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诺贝尔物理学奖得主莱德曼去世:创“天主粒子”说法

光阴:2019-05-17 10:37:51 来源:好奇心日报 评论:0 点击:0
  本周三早间,粒子物理学家利昂·莱德曼(Leon Lederman)在爱达荷州雷克斯堡一家照顾护士机构去世,享年96岁。他利用粒子加快器停止了很多巧妙的试验,加深了人类对亚原子世界的认识。

  他的妻子埃伦·卡尔·莱德曼(Ellen Carr Lederman)证实了他的死讯。莱德曼生前曾长期担当费米国立加快器试验室(Fermi National Accelerator Laboratory)主任,退休后则与妻子住在爱达荷州东部。

  在他科门生涯早期,莱德曼博士和两位共事发种辽俅嬖诹种中微子(如今已知有三种),并因此获得了1988年诺贝尔物理学奖。此后,莱德曼持续率领研究团队,在位于伊利诺伊州芝加哥城外巴达维亚的费米试验室里发现了另外一种构成物质的基本粒子:底夸克。

  不少人对这些神秘的粒子一头雾水,莱德曼博士对此深表同情。

  他在诺贝尔奖演讲中开玩笑说:“‘两个中微子’听上去像一支意大利舞蹈团队。”不过,他也一心要向世人普及自己热爱的物理学科:“咱咱咱们怎么能力与化学、医学、分外是文学领域的同业分享知识大厦之美,而不是咱咱咱们试验的聪慧之处?咱咱咱们的试验只是构成知识大厦的一块砖头。”

  莱德曼用自己的那份奖金(他与物理学家杰克·施泰因贝格尔[Jack Steinberger]和梅尔文·施瓦茨[Melvin Schwartz]共同取得了1988年诺贝尔奖),在爱达荷州蒂顿山谷(Teton Valley)买了一幢木屋,退休后就住在那里。此时,莱德曼已经成为了物理学界的精彩代表,他不只创始了新物理学,也积极地向民众解释其面前的原理。

  1998年,他在接受《纽约时报》采访时对克劳迪娅·德赖弗斯(Claudia Dreifus)表示:“(美国)高中理科的教学顺序是不对的:先教生物、化学,然后20%的门生才会中习物理。”他认为这种支配前后颠倒了。

  莱德曼惋惜道:“按照如许的教学顺序,学科之间都没有联系,学过就忘了。”他认为门生必要对原子构造有所了解,先学物理的话会好得多。如许能为学习化学打下基。为有了原子才会构成分子。然后再门生物学,因为分子互相感化,发生性命。接上来,门生或许可以或许或许持续学习生理学。

  莱德曼博士认为,像如许“物理优先”的课程支配可以或许或许重现宇宙的睁开过程。他表示:“原子构成分子,分子构成为了从海洋里爬进去的生物。这才有了人类,有了为这统统操心的咱咱咱们!”

  费米试验室的实践物理学家约瑟夫·莱肯(Joseph Lykken)评估说,莱德曼博士是“自爱因斯坦以来,向民众普及物理学科的最佳代表”。

  莱肯博士在一次采访中表示:“利昂没有用深奥的术语和数学公式来吓唬人,而是传达了科学研究的真正乐趣地点。他用说不完的笑话颠覆了科学家一本正经的形象,为民众普及了现代科学。”

  为了让物理学加倍浅显易懂,他把希格斯玻色子(Higgs boson)称为“天主粒子”(the God particle),令一些同业大为震惊。这也是他在1993年与科学记者迪克·特雷西(Dick Teresi)合著的一本物理科普书籍的名字。

  为了让物理学加倍浅显易懂,莱德曼博士把希格斯玻色子称为“天主粒子”,令一些同业大为震惊。

  两人在书中写道:“出版商不让咱咱咱们把它叫做“该死的粒子”(the God-damn particle)。这是因为在粒子加快器试验中,人咱咱们很难找到希格斯粒子的踪影。直到 2012 年,科学家才证实了这种粒子的存在。(希格斯玻色子以英国实践物理学家彼得·希格斯[Peter Higgs]的名字定名,其它粒子与其碰撞后能获得品格。)

  莱德曼博士在接受《纽约时报》采访时说,自己颇有幽默感是因为他“害怕太把自己当一回事儿。”

  1922年7月15日,利昂·马克斯·莱德曼(Leon Max Lederman)出身在曼哈顿。他的父亲莫里斯(Morris)和母亲明娜·(罗森堡·)莱德曼(Minna [Rosenberg])是来自俄罗斯的犹太移民,在曼哈顿经营着一家洗衣店。利昂在布朗克斯区长大,1939年毕业于詹姆斯·门罗高中(James Monroe High School),并在1943年从纽约市立学院(City College of New York)毕业。他本科的专业是化学,但那时他就对物理发生了兴趣。

  二战期间,莱德曼加入了驻法美军陆军通讯兵团。他在战后进入了哥伦比亚大学研究生院学习物理,于1951年取得了博士学位。很快,他就在纽约州欧文顿市(Irvington)位于哈德逊河下流的内维斯试验室(Nevis Laboratories)里,在黉舍的新型粒子加快器上工作。

  1957年,莱德曼实现为了他第一个令人瞩偏向试验。尽管遭到了各方质疑,实践物理学家李政道和杨振宁认为,弱互相感化中发生的放射性衰变可能违反了宇称守恒定律(昔时李政道和杨振宁共同取得了诺贝尔物理学奖)。

