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盖尔曼:天才加奇才

英国著名学者J.布洛诺夫斯基在他的代表作《人之上升》的一开篇写道:

人是一种非凡的动物。人具有一整套使自己在所有动物中显得无与伦比的天赋才能,因此人并不像其他动物那样,只是自然景观的一个景物,而是自然景观的塑造者。

回想人类文明的艰难发展历程,确实如此。人类不仅尽情地欣赏神圣的自然之美,而且塑造了许多神奇的物质内部景观。现代物理学的发展,就是从古希腊哲学大师德谟克利特关于“万物皆由原子组成”的伟大猜想开始,不断进行创造和发现,显现了人类物质世界的神奇和复杂。在电子、质子之后,又接二连三地出现了中微子、中子、正电子、介子……1964年,一位世界物理学界的“天才加奇才”再一次提出了一种伟大的猜想,震惊了全世界,并获得了1969年的诺贝尔物理学奖。他就是——夸克之父:盖尔曼。

这位15岁就进入耶鲁大学、22岁就获得麻省理工学院博士学位的神童,在23岁时就为基本粒子引入了一个新的量子数——奇异数,从而引发了一场物理学革命。此外,他还创立了基本粒子分类的八正法,并第一个指出所有物质均由更基本的组元——“夸克”构成。这些贡献极大地推动了人类对微观世界的认识。在获得了诺贝尔奖以后,他还发起创立了一个跨学科研究中心——圣菲研究所,以研究在自然和社会中广泛存在的各种复杂现象。

盖尔曼不仅是一位理论物理学家,并以学识渊博闻名。他曾沉溺于几乎所有事情——古代历史、考古学、语言学、野外生态学、鸟类学、钱币学,以及法国烹饪和中国烹饪——并且总是时刻诱惑别人与自己交谈,仿佛故意暴露别人的浅薄。他曾带着来访者到中国餐馆就餐,用听起来还过得去的汉语点菜。他曾在加德满都和唐人街上闲逛,并大声读出那些招牌的名字,让在场的人佩服得五体投地。但是,他也有表现糟糕的时候,当某人问了一个非常愚蠢的问题或与他意见相左时,他则会故作呻吟状或发出无奈的叹息,让别人非常尴尬。在盛大的诺贝尔奖晚宴上,盖尔曼用瑞典语发表了一通演讲,倾倒了主办者。不过随即,主办者感到的是迷惑,继而是愤怒,因为他没有交上将在年度特庆专利中发表的正式演讲稿。他对写作一向有恐惧心理,这是他一生中最困扰他的事情。这一次,他不得不低声下气地道歉,应付一个又一个的急电,最后,他还是坦言——在出版截止日期因为他一而再再而三地延长了几个月后——他根本交不出演讲稿。在各年诺贝尔奖的纪念专刊中,你可以发现一页空白,这是为盖尔曼留下的。

他既是一个迷人的谈话者和带歉意的拖延者,又是一个话语刻薄但从不悔过的人,他曾羞辱过一些著名的物理学家,也培养和推荐过许多青年精英,甚至还认为一些青年物理学家对夸克模型的“开创性工作”远远超过自己。总之,他是一个非常怪异的人。圣菲研究所新来的秘书有次犯了个错误,她向盖尔曼提及她刚刚看过一个关于费曼的电视节目,费曼自从去世以后,名声日隆。盖尔曼发作了,他大肆攻击这位老朋友的声誉,让这位秘书不知所措。因为,有时他非常想念这位好朋友——但他不愿看到费曼像一个去世的摇滚明星那样,成为一尊偶像。他年迈的时候,终于有所变化,黄昏时常常独自沉思,嘴里喃喃自语:“每个人都对我那么好,我必须感激他们。”尤其是回忆起他的英年早逝的恩师——恩里科·费米时,他的眼圈常常发红。也许是他哥哥的影响,他终生对大自然和鸟类情有独钟。1985年,他还专程穿越美洲的热带森林,乘船到亚马孙河低地雨林做探险旅游。正是在这次旅游中,他在荒野丛林中近距离看到了美洲豹,还“嗅到了一股刺鼻的臭味……听到它穿越矮树丛时踩断灌木的噼啪声”。他“看见了美洲豹的尾巴,可倏忽之间它就消失了”。他遗憾地叹息:“这位动物之王,就这样与我们失之交臂了!”不过,他由此想到了夸克与美洲豹之间的关系,写出了一本有趣的奇书《夸克与美洲豹》,未出版就拿到了著名的矮脚鸡出版社拟付的55万美元中的25%的预付金。有趣的是,盖尔曼是一个完美主义者加办事拖拉者,手稿迟迟交不上来,出版商多次要求他退还预付金。最终《夸克与美洲豹》还是出版了,并卖给了世界上十几家出版商,赚了一百多万美元,再一次创造了奇迹

