默里·蓋爾曼

默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929年9月15日－2019年5月24日），美國物理學家和美國國家科學院院士。因成功建立對基本粒子的系統分類以及對基本粒子相互作用的新發現而獲得1969年諾貝爾物理學獎。蓋爾曼通曉的學科極廣，是一個百科全書式的學者，也是20世紀後期學術界少見的通才。除數理類的學科外，他對考古學、動物分類學、語言學等學科的知識也如數家珍。

## 生平

### 早年與求學

1929年9月15日，默里·蓋爾曼出生於美國曼哈頓一個移民自奧匈帝國的猶太家庭。蓋爾曼的父母是在第一次世界大戰之後移居到美國的。他的父親名叫阿瑟·伊斯多勒·蓋爾曼（Arthur Isidore Gell-Mann）是對外英語教師；他的母親名叫泡琳·萊西施坦因（Pauline Reichstein）。父親阿瑟通曉數學、天文學和考古學，這也影響了蓋爾曼。其姓氏中的連字符是他父親自己加上去的。

蓋爾曼從小就有「會走路的百科全書」的稱號，7歲時就自學微積分。蓋爾曼於1948年在耶魯大學取得物理學學士學位。後來，蓋爾曼沒能如願獲得前往普林斯頓大學等常春藤盟校繼續深造的機會，願意接納他的哈佛大學也並不會馬上給他提供獎學金，很看重學校檔次的他只能接受維克托·魏斯科普夫的邀請，去讀他當時看不起的「髒兮兮」的麻省理工學院，為此他幾乎有考慮過自殺。他此前並沒有聽說過魏斯科普夫的名字。

1951年，他在魏斯科普夫指導下憑論文《耦合力度與核相互作用》取得麻省理工學院物理學博士學位。

### 職業生涯

1955年初，蓋爾曼到普林斯頓高等研究院工作，同年9月又到加利福尼亞理工學院任教。1956年，蓋爾曼見到了同時代的蘇聯大物理學家列夫·朗道。1967年，蓋爾曼成為加州理工學院密立根理論物理學教授，並長期在該院從事粒子物理學研究。

1961年，蓋爾曼與西島和彥引入了強子分類方案。蓋爾曼參考佛教術語「八聖道分」，別出心裁地將此方案稱為「八重道」。該方案現已可由夸克模型給出合理解釋。另一位以色列物理學家尤瓦勒·內埃曼也曾獨立地提出過相似的方案。

1964年，蓋爾曼和喬治·茨威格都獨立提出了夸克理論。「夸克」（quarks）這個術語是蓋爾曼參考詹姆斯·喬伊斯的小說《芬尼根的守靈夜》中的一句「Three quarks for Muster Mark!」而提出的。茨威格則是用「撲克牌A」（aces）來稱呼這種粒子。模型預言的Ω粒子不久後被發現，蓋爾曼認為自己的功勞應與茨威格平分。蓋爾曼的術語「夸克」後來成為主流的叫法。1969年，他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。

1972年，他與哈拉爾德·弗里奇引入了新的守恆量子數，取名為「顏色荷」（"color charge"）。緊接著又同漢里奇·勞意特維勒（Heinrich Leutwyler）一起提出了新術語「量子色動力學」（quantum chromodynamics, QCD）。夸克理論成為量子色動力學的一個組成部分。

### 晚年

20世紀90年代，他積極參與了聖菲研究所的集資籌辦和研究。該機構由物理學家菲利普·安德森和經濟學家肯尼斯·阿羅等人於1987年初創，主要開展有關複雜性的研究。他參與過《大英百科全書》第16版的編輯，擔任籌備委員。蓋爾曼還協助編輯了語言學家焦恩·霍金茲的著作《人類語言的演化》（The Evolution Of Human Languages）。

2019年5月24日，蓋爾曼去世，享年89歲。

## 個人生活

蓋爾曼有一個曾做過報刊攝影記者的哥哥本尼迪克·蓋爾曼（Benedict Gelman (Gell-Mann)，1920年－2007年）。蓋爾曼對鳥類及自然歷史的強烈興趣是受到了哥哥的影響。

