn)一步作出分類(lèi)。效仿佛教的“八正道”（即“正見(jiàn)、正思維、正語(yǔ)、正業(yè)、正命、正精進(jìn)、正念、正定”），1962年蓋爾曼和以色列物理學(xué)家內曼（Y. Neemann）獨立地提出了“八正法”的分類(lèi)方法。他們假設，八個(gè)質(zhì)量最小的重子；兩個(gè)核子、三個(gè)Σ超子、兩個(gè)E超子及一個(gè)∧超子，構成一個(gè)“超多重態(tài)”。這八個(gè)重子，自旋都是1/2，宇稱(chēng)均為正值，質(zhì)量相近。只是電荷不同、同位旋不同、奇異數不同。因此可以畫(huà)一個(gè)超荷Y和同位旋分量I3的坐標圖，二重態(tài)、三重態(tài)和單態(tài)可以排成一個(gè)整齊的六邊形列陣。

蓋爾曼打算用八正方法把所有新的粒子和新的量子數都綜合進(jìn)來(lái)。按照這一方法，還可以把當時(shí)已知的九個(gè)重子共振態(tài)排列成對稱(chēng)的圖形。從這張圖形的對稱(chēng)性考慮，似乎缺少了一個(gè)粒子，這個(gè)粒子的特性可以從圖形的對稱(chēng)性推出。1962年蓋爾曼在歐洲核予研究中心的會(huì )議上提出這個(gè)失蹤的粒子應該具有電荷為一1，奇異數為一3，質(zhì)量為1680兆電子伏，自旋為3/2，字稱(chēng)為正值。1964年果然發(fā)現了Ω粒子正是這個(gè)失蹤的粒子。這樣就對蓋爾曼的八正方法作出了有力的支持。

強子的夸克模型

1964年蓋爾曼進(jìn)一步提出了強子的夸克模型。SU(3)對稱(chēng)性的八重態(tài)似乎暗示由更基礎的三重態(tài)構成。他認為質(zhì)子之類(lèi)的粒子是由更基本的夸克組成?？淇伺c所有已知的亞原子粒子不同，它們帶有分數電荷，例如：+2/3或一1/3?？淇硕际莾蓛沙蓪?、或三三成群，永遠不可能單獨地被觀(guān)測到。它們之間的結合是靠交換膠子。這就是著(zhù)名的夸克模型。膠子就相當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(chēng)為上夸克；同位旋向下的，稱(chēng)為下夸克；同位旋為零的則稱(chēng)為奇異夸克。奇異夸克帶有奇異數?？淇死碚摵髞?lái)因實(shí)驗事實(shí)的補充而不斷發(fā)展。1974年丁肇中和墾克特(BRichter)發(fā)現J/ψ粒子。原有的夸克理論已無(wú)法解釋新的實(shí)驗事實(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——粲數。1977年發(fā)現了重輕子，1978年又發(fā)現了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(chēng)為底夸克。第六種夸克稱(chēng)為頂夸克。每種夸克都有紅、綠、藍三色。

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，他在諾貝爾獎頒獎慶典上致詞說(shuō)：“對于我，研究那些法則是與對表現千差萬(wàn)別的自然界的熱愛(ài)不可分的。自然科學(xué)基本法則的美，正如粒子和宇宙的研究所揭示的，在我看來(lái)，是與跳到純凈的瑞典湖泊中的野鴨的柔軟性相關(guān)的……”正是出于對大自然的這種熱愛(ài)引領(lǐng)他去發(fā)現微觀(guān)世界的秩序。研究世界的復雜性。

創(chuàng )立圣菲研究所

在獲得諾貝爾獎約15年后。他掉轉了方向，發(fā)起創(chuàng )建了圣菲研究所，成了世界研究復雜性理論的中心之一。蓋爾曼因自己對簡(jiǎn)單世界的洞察力而聞名，八正法完美的規律性產(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，構成了高度復雜而個(gè)性獨立的世界。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)?！痹?shī)句似乎完善地表達了簡(jiǎn)單性如何導致復雜性的奧秘，以及精確的物理定律如何產(chǎn)生有意識的生物。蓋爾曼給他一本揭示復雜性的新書(shū)起名《夸克與美洲豹》，1994年出版后大受歡迎。

人物評價(jià)