默里·盖尔曼于1929年9月15日生于美国纽约,是一个归化了的东欧移民,盖尔曼常常对自己的家庭出身守口如瓶。由于受父亲的影响,盖尔曼从小就是一名“天才儿童”。3岁的时候,他就心算大数字的乘法,7岁的时候,他在拼写比赛中赢了比他大5岁的孩子。那个词是“传票”,他不但拼写正确,还纠正了主考官的发音。上学的时候,每次老师提问问题,他的手就举得老高。一旦老师让另外的孩子回答并答错了,他就很生气,从小他就是一个爱出风头的家伙。放学后,他到附近的棚户区上钢琴课,他对那位20出头、迷人漂亮的女钢琴教师佩服得五体投地。而这位女教师也对这位衣着整洁的男孩的聪明留下了非常深刻的印象。其他孩子常常会揶揄他:“自作聪明的小子,你以为你什么都知道呀!”盖尔曼认真地回答:“我真的什么都知道啊!”他并不是狂妄自大,只是在陈述一个事实,他不明白为什么会引起别人的反感。但是,女钢琴教师却非常喜欢他,经常邀请他到家中做客。一天,老师把他引见给她的一位艺术家朋友,结果盖尔曼给他上了一堂艺术史课。还有一次,老师带他去听一位年轻艺术家的演奏,刚弹了几秒钟,盖尔曼就开始批评音乐家对谱子的理解:“八度辅点音符在哪儿呢?”音乐会结束了,老师问他是否愿意上台去一睹艺术家的风采。盖尔曼却不感兴趣。“那么,如果是爱因斯坦,你会过去吗?”对此,8岁的盖尔曼回答道:“当然,他比我强。”事实上,他长大后见到了爱因斯坦,但也没有过分的举动。这也许是犹太人“反对偶像崇拜”的戒律在起作用吧。在他8岁生日的时候,盖尔曼获得了全额奖学金,进入了私立哥伦比亚文法学校。在公立学校已经跳了一级半,哥伦比亚文法学校又让他跳了两级。就这样,盖尔曼成了一名非常年轻的六年级学生。

在哥伦比亚文法学校,获得全额奖金奖的人很少很少。这个比班上多数同学都小3岁的犹太男孩,一入学就以超常的智商吸引了人们。对同学们来说,他就仿佛一部《大不列颠百科全书》一般,无所不知。除了功课以外,他还是数学和历史俱乐部的成员,辩论俱乐部的主席和国际象棋队队长,他不仅足球踢得好,并且是网球队队长,还是校报的主编。据该校年鉴报告记载,他被选为“最用功的学生”,同时又赢得了“天才男孩”的称号。毕业时,盖尔曼代表全校毕业生致告别词。

1944年,15岁的盖尔曼考入了耶鲁大学。在耶鲁大学的时候,他同样是最优秀的学生。当其他同学还在课堂上艰难地啃着枯燥的电动力学课程时,他已将作业的答案全部搞定。一天晚上,一个同学向他请教一道难题,盖尔曼稍加思索就把答案告诉了他,该同学说:“这不是我想要的,我问你是如何给出答案的。”但盖尔曼变得有点不耐烦,因为他常常对简化的步骤忽略不计。后来那位同学很自卑,由物理系转到数学系,学了一堆哲学,毕业后开办了许多电影院。盖尔曼在轻松谈笑间拿下了许多课程,并常常出去喝啤酒、吃夜宵或参加自由辩论,成为那些能够容忍他无所不知的同学的伙伴,并参加了许多反叛意识很强的高级学生社团。一次,他和一帮同学穿着罩着头巾的长袍,尾随在一群刚刚从“坟墓”回到宿舍的同学身后,以此嘲弄这些社团故作深沉。还有一次,他们冲进了最秘密的社团“骷髅会”的房间。这个社团的成员中就有乔治·布什。

