默里·蓋爾曼

1929年9月15日，出生於美國紐約城。

8歲那年就獲得了一筆獎學金，從一家地方公立學校升入紐約的一所高級學校。

15歲時，考入了耶魯大學。

1948年，獲得了物理學士學位，並獲得了麻省理工學院的研究生獎金而成為那裡的研究生。在麻省理工學院，蓋爾曼從師於著名物理學家V·韋斯柯夫。

1951年1月，獲得了博士學位。

1951年，由於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；同年的夏季，他在依利諾斯大學進行了一段教學和研究。

1952年，成為芝加哥大學核研究所（後來改名為費米研究所）的講師。

1953年，升為助理教授，並在此年提出了著名的奇異量子數概念。

1954年，成為副教授，該年秋季，蓋爾曼到哥倫比亞大學講學。

1955年，又一次來到了普林斯頓高級研究院工作。

1955年9月，接受了加州理工學院物理學副教授的位置，並於次年成為教授。

1964年，和喬治·茨威格都獨立提出了夸克理論。

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

20世紀90年代，蓋爾曼積極參與了聖菲研究所的集資籌辦，並在該機構開展有關複雜性的研究。

父親阿琵·蓋爾曼是一位語言教師；母親叫波琳·瑞徹斯坦；哥哥本尼迪克·蓋爾曼曾是一家報刊的攝影記者。

1955年4月19日，與當時在那裡工作的英國姑娘（一位考古學家的助手）J·M·道（Dow）結為夫妻。生有一個女兒利莎和一個兒子尼古拉斯。

2019年5月24日，去世，享年89歲。

1959年，獲得了美國物理學會的丹尼·海涅曼獎。

1966年，獲美國原子能委員會頒發的E·O·勞倫斯物理學獎。

1967年，獲費城富蘭克林學院的富蘭克林獎章。

1968年，獲美國科學院的J·J·卡蒂獎章。

1969年，諾貝爾物理學獎。

奇異數守恆定律

縱觀粒子物理學的百年發展史，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，曾經主宰粒子物理的走向長達十餘年。他深邃的洞察力與旺盛的創造力使同時代的許多物理學家黯然失色。他對基本粒子物理學的重要貢獻極大地加深了人類對微觀世界的了解。蓋爾曼作為一位理論物理學家第一次單獨開展研究的是：怎樣解釋不按物理學家預料的方式運動的某些怪異的宇宙射線。50年代前，質量處於質子和電子間的介子不斷被發現，再後來又發現了超子。這些奇異粒子的奇異性表現在：產生的快，消失得慢，有些介子的壽命比當時得到公認的理論所預言要長得多；並且成對出現。蓋爾曼下工夫理出頭緒來，他把奇異粒子按電荷、同位旋進行整理，發現通常費米子的同位旋為1/2，如核子具有二重態：中子和質子。而同為費米子的超子Σ的同位旋是1，呈現三重態，而不是雙重態，並且可帶正電、負電，或者不帶電。這樣的同位旋值對費米子而言是奇異的，這正是問題的關鍵所在。同樣對第二種奇異粒子，即中等質量的K介子，是兀介子的同類粒子。但是K介子也不像其他的正常的玻色子一樣呈三重態，而是雙重態，同位旋是1/2。因此，蓋爾曼認為應再給予粒子一個新量子數稱之為奇異數。不同的粒子具有不同的奇異數，例如，0，土1，土2，他還提出奇異數守恆定律，這個定律是說在描述強相互作用或電磁相互作用時，方程兩側總的奇異數必須守恆。奇異數守恆定律為後來1955年蓋爾曼提出的協同產生理論提供了重要的理論基礎。所謂的協同產生理論認為，由強力產生的奇異粒子只能同時成對地產生。當這些成對的粒子離開它的對手時，通過強相互作用衰變所需的能量就會超過原先產生它們所投入的能量，因此只好經弱相互作用衰變，從而獲得了更長的壽命，於是這一模型理論對長壽命作出了解釋。奇異數在弱相互作用衰變時不守恆。

SU(3)對稱性

1961年蓋爾曼在奇異數守恆定律的基礎上，又提出了SU(3)對稱性。對強相互作用的粒子進一步作出分類。效彷彿教的“八正道”（即“正見、正思維、正語、正業、正命、正精進、正念、正定”），1962年蓋爾曼和以色列物理學家內曼（Y. Neemann）獨立地提出了“八正法”的分類方法。他們假設，八個質量最小的重子；兩個核子、三個Σ超子、兩個E超子及一個∧超子，構成一個“超多重態”。這八個重子，自旋都是1/2，宇稱均為正值，質量相近。只是電荷不同、同位旋不同、奇異數不同。因此可以畫一個超荷Y和同位旋分量I3的坐標圖，二重態、三重態和單態可以排成一個整齊的六邊形列陣。

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來。按照這一方法，還可以把當時已知的九個重子共振態排列成對稱的圖形。從這張圖形的對稱性考慮，似乎缺少了一個粒子，這個粒子的特性可以從圖形的對稱性推出。1962年蓋爾曼在歐洲核予研究中心的會議上提出這個失蹤的粒子應該具有電荷為一1，奇異數為一3，質量為1680兆電子伏，自旋為3/2，字稱為正值。1964年果然發現了Ω粒子正是這個失蹤的粒子。(如圖2)，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年蓋爾曼進一步提出了強子的夸克模型。SU(3)對稱性的八重態似乎暗示由更基礎的三重態構成。他認為質子之類的粒子是由更基本的夸克組成。夸克與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。夸克都是兩兩成對、或三三成群，永遠不可能單獨地被觀測到。它們之間的結合是靠交換膠子。這就是著名的夸克模型。膠子就相當於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，稱為上夸克；同位旋向下的，稱為下夸克；同位旋為零的則稱為奇異夸克。奇異夸克帶有奇異數。夸克理論後來因實驗事實的補充而不斷發展。1974年丁肇中和墾克特(BRichter)發現J/ψ粒子。原有的夸克理論已無法解釋新的實驗事實，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年發現了重輕子，1978年又發現了γ粒子，促使人們相信還存在第五種夸克和第六種夸克。第五種夸克稱為底夸克。第六種夸克稱為頂夸克。每種夸克都有紅、綠、藍三色。