### 婚姻與家庭

1955年，蓋爾曼與瑪噶瑞特·豆（J. Margaret Dow）結婚，育有一子一女。1981年，豆去世，蓋爾曼陷入情感低谷。10年後的1992年，蓋爾曼又與瑪西婭·搜斯維克（Marcia Southwick）結婚。

### 業餘愛好

蓋爾曼喜歡觀察鳥類和收藏古董。他熟悉古代文化和民俗傳說，甚至熟悉許多土著文化。他能流利地使用13門語言，並樂於炫耀自己過人的外語能力。

### 逸聞

蓋爾曼和費曼都是好勝心很強的知名科學家，2人曾經常為攀比誰是加州理工學院最聰明的人而爭執不休。費曼知道博學的蓋爾曼喜歡侃侃而談，於是常常拿蓋爾曼說過的話開玩笑，故意激怒他，然後看他無語和抓狂的樣子，這讓蓋爾曼很惱火。蓋爾曼和費曼都是紐約老鄉。

蓋爾曼在參加學術研討會時容易表現出傲慢的一面，如果他認為在他面前作報告的人所講的東西不重要或沒意思，他會公然拿出一份報紙然後埋頭看報，表示自己的不屑。

蓋爾曼一開始並不怎麼喜歡物理，他有一次參加中國清華大學的諾貝爾獎大師聚會時回憶說：「我在耶魯大學開始學物理的時候，簡直是特別的頭痛，真是一點也不喜歡。」

蓋爾曼好為人師，有一次還想當面糾正楊振寧說的漢語。

青年時期的蓋爾曼認為去當時物理系並不強的麻省理工學院學物理是一個很掉身價的事情，因為沒有更好的選擇，他為此曾考慮過自殺。後來，他意識到自殺和去麻省理工讀書這2件事情的先後順序不滿足交換律，如果先自殺了就不能再去讀書了，於是選擇先去讀書，等以後再決定還要不要自殺。這就是「去MIT讀書與自殺不可交換順序」（attending MIT and killing himself didn't commute）的典故。

## 主要成就

1964年，其夸克模型預測的Ω粒子被成功發現。1967-1973年，史丹福大學直線加速器中心通過電子對質子的深度非彈性散射發現了暗示夸克存在的證據，費曼稱之為「部分子」。標準模型是從蓋爾曼夸克模型發展而來的。蓋爾曼還研究了重整化群。

- 基本粒子
- 蓋爾曼矩陣
- 蓋爾曼-西島關係（與西島和彥、中野董夫）
- 蓋爾曼–勞定理（與弗朗西斯·勞）
- 蓋爾曼-大久保質量公式（與大久保進）
- 有效複雜度

## 著作

### 專著

- 《粒子物理學》（Particle Physics, 2005）

### 通俗讀物

- 《八重道》（The Eightfold Way. 1964, 與八重道的另一提出者尤瓦勒·內埃曼合著）
- 《破缺的尺度不變性以及光錐》（Broken Scale Invariance and the Light Cone, 1971, 與Kenneth Wilson合著）
- 《夸克與美洲豹，簡單與複雜中的探險》（The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex, 1994）
- 《秩序與隨機性》（The Regular and the Random, 2002）
- 《杓鷸的末日》(Last of the Curlews, 1963, 由Fred Bodsworth撰寫, 蓋爾曼作後記）
- 《西南史前歷史專題》（Themes in Southwest Prehistory, 1994, 多人合著）
- 《不可思議的奇蹟發生：弗蘭克·奧本海默和他的驚人探索館》（Something Incredibly Wonderful Happens: Frank Oppenheimer and His Astonishing Exploratorium, 2009, 與K. C. Cole合著）