在耶鲁大学刻意追求的“典雅”中生活了4年之后,刚刚来到麻省理工学院的盖尔曼发现它的确有些邋遢。盖尔曼在自己的导师韦斯科普夫(维奇)身上并没有发现那种邋遢气。维奇曾受雇于奥本海默,在洛斯阿拉莫斯工作过,是物理学领域中的一颗耀眼的新星。维奇出生于一个富有的维也纳家庭,装饰豪华的家就坐落在富丽堂皇的市政厅对面,附近是精心修饰的公园。他的家里有女仆,还有一个厨师和一个保姆,像很多维也纳犹太人一样,他们曾自豪地认为自己是奥地利人。维奇的曾祖母接管过一家行将倒闭的银行,并发了大财。他们经常去听歌剧,参加音乐会,上钢琴课。孩子们接受的教育是尊敬歌德、席勒和其他伟大的德国作曲家。维奇从小就养成了优雅和自信的性格。因此,盖尔曼对麻省理工学院的偏见很快就被兴奋代替。维奇曾经做过薛定谔的助手,还师从过马克斯·玻恩、海森堡和尼尔斯·玻尔,无论是令人费解的波粒二象性,还是亚原子的“不确定原理”,以及叼着烟斗神秘的玻尔把原子量子化……维奇都了如指掌,并在课堂上以讲故事的形式描述得栩栩如生。盖尔曼以惊人的记忆力保证他的大脑中的东西永远比别人多,像一台知识吸尘器一样吸空导师的所有知识储备。

1947年,当盖尔曼还在耶鲁大学的管道里探险的时候,维奇就开始和一大批先后获诺贝尔奖的弟兄们在谢尔特岛的一个老式旅馆里探讨问题。其中有拉比,正是他将哥伦比亚大学变成了物理学的发电站;还有汉斯·贝特,一个慢慢腾腾的德国人,他的原子物理学知识就像一部百科全书,正是他从理论上论述了热核聚变如何使得恒星发光;此外,还有“计算机之父”冯·诺伊曼和“氢弹之父”爱德华·特勒,冯·诺伊曼帮助开发了用来模拟第一次核爆炸的数学方法。这些人大都是来自匈牙利的犹太人,并和尤金·维格纳与利奥·西拉德等人宣称,他们是“来自火星的高等生物”。此外,还有尼尔斯·玻尔的弟子约翰·惠勒,以及三位犹太天才:亚伯拉罕·派斯、理查德·费曼和朱利安·施温格,他们大都年近30岁,早就为“谁是最聪明的小伙子”这一头衔而相互竞争。盖尔曼在耶鲁的强硬对手布雷特也在其中。主持者是奥本海默,曼哈顿计划之后成了维奇的老板。这是一次名副其实的名人聚会,届时一颗精心放置的炸弹将要摧毁整个领域。维奇由于过于粗心大意,丧失了一个绝好的机会——同施温格、费曼和朝永振一郎同获诺贝尔奖。维奇后来认为,问题的关键在于他从来没有长时间集中钻研一个问题,相反,一受到好奇心的驱使,他就从一个问题跳到另一个问题,说白了,他缺乏一种执着钻研的精神。但维奇认为,自己是一个优秀的教师,他愿意把自己掌握的知识传授给别人。况且,他一直生活在量子物理学的前沿。

维奇喜欢让学生发言,看看他们的基本功是否扎实,但他反感盖尔曼的夸夸其谈。除此而外,他还很难理解盖尔曼对自己的犹太出身讳莫如深。在维也纳有很多人叫格尔曼,但是没有一个人用盖尔曼这个夸张的名字,仿佛在故意模糊他的犹太祖先。在一定程度上,他对此表示同情。生为犹太人只是一种偶然,为什么一定要成为一个人身份的一部分呢?在柏林大学,维奇曾经恐惧地透过办公室的窗户看着纳粹恶棍凶残地在校园里鞭打学生(有时他会把受害者带进房间并帮助他们从后门逃走)。犹太身份不像头发的颜色那样仅仅是一件微不足道的事情,维奇想不明白为什么有人会轻率地忘掉自己的祖先。

尽管刚刚20岁,盖尔曼已经成为一名传奇人物。他的同学总是很纳闷,他到底哪来的时间学习核物理并且搜寻那些他喜欢的隐秘的事实?他仍然每天优哉游哉,看不出花多少时间在学习上。他的密友们认为他在耶鲁一定埋头苦读,积攒了大量的知识储备,所以现在才如此轻松。其实,他花大量的时间读麻省理工学院的课本,他认为这些课本要比耶鲁大学的课本好得多。1951年1月1日,盖尔曼拿到了麻省理工学院的博士学位。

在普林斯顿高等研究院1933年开门后,爱因斯坦突然发现这所研究院让人感到压抑,以至于他寄信时在信上的落款地址写的是“普林斯顿集中营”。比利时女王是爱因斯坦的好友,爱因斯坦在给女王的信中对这座小城的描述已经成为一段传奇:“不伦不类、古怪而又死板的乡村。”在当时,爱因斯坦生活在郁闷当中。要不是纳粹的迫害,他宁愿待在柏林,谁喜欢普林斯顿这个鬼地方。后来,研究院从普林斯顿大学迁往城郊的一个旧农场,虽然偏僻却大腕云集,爱因斯坦、冯·诺伊曼、经济学家维布伦、逻辑学家哥德尔。盖尔曼等青年科学家应邀在学院逗留一两年,目的是体验那里的学术氛围。

