诺贝尔物理学奖得主莱德曼去世:创“上帝粒子”说法

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  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护理机构去世,享年96岁。他利用粒子加速器进行了五种巧妙的实验,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任费米国立加速器实验室(Fermi National Accelerator Laboratory)主任,退休后则与妻子住在爱达荷州东部。

  在他科学生涯早期,莱德曼博士和两位同事发现至少地处并需要中微子(现在已知有并需要),并而且获得了1988年诺贝尔物理学奖。此后,莱德曼继续带领研究团队,在地处伊利诺伊州芝加哥城外巴达维亚的费米实验室里发现了另并需要构成物质的基本粒子:底夸克。

  不少人对你五种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:“‘另一4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每个人热爱的物理学科:“亲们为甚在么在上能与化学、医学、怪怪的是文学领域的同行分享知识大厦之美,而需要亲们实验的聪明之处?亲们的实验要是我构成知识大厦的一块砖头。”

  莱德曼用每个人的那份奖金(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]同时获得了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,莱德曼机会成了物理学界的杰出代表,他不仅开创了新物理学,也积极地向大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,而且20%的学生才会继续学习物理。”他认为你五种安排前后颠倒了。

  莱德曼惋惜道:“按照要是我的教学顺序,学科之间都越来越联系,学过就忘了。”他认为学生需要对原子构造有所了解,先学物理话语会好得多。要是我能为学习化学打下基础,机会有了原子才会构成分子。而且再学生物学,机会分子相互作用,产生生命。接下去,学生或许还需要继续学习心理学。

  莱德曼博士认为,像要是我“物理优先”的课程安排还需要重现宇宙的发展历程。他表示:“原子构成分子,分子形成了从海洋里爬出来的生物。这才有了人类,有了为你五种切操心的亲们!”

  费米实验室的理论物理学家约瑟夫·莱肯(Joseph Lykken)评价说,莱德曼博士是“自爱因斯坦以来,向大众普及物理学科的最佳代表”。

  莱肯博士在一次采访中表示:“利昂越来越用深奥的术语和数学公式来吓唬人,要是我传达了科学研究的真正乐趣所在。他用说不完的笑话颠覆了科学家一本正经的形象,为大众普及了现代科学。”

  为了让物理学更加浅显易懂,他把希格斯玻色子(Higgs boson)称为“上帝粒子”(the God particle),令五种同行大为震惊。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。

  为了让物理学更加浅显易懂,莱德曼博士把希格斯玻色子称为“上帝粒子”,令五种同行大为震惊。

  两人在书中写道:“出版商不要亲们把它叫做“该死的粒子”(the God-damn particle)。这是机会在粒子加速器实验中,亲们太难找到希格斯粒子的踪影。直到 2012 年,科学家才证实了你五种粒子的地处。(希格斯玻色子以英国理论物理学家彼得·希格斯[Peter Higgs]的名字命名,其它粒子与其碰撞还需要获得质量。)

  莱德曼博士在接受《纽约时报》采访时说,每个人颇有幽默感是机会他“害怕太把每个人当一回事儿。”

  1922年7月15日,利昂·马克斯·莱德曼(Leon Max Lederman)出生在曼哈顿。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,但那时他就对物理产生了兴趣。

  二战期间,莱德曼参加了驻法美军陆军通信兵团。他在战后进入了哥伦比亚大学研究生院学习物理,于1951年获得了博士学位。变慢,他就在纽约州欧文顿市(Irvington)地处哈德逊河上游的内维斯实验室(Nevis Laboratories)里,在学校的新型粒子加速器上工作。

  1957年,莱德曼完成了他第另一4个令人瞩目的实验。尽管遭到了各方质疑,理论物理学家李政道和杨振宁认为,弱相互作用中产生的放射性衰变机会违反了宇称守恒定律(当年李政道和杨振宁同时获得了诺贝尔物理学奖)。

