今年的诺贝尔物理学奖被授予三名美国理论物理学家:圣塔巴巴拉加州大学理论物理研究所所长、现年63岁的戴维?格罗斯,麻省理工学院53岁的弗兰克?维尔切克,55岁的加州理工学院戴维?波利策。 他们获奖的原因是发现了粒子物理的强相互作用理论中的“渐近自由”现象。所谓“渐进自由”现象,是指夸克若相互靠的越近(渐进),彼此的相互作用越弱,直到完全没有相互作用为止(自由)。当夸克相互之间的距离越远,则相互作用就越强,无法成为自由粒子。这三名物理学家的工作也提供描述核强相互作用力的一个框架,并因此诞生量子色动力学。 尽管三位科学家今日获奖已年过半百,但这三名科学家为这一发现所做的基础研究工作,却都是在青年时代完成的。20世纪60年代,当格罗斯和维尔切克开始研究夸克和核子的时候,格罗斯才是普林斯顿大学年轻的助教,而维尔切克也只是格罗斯的第一个研究生。波利策当时在哈佛大学读研究生,也在单独研究夸克和核的问题。那时,他们三人都只有二十几岁。这再一次说明,科学家在青年时期是出成果的最佳时代,研究生教育的好坏极大地关系到一个国家基础研究是否能出成果。 30年代,物理学家开始探索原子核,并很快就认识到,引力和电磁力还无法强大到足以将原子核聚集在一起的程度。科学家们知道夸克是构成质子和中子的基本建构,但还并不真正了解夸克是什么,以及为什么从未单独发现过夸克。60年代末,研究人员发现质子和中子内夸克的行为,几乎就像自由粒子一样,并没有紧紧地被拥抱在核内。这些夸克如何能自由地运动,而又不会跑出来呢?三名科学家也正是在这一时期开始了他们对上述问题的研究工作。 1973年,格罗斯和维尔切克二人,与普利策个人分别在“物理评论通信”上发表文章,用数学模型解释了夸克的上述神秘行为。3位科学家在上个世纪70年代提出的理论认为,强作用力会随着夸克彼此间距离的增加而增大,因此没有夸克可以从原子核中向外迁移,获得真正的自由。这些夸克会永久地被结合在一起,因此不可能找到单个的夸克。 维尔切克在获奖后说,他当初使用纸和笔进行理论计算时,最初的计算结果写满了几个笔记本,可以说研究工作十分枯燥无味,但就是这些看似枯燥的工作,才会带来今天他获奖的辉煌。科学研究人员要有耐寂寞、枯燥的心理准备,才能出大的成果。心情浮躁、一口吃个胖子的心理,是很多青年科学家长期出不了真正成果的最大心理障碍。 来源:《科技日报》 (责任编辑:泉水) |