蓋爾曼在撰文說(shuō)明宇宙線(xiàn)粒子行為似乎違反了物理學(xué)定律時(shí)，援引了弗蘭西斯·培根的名言：“沒(méi)有任何極致之美，在其結構中不會(huì )呈現任何奇異性”。美國作家喬治·約翰遜為蓋爾曼寫(xiě)的科學(xué)傳記的主標題是StrangeBeauty，中譯者譯為《奇異之美》，當然十分貼切。蓋爾曼人生也是充滿(mǎn)奇異性。他給其理論起了一些古怪的名字，如“奇異數”、“八正法”、“夸克”、“小牛肉和野雞”等。信手拈來(lái)，皆有典故，且妙趣橫生他的性格可謂古怪奇異，特立獨行，甚至近乎瘋狂。他總是與費曼一爭高低(費曼獲得過(guò)1965年諾貝爾獎)，競爭加州理工學(xué)院物理系“最聰明的人”。他作客日本講學(xué)，不顧客人的禮貌，毫不客氣地諷刺日本同事“教條主義態(tài)度”“完全不可理喻”。他興趣廣泛，博學(xué)多才，能講六七種語(yǔ)言；對鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)學(xué)的知識讓專(zhuān)家自愧弗如。他到處奔走，極力宣傳保護野生動(dòng)物，保護生態(tài)，保護自然和文化的多樣性，保護環(huán)境，防止盲目發(fā)展。

夸克之父——默里·蓋爾曼，是粒子物理學(xué)中的奇異之星。他的科學(xué)人生讓我們感受到基本粒子世界呈現出的一種出乎意料之外的“奇異之美”，以及發(fā)現這種奇異之美的激動(dòng)人心的過(guò)程。

研究貢獻

20世紀60年代，美國物理學(xué)家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨立提出了中子、質(zhì)子這一類(lèi)強子是由更基本的單元——夸克(quark)組成的，很多中國物理學(xué)家稱(chēng)其為“層子”。它們具有分數電荷，是電子電量的2/3或-1/3倍，自旋為1/2.夸克一詞是蓋爾曼取自J·喬埃斯的小說(shuō)《芬尼根徹夜祭》的詞句“為馬克檢閱者王，三聲夸克”．夸克在該書(shū)中具有多種含義，其中之一是一種海鳥(niǎo)的叫聲．他認為，這適合他最初認為“基本粒子不基本、基本電荷非整數”的奇特想法，同時(shí)他也指出這只是一個(gè)笑話(huà)，這是對矯飾的科學(xué)語(yǔ)言的反抗．另外，也可能是他喜歡鳥(niǎo)類(lèi)的原因．

最初解釋強相互作用粒子的理論需要三種夸克，叫做夸克的三種味，它們分別是上夸克(up,u)、下夸克(down,d)和奇異夸克(strange,s)。1974年發(fā)現了J/ψ粒子，要求引入第四種夸克粲夸克(魅夸克)(charm,c)。1977年發(fā)現了Υ粒子，要求引入第五種夸克底夸克(bottom,b)。1994年發(fā)現第六種夸克頂夸克(top,t)，人們相信這是最后一種夸克。

夸克理論認為，所有的重子都是由三個(gè)夸克組成的，反重子則是由三個(gè)相應的反夸克組成的。比如質(zhì)子(uud)，中子(udd)?？淇死碚撨€預言了存在一種由三個(gè)奇異夸克組成的粒子(sss)，這種粒子于1964年在氫氣泡室中觀(guān)測到，叫做負ω粒子。

夸克按其特性分為三代，如下表所示：

符號 中文名稱(chēng) 英文名稱(chēng) 電荷(e) 質(zhì)量(GeV/c^2)

u 上夸克 up +2/3 0.004

d 下夸克 down -1/3 0.008

c 粲(魅)夸克 charm +2/3 1.5

s?奇夸克?strange -1/3 0.15 t 頂夸克 top +2/3 176

b 底夸克 bottom -1/3 4.7

在量子色動(dòng)力學(xué)中，夸克除了具有“味”的特性外，還具有三種“色”的特性，分別是紅、綠和藍。這里“色”并非指夸克真的具有顏色，而是借“色”這一詞形象地比喻夸克本身的一種物理屬性。量子色動(dòng)力學(xué)認為，一般物質(zhì)是沒(méi)有“色”的，組成重子的三種夸克的“顏色”分別為紅、綠和藍，因此疊加在一起就成了無(wú)色的。因此計入6種味和3種色的屬性，共有18種夸克，另有它們對應的18種反夸克。

夸克理論還認為，介子是由同色的一個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成的束縛態(tài)。例如，日本物理學(xué)家湯川秀樹(shù)預言的[π+介子]是由一個(gè)上夸克和一個(gè)反下夸克組成的，π-介子則是由一個(gè)反上夸克和一個(gè)下夸克組成的，它們都是無(wú)色的。