  亲们通常会用机械钟的例子来阐释宇称守恒定律:机会让指针顺着逆时针方向转动,钟面上的数字也相应反转,越来越镜像外部的钟表仍会显示正确的时间。

  根据宇称守恒定律,无论是左是右、顺时针还是逆时针,宇宙都越来越偏好。此前物理学界也普遍认为,无论是在星际尺度上还是亚原子领域,宇称守恒问提都普遍地处。

  一天星期五中午,李政道在哥大附进一家中餐馆就餐时告诉莱德曼博士等人说,每个人和物理学家吴健雄之后完成了一项实验。实验结果表明,弱相互作用和其它力不同,其实违背了宇称守恒定律。亲们发现在并需要同位素的衰变过程中,伽马射线往某个方向发射的机会性更大。

  当晚,莱德曼博士、理查德·加温(Richard Garwin)和另一名研究生马塞尔·温里克(Marcel Weinrich)同时回到了哈德逊河上游的内维斯实验室。亲们花了一整个周末,用每个人的法律土办法证实了吴健雄博士的实验结果。

  宇称守恒定律由此被推翻,世界为之震动。每根基本的物理学原理中发现了例外,宇宙比它表层看上去的更令人不可思议。

  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问提时的喜悦。你说你五种:“最好的发现似乎需要在夜晚做出的。亲们需要睡觉,越来越任何干扰,思维也最活跃。”

  “在另4每个人迹罕至的地方,你看着计算机吐出一页一页印满数字的纸,”他继续道。“你都看又看,经常间就发现了异常:你发现了数据里的峰值。”

  5002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》杂志就经常用末日之钟来提醒亲们核灾难机会带来的危险。

  “你测试了五种数据,试着寻找错误,但不论如可峰值依旧地处,它就在那里。你有了新的发现,世界上越来越比这更美好的感觉了。”

  1962年,他在长岛的布鲁克黑文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)与施瓦茨博士、施泰因贝格尔博士进行的实验证明了并需要中微子的地处,并都假使 电中微子,另并需要则是 μ 中微子(muon)。之后,科学家又发现了更重的 τ 粒子(tau),继而证实了 τ 中微子的地处。

  你五种发现最终奠定了粒子物理标准模型的框架,成了20世纪物理学的最高成就。世界上的一切物质都由并需要亚原子粒子构成,次要粒子都涵盖一对夸克(quark)。

  1977年,莱德曼博士的实验团队在芝加哥城外的费米实验室里发现的要是我其中并需要夸克:底夸克。(科学家此前机会证实地处上、下、粲、奇并需要夸克。1995年,费米实验室又发现了顶夸克。)

  莱德曼博士抛下哥伦比亚大学后,从1979年开始担任费米实验室主任。他在那儿主持建造了当时最强大的加速器:兆电子伏特加速器(Tevatron),它能以高达一万亿电子伏特的能量撞击粒子。继续深入研究物质外部需要更大的能量,统统在19500年代期间,莱德曼博士经常积极说服政府出资,在得克萨斯州建造一台全世界最强大的机器:超导超大型加速器(Superconducting Super Collider)。可惜在1993年,美国国会决定归还拨款,让莱德曼的梦想化为了泡影。

  那时,莱德曼博士已从费米实验室退休,在芝加哥大学担任物理教授。不过他依旧积极推动科学教育普及工作。1992 年,他开始担任美国科学有有助于于会(American Association for the Advancement of Science)会长。

  就在莱德曼 90 岁生日前,他和妻子埃伦(Ellen)搬到了地处爱达荷州德里格斯的住处。机会得了老年痴呆症,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 7650002 美元的收入则留作他未来的治疗费用。

  这之后的莱德曼机会忘了他担任费米实验室主任的流年里匆匆,也忘了每个人为甚在么在会得到诺贝尔奖章。

  他在 2015 年接受美联社采访时表示:“我没你五种故事可讲,让人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,莱德曼面前还留下了他和第一任妻子生养的 3 个儿女以及 5 个孙辈。女儿雷娜·莱德曼(Rena Lederman)在普林斯顿大学担任人专学 教授;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,莱德曼博士告诉《纽约时报》说:“亲们的知识总有边界,边界以外的世界超乎亲们的想象。当然了,这条边界经常在不断拓展。”

  混沌之初有了物理定律,但你五种定律从何而来?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,机会他他不知道。’”

  翻译:熊猫译社 智竑

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

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