蓋爾曼一直是粒子物理學的開路先鋒。1969年他獲得諾貝爾物理學獎，他在諾貝爾獎頒獎慶典上致詞說：“對於我，研究那些法則是與對表現千差萬別的自然界的熱愛不可分的。自然科學基本法則的美，正如粒子和宇宙的研究所揭示的，在我看來，是與跳到純凈的瑞典湖泊中的野鴨的柔軟性相關的，”正是出於對大自然的這種熱愛引領他去發現微觀世界的秩序。研究世界的複雜性。

創立聖菲研究所

在獲得諾貝爾獎約15年後。他調轉了方向，發起創建了聖菲研究所，成了世界研究複雜性理論的中心之一。蓋爾曼因自己對簡單世界的洞察力而聞名，八正法完美的規律性產生了所有不同質量的粒子，粒子又進而形成原子核、原子和分子。正是由這些完美的物質基元——夸克和輕子，構成了高度複雜而個性獨立的世界。美籍華裔作家施加彰(ArthurSze)送他一本新出版的詩集中有兩句詩打動了默里：“夸克世界中，萬事都與一隻在夜間徘徊的美洲豹有關。”詩句似乎完善地表達了簡單性如何導致複雜性的奧秘，以及精確的物理定律如何產生有意識的生物。蓋爾曼給他一本揭示複雜性的新書起名《夸克與美洲豹》，1994年出版后大受歡迎。

研究貢獻

20世紀60年代，美國物理學家默里·蓋爾曼和G.茨威格各自獨立提出了中子、質子這一類強子是由更基本的單元——夸克(quark)組成的，很多中國物理學家稱其為“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《芬尼根徹夜祭》的詞句“為馬克檢閱者王，三聲夸克”．夸克在該書中具有多種含義，其中之一是一種海鳥的叫聲．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，同時他也指出這只是一個笑話，這是對矯飾的科學語言的反抗．另外，也可能是他喜歡鳥類的原因．

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年發現了Υ粒子，要求引入第五種夸克底夸克(bottom,b)。1994年發現第六種夸克頂夸克(top,t)，人們相信這是最後一種夸克。

夸克理論認為，所有的重子都是由三個夸克組成的，反重子則是由三個相應的反夸克組成的。比如質子(uud)，中子(udd)。夸克理論還預言了存在一種由三個奇異夸克組成的粒子(sss)，這種粒子於1964年在氫氣泡室中觀測到，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 英文名稱 電荷(e) 質量(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 0.15t 頂夸克 top +2/3 176

b 底夸克 bottom -1/3 4.7

在量子色動力學中，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。這裡“色”並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。量子色動力學認為，一般物質是沒有“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夸克和一個反夸克組成的束縛態。例如，日本物理學家湯川秀樹預言的[[π+介子]]是由一個上夸克和一個反下夸克組成的，π-介子則是由一個反上夸克和一個下夸克組成的，它們都是無色的。

除頂夸克外的五種夸克已經通過實驗發現它們的存在，華裔科學家丁肇中便因發現粲夸克而獲諾貝爾物理學獎。近十年來高能粒子物理學家的主攻方向之一是頂夸克 (t)。

至於1994年最新發現的第六種“頂夸克”，相信是最後一種，它的發現令科學家得出有關夸克子的完整圖像，有助研究在宇宙大爆炸之初少於一秒之內宇宙如何演化，因為大爆炸最初產生的高熱，會產生頂誇粒子。

研究顯示，有些恆星在演化末期可能會變成“夸克星”。當星體抵受不住自身的萬有引力不斷收縮時，密度大增會把夸克擠出來，最終一個太陽大小的星體可能會萎縮到只有七、八公里那麼大，但仍會發光。

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，認為夸克不是真實存在的。然而夸克理論做出的幾乎所有預言都與實驗測量符合的很好，因此大部分研究者相信夸克理論是正確的。

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

修正一下：有人說什麼發現某某夸克，完全是不懂科學亂杜撰，人類只是大膽假設，科學求證，夸克是為了解釋一些目前人類無法解釋的現象而提出的可能存在的假設，但人類一直沒找到夸克存在的直接證據.

1996年12月2日，《科技日報》發表了崔君達教授反駁何祚庥院士的文章《複合時空論並非病態科學》。崔在文中進一步指出："物理學界並非全都公認夸克的存在。不同意見早在70年代就有了。我國物理學家朱洪元，諾貝爾獎得主、量子力學奠基人海德堡都認為：全世界許許多多物理學家花了那麼大的力量尋找夸克，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，就等於說"如果癌症真的存在，早就應該治好了一樣"

總之科學來不得半點虛假與情緒化，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.

夸克之父——默里·蓋爾曼，是粒子物理學中的奇異之星。他的科學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”，以及發現這種奇異之美的激動人心的過程。

約翰·赫蘭：稱他是“真正的天才”，

菲利普·安德森：“現存的在廣泛的領域裡擁有最深刻學問的人”。

斯蒂文·溫伯格：“從考古到仙人掌再到非洲約魯巴人的傳說再到發酵學，他懂得都比你多”。