除頂夸克外的五種夸克已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗發(fā)現它們的存在，華裔科學(xué)家丁肇中便因發(fā)現粲夸克而獲諾貝爾物理學(xué)獎。近十年來(lái)高能粒子物理學(xué)家的主攻方向之一是頂夸克 (t)。

至于1994年最新發(fā)現的第六種“頂夸克”，相信是最后一種，它的發(fā)現令科學(xué)家得出有關(guān)夸克子的完整圖像，有助研究在宇宙大爆炸之初少于一秒之內宇宙如何演化，因為大爆炸最初產(chǎn)生的高熱，會(huì )產(chǎn)生頂夸粒子。

研究顯示，有些恒星在演化末期可能會(huì )變成“夸克星”。當星體抵受不住自身的萬(wàn)有引力不斷收縮時(shí)，密度大增會(huì )把夸克擠出來(lái)，最終一個(gè)太陽(yáng)大小的星體可能會(huì )萎縮到只有七、八公里那么大，但仍會(huì )發(fā)光。

夸克理論認為，夸克都是被囚禁在粒子內部的，不存在單獨的夸克。一些人據此提出反對意見(jiàn)，認為夸克不是真實(shí)存在的。然而夸克理論做出的幾乎所有預言都與實(shí)驗測量符合的很好，因此大部分研究者相信夸克理論是正確的。

1997年，俄國物理學(xué)家戴阿科諾夫等人預測，存在一種由五個(gè)夸克組成的粒子，質(zhì)量比氫原子大50%。2001年，日本物理學(xué)家在SP環(huán)－8加速器上用伽馬射線(xiàn)轟擊一片塑料時(shí)，發(fā)現了五夸克粒子存在的證據。隨后得到了美國托馬斯·杰裴遜國家加速器實(shí)驗室和莫斯科理論和實(shí)驗物理研究所的物理學(xué)家們的證實(shí)。這種五夸克粒子是由2個(gè)上夸克、2個(gè)下夸克和一個(gè)反奇異夸克組成的，它并不違背粒子物理的標準模型。這是第一次發(fā)現多于3個(gè)夸克組成的粒子。研究人員認為，這種粒子可能僅是“五夸克”粒子家族中第一個(gè)被發(fā)現的成員，還有可能存在由4個(gè)或6個(gè)夸克組成的粒子。

修正一下:有人說(shuō)什么發(fā)現某某夸克,完全是不懂科學(xué)亂杜撰,人類(lèi)只是大膽假設,科學(xué)求證,夸克是為了解釋一些目前人類(lèi)無(wú)法解釋的現象而提出的可能存在的假設,但人類(lèi)一直沒(méi)找到夸克存在的直接證據.

1996年12月2日，《科技日報》發(fā)表了崔君達教授反駁何祚庥院士的文章《復合時(shí)空論并非病態(tài)科學(xué)》。崔在文中進(jìn)一步指出："物理學(xué)界并非全都公認夸克的存在。不同意見(jiàn)早在70年代就有了。我國物理學(xué)家朱洪元，諾貝爾獎得主、量子力學(xué)奠基人海森堡都認為：全世界許許多多物理學(xué)家花了那么大的力量尋找夸克，如果夸克真的存在，早就應該找到了。"

這位科學(xué)家如此否認夸克當然也不對,像那句"如果夸克真的存在，早就應該找到了。"顯然是謬論,就等于說(shuō)"如果癌癥真的存在,早就應該治好了一樣。"

總之科學(xué)來(lái)不得半點(diǎn)虛假與情緒化,夸克不能直接證明它存在,也不能證明(哪怕間接)它不存在,它目前只是種假設.

圣塔菲研究所

SFI被稱(chēng)作是“沒(méi)有圍墻的研究所”，位于美國新墨西哥圣塔菲城，1984年在蓋爾曼的倡議下與諾貝爾物理學(xué)獎得主安德遜(PhilipAnderson)和諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者阿羅（KennethArrow）等人的支持下創(chuàng )立，該所把復雜性作為研究的中心議題，旨在世界范圍內傳播對復雜理論的多學(xué)科研究。2005年暑假SFI曾與中國科學(xué)院理論物理研究所、數學(xué)與系統科學(xué)研究院以及中國科學(xué)院研究生院成功的合作在京舉辦了“2005年復雜系統暑期學(xué)?！?，吸引了不少來(lái)自世界各地對此方向感興趣的一流學(xué)員。