形上集

葛爾曼兩三事

引領一時風騷的傳奇物理學家過世,留下不少軼事。

撰文/高涌泉

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葛爾曼兩三事

引領一時風騷的傳奇物理學家過世,留下不少軼事。

撰文/高涌泉


上世紀50、60年代,粒子物理界最引領風騷的理論物理學家葛爾曼(Murry Gell-Mann)於今年5月過世,享年89。他最著名的工作是在1964年提出夸克假說:所有的強子(能夠參與強交互作用的粒子,可區分為重子與介子兩類,重子包括質子、中子等,介子包括π介子、K介子等)都是由更小的夸克所組成。至今,這項假說已經完全確立,教科書載明夸克是基本粒子,依據質量與電荷(以及其他量子數)可分成上、下、奇、魅、頂、底六類。前三種是葛爾曼提出夸克假說之時就已經發現,後三種則是之後陸續找到。


葛爾曼的夸克假說來自他更早所提出的「八正道」。所謂的八正道指的是對於強子的一種分類辦法,例如包括π介子與K介子在內有八種介子由於對稱的關係,我們可把它們視為一家人,又例如包括質子與中子在內有八種重子也因為對稱而可視為一家人。在這個對稱觀點之下,葛爾曼認為另外還有10種重子屬於同一家族,他可以預測這10種重子應該具有的質量與量子數,有趣的是其中一種他稱為Ω-的重子當時尚未發現,但是數年後在高能實驗中找到了。這件事立刻被看成是葛爾曼的大勝利與粒子物理的大成就。


葛爾曼在1969年因為「對於基本粒子的分類與交互作用的貢獻以及發現」,獲得諾貝爾物理獎。他當時是美國加州理工學院的教授,同事費曼這麼稱讚他:「這個獎讓公眾了解我們早已知道的事:葛爾曼是今日理論物理學家的領袖。過去20年我們在基礎物理上所學到的有用知識,沒有一件不掛上他的名字。」


葛爾曼毫無疑問是個天才,且自視甚高。40多年前,我在台灣大學就聽粒子物理課老師說過,葛爾曼有時對人不假辭色的軼事,後來在YouTube上直接聽到他說費曼是「一位偉大的小丑與一位好科學家」而已,也就不覺驚訝。楊振寧在文章選集中這麼說:「任何接觸過葛爾曼的人,都會佩服他那廣泛的興趣、他的知識、他的幽默,以及那有時過度的自信。」楊又說在1950年代末,歐本海默想延攬葛爾曼到普林斯頓高等研究院,楊對歐本海默說,葛爾曼的確很棒,但如果他來普林斯頓,自己就要離開,歐本海默從此打消這個念頭。


葛爾曼來過台灣一次,那是在1995年4月,當時他在清華大學前副校長馮達旋教授安排下,到中原大學受頒榮譽博士學位並發表演講。我恰好在台灣大學遇到馮教授而得知此事,知道葛爾曼的行程還有空檔,便接下帶他參訪台灣大學的任務,也透過我太太幫忙安排他去賞鳥與參觀故宮博物院以及順益原住民博物館。


接待葛爾曼過程中,我知道了三件值得一記的事:


(1)我開車到圓山大飯店接了他,在前往台灣大學的路上,他得知我畢業於加州大學柏克萊分校,指導教授是鈴木真彥,立即就說鈴木是在他推薦之下,才能到柏克萊任教。我知道鈴木在加州理工學院擔任過博士後研究員,也知道他成名作之一的主題是「流代數」,而那正是葛爾曼起頭的學問,所以也不覺驚訝。沒想到就在幾年前,我在一本講述弦論歷史的書中,竟然看到了這封葛爾曼為鈴木所寫的推薦信,裡頭強調鈴木也是弦論起點──所謂「維納齊亞諾(Veneziano)公式」──的發現者。原來鈴木雖然也獨立發現這道公式,但在得知維納齊亞諾的論文已發表於期刊之後,便撤回自己的論文,以至於他的這項重要工作沒有留下任何正式記錄。我曾半開玩笑和鈴木教授說,以後人們只會因為他這篇未發表也沒留下來的預印本而記得他。


(2)葛爾曼相當推崇弦論,因為「人們不知道要結合重力與量子力學有多困難」。


(3)他與宇宙學家哈特爾所合作的「去同調歷史量子力學」僅是把「哥本哈根詮釋」講得更為正確。


我太太請葛爾曼在他的著作《夸克與美洲豹》一書上題名,他在寫下日期、我們的名字並簽名之後,還附加了一行:(a. k. a. the Top Quark)