## 語錄

- 「（理論學家）用紙、筆和廢紙簍作為研究工具，其中最重要的就是廢紙簍。」
- 「我們的工作就是一場令人愉悅的遊戲。」
- 「單憑几條簡潔的公式，怎麼可能預測大自然的普遍規律？」
- 「作為一個出色的物理學家，想像力很重要，一定要想像、假設。也許事實並不是這樣，但是這樣可以使你接著往前研究。創造力是最為重要的一個方面，這樣你才可以有新的角度去觀察事物。」
- 「成功來自好奇心，所以我們不能扼殺孩子的好奇心。」

## 傳記

蓋爾曼寫最為著名的傳記是由喬治·詹森（George Johnson）寫的《奇異之美：蓋爾曼與20世紀物理學革命》（Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th-Century Physics）。另有由約翰·施瓦茨（施瓦茨曾受蓋爾曼關照多年）寫的《基本粒子與宇宙：向默里·蓋爾曼致敬的論文》（Elementary Particles and the Universe: Essays in Honor of Murray Gell-Mann, by John H. Schwarz, 1991）。

## 人物評價

蓋爾曼興趣廣泛而且記性很好，通曉的知識領域既廣又深，在物理學家圈子中也是出了名的博學者，並作為專家參與過《大英百科全書》的編纂。但是他也以愛張揚、炫耀自己的才學和看不起應用研究而聞名。他甚至用英文諧音詞稱固體物理學為「骯髒狀態物理學」（squalid state physics）。蓋爾曼也曾有心胸狹隘的一面。楊振寧和李政道在提出宇稱不守恆理論前，曾經提出一種宇稱雙重態來解釋「θ-τ之謎」。蓋爾曼也曾有想到過類似的科學假說，但是沒想到被李、楊二人搶先發表，所以蓋爾曼出於妒忌心理而對他們提出的想法進行抨擊。但是事後蓋爾曼和李、楊二人雙方還是達成了和解。

蓋爾曼涉獵廣泛，同時對科學中的還原論和各種分類性的學科有興趣，晚年還投入到複雜性理論的前沿浪潮中。但他和另一位參與創建聖菲研究所的菲利普·安德森看待覆雜性現象的觀點並不一樣。安德森也不認同蓋爾曼對固體物理等非基礎性學科的輕視。

- 老對手理察·費曼：「我們的基礎物理學知識里，但凡有成果的點子，沒有一個不冠有默里·蓋爾曼的名字。」（"Our knowledge of fundamental physics contains not one fruitful idea that does not carry the name of Murray Gell-Mann."）
- 量子場論大師史蒂文·溫伯格：「從考古到仙人掌，再到非洲約魯巴克人的傳說，再到發酵學，他（蓋爾曼）懂得都比你多。」
- 量子場論名家戴維·格婁斯曾在2010年的一次訪談中說：「（蓋爾曼）主宰了20世紀50年代到60年代的理論粒子物理學，那是1個新實驗發現大量湧現的時代。」

## 擴展閱讀

- （該網頁帶有白俄羅斯語翻譯版下載。）

## 基本資料

- 日語原文：默里·蓋爾曼、Murray Gell-Mann
- 出生日期：1929年9月15日
- 出生地：美國紐約州曼哈頓
- 逝世日期：2019年5月24日
- 逝世地：美國新墨西哥州聖塔菲
- 國籍：美國
- 研究領域：粒子物理學、複雜系統學
- 機構：聖菲研究所、新墨西哥大學、南加州大學、加州理工學院、芝加哥大學
- 母校：耶魯大學 （B.S.）、麻省理工學院 （Ph.D.）
- 知名於：基本粒子的系統分類、蓋爾曼矩陣、蓋爾曼-西島關係、蓋爾曼–勞定理、蓋爾曼-大久保質量公式、有效複雜度
- 博士導師：維克托·魏斯科普夫
- 博士生：肯尼斯·威爾森、西德尼·科爾曼、Rod Crewther、詹姆斯·哈妥、Christopher T. Hill、傑·梅洛許、Barton Zwiebach
- 受影響自：恩里科·費米
- 施影響於：朱棣文
- 獲獎： 諾貝爾物理學獎 (1969年)