  人咱咱们通常会用机械钟的例子来阐释宇称守恒定律:如果让指针顺着逆时针偏向转动,钟面上的数字也相应反转,那么镜像布局的钟表仍会显示正确的光阴。

  根据宇称守恒定律,不管是左是右、顺时针还是逆时针,宇宙都没有偏好。此前物理学界也普遍认为,不管是在星际尺度上还是亚原子领域,宇称守恒现象都普遍存在。

  一天星期五中午,李政道在哥大附近一家中餐馆就餐时奉告莱德曼博士等人说,自己和物理学家吴健雄刚刚实现为了一项试验。试验结果表明,弱互相感化和其它力分歧,确切违背了宇称守恒定律。他咱咱们发如今一种同位素的衰变过程中,伽马射线往某个偏向发射的可能性更大。

  当晚,莱德曼博士、理查德·加温(Richard Garwin)和另外一名研究生马塞尔·温里克(Marcel Weinrich)一路回到了哈德逊河下流的内维斯试验室。他咱咱们花了一全体周末,用自己的办法证实了吴健雄博士的试验结果。

  宇称守恒定律由此被推翻,世界为之震动。一条基本的物理学原理中发现了例外,宇宙比它外面看上去的更令人不行思议。

  莱德曼博士在1981年接受《纽约时报》科学板块撰稿人、《发现》杂志(Discovery)的马尔科姆·布朗(Malcolm W. Browne)采访时,回忆了发现全新物理现象时的喜悦。他说:“最佳的发现似乎都是在凌晨做出的。大家都在睡觉,没有任何干扰,思维也最活跃。”

  “在一小我迹罕至的地方,你看着计算机吐出一页一页印满数字的纸,”他持续道。“你看了又看,突然间就发了异常:你发了数据里的峰值。”

  2002年莱德曼博士在芝加哥大学任教期间,为“末日之钟”拨快了2分钟。自1947年以来,《原子科学家公报》杂志就不停用末日之钟来提醒人咱咱们核劫难可能带来的危险。

  “你测试了一些数据,试着寻找错误,但不论怎样峰值依旧存在,它就在那里。你有了新的发现,世界上没有比这更美妙的感觉了。”

  1962年,他在长岛的布鲁克黑文国度试验室(Brookhaven National Laboratory)与施瓦茨博士、施泰因贝格尔博士停止的试验证明了两种中微子的存在,一种是电中微子,另外一种则是 μ 中微子(muon)。后来,科学家又发现了更重的 τ 粒子(tau),继而证实了 τ 中微子的存在。

  这些发现最终奠基了粒子物理模范模子的框架,成为了20世纪物理学的最高成就。世界上的统统物质都由三种亚原子粒子构成,每种粒子都含有一对夸克(quark)。

  1977年,莱德曼博士的试验团队在芝加哥城外的费米试验室里发现的便是此中一种夸克:底夸克。(科学家此前已经证实存在上、下、粲、奇四种夸克。1995年,费米试验室又发现了顶夸克。)

  莱德曼博士离开哥伦比亚大学后,从1979年开端担当费米试验室主任。他在那儿掌管制作了其时最壮大的加快器:兆电子伏特加快器(Tevatron),它能以高达一万亿电子伏特的能量不髁子。持续深入研究物质布局必要更大的能量,所以在1980年月期间,莱德曼博士不停积极压服政府出资,在得克萨斯州制作一台全世界最壮大的机械:超导超大型加快器(Superconducting Super Collider)。可惜在1993年,美国国会决定取消拨款,美德曼的空想化为了泡影。

  那时,莱德曼博士已从费米试验室退休,在芝加哥大学担当物理传授。不过他依旧积极推动科学教育普及工作。1992 年,他开端担当美国科学增进会(American Association for the Advancement of Science)会长。

  就在莱德曼 90 岁生日埃推拮埃伦(Ellen)搬到了位于爱达荷州德里格斯的住处。因为得了老年痴呆症,医生建议他在安静的环境中生活。2015 年,夫妇俩同意让一家在线拍卖公司出售莱德曼的诺贝尔奖章。拍卖税前所得 765002 美元的支出则留作他未来的治疗用度。

  这时候的莱德曼已经忘了他担当费米试验室主任的光阴,也忘了自己怎么会获得诺贝尔奖章。

  他在 2015 年接受美联社采访时表示:“我没什么故事可讲,我只是坐在甲板上望望群山。”

  莱德曼博士的第一任妻子弗洛伦丝·戈登·莱德曼(Florence Gordon Lederman)于 1990 年去世。他于 1981 年与埃伦·卡尔(Ellen Carr)结婚。除了埃伦以外,莱德曼身后还留下了他和第一任妻子生养的 3 个儿女和 5 个孙辈。女儿雷娜·莱德曼(Rena Lederman)在普林斯顿大学担当人类学传授;蕾切尔·莱德曼(Rachel Lederman)是一名民权律师;儿子杰斯(Jess)则是一名作家,他还开办了一家网站,专门介绍苏格兰小说家、诗人兼牧师乔治·麦克唐纳(George MacDonald)的作品。

  1998 年,莱德曼博士奉告《纽约时报》说:“咱咱咱们的知识总有界限,界限以外的世界超乎咱咱咱们的想象。当然了,这条界限不停在赓续拓展。”

  混沌之初有了物理定律,但这些定律从何而来?谈到这儿,莱德曼说:“我被难住了。”

  “我通常会回答说:‘去马路对面问问神学院里的家伙吧,因为我不知道。’”

  翻译:熊猫译社 智竑

  题图及文内图片版权:Science History Images/Alamy

  © 2018 THE NEW YORK TIMES

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