爱因斯坦在这里度过了生命的最后几个年头,盖尔曼有时看到他与哥德尔在林间小路散步,哥德尔是个小矮个儿,不知他们是讨论重要问题呢,还是在消磨时光。盖尔曼发现,大家所推崇的爱因斯坦是一位拒绝接受量子理论的头发蓬乱的老人,这让他多少有点悲哀。为什么不是那位精力充沛的发明相对论的26岁年轻人呢?后来,盖尔曼后悔没有利用那段时光结识爱因斯坦,但他无法想象和一个如此沉湎于往事回忆的人谈话。看到有些人千方百计地讨好爱因斯坦,盖尔曼感到非常厌恶,决意不与这些人为伍。他与爱因斯坦的交往,仅仅是见面互相问个好而已。在奥本海默的感召下,研究院里云集了一大批年轻的天才,戴森27岁,杨振宁28岁,李政道24岁,费曼、施温格和派斯都32岁,盖尔曼最年轻,只有21岁。

芝加哥大学是雄心勃勃的青年物理学家最理想的场所。教员中有爱德华·特勒和西拉德,以及化学家哈罗德·尤里和威拉德·利比。但最引人注目的是费米,与他打交道的是一大批实力雄厚的新星,包括盖尔曼在内。其结果自然是各种思想相互交融,就像原子堆内跳飞的粒子一样不可思议和丰富。有人将当时的芝加哥大学比作玻尔领导下的哥本哈根大学或卢瑟福领导的卡文迪什实验室。一位匈牙利物理学家说:“在这个时代,最愚笨的人也引以为荣。”费米和盖尔曼在当时出尽了风头,被列入别人最敬佩的人之列,费米是以科研征服人,盖尔曼则以博学和无所事事令人钦佩。尤其是周末,盖尔曼要么和朋友下饭馆纵论国际形势,要么是独自练习中文,并经常跟神学家侃神学,为航海家讲航海,偶尔还为一些狂妄的科学家解决物理难题。盖尔曼常说,粒子物理学是最崇高的学术职业。其实,他在这方面有点自命不凡。他常常断言,除物理学以外的所有学术都是二流学术,因为其他学术只不过是把学到的智慧用到新的情况下;而粒子物理学,则可以探寻物质最根本的规律,是其他所有学科的基础。

不久之后,他就为基本粒子引入了一个新的量子数——奇异数,从而引发了一场物理学革命。盖尔曼时年23岁。

盖尔曼喜欢反复思考自己大脑中的问题。当一位自由作家向他询问对于科学和基础教育的看法时,他兴奋地答道:“如果一个孩子长大后能成为一名科学家,他会发现,他整天做那些人类有史以来所发明的最有趣的游戏,居然还有报酬。”令他着迷的并不只有粒子,他结婚时至少有6种语言比他太太强,包括数学。他唯一的不足是,不喜欢写文章。也正是由于他的博学,使很多人和他在一起的时候感到不自在和浅薄,再加上他天生不善社交,常常显得令人讨厌。只有一人可以对付他,那就是费曼,因为费曼常常可以和他开一些严肃的玩笑。一天,费曼漫不经心地问起“美元”一词的来历,但他问完又后悔了,这不是又给了他一个展示自己知识的机会吗?果然,盖尔曼开始滔滔不绝地从16世纪波希米亚的硬币谈起。但盖尔曼对到家里的朋友还是非常热情的,供应的马丁尼酒冰凉而且非常充足。有一次,一位朋友喝多了,出门不久便摔倒在前院的草地上。第二天清早,一个邻居来敲门,告诉盖尔曼他担心这里发生了凶杀案,而尸体就在路边。费曼也经常和盖尔曼在一起喝酒,他在一篇文章中写道:“一天晚上,在一家酒吧,我栽在便盆里,被打成了黑眼圈名人。”1959年2月,刚过30岁的盖尔曼获得了一项由美国物理学会和物理协会共同设立的“丹尼·海涅曼数学物理学奖”的头奖。颁奖仪式后,他花2500美元买了一辆美洲虎轿车。盖尔曼耶鲁大学的同班同学——世界著名学者塞缪尔·亨廷顿给他寄来了贺信:“干得好,老同学……这下你让我们所有的人都看起来太落伍了。”这年稍后,曾拒绝他申请物理系研究生的耶鲁大学,授予他荣誉博士学位。

在科学研究中,盖尔曼特别喜欢同别人合作,尤其是同年轻人合作,他们大多充满活力、思维敏捷。人们路过他的办公室时,常常可以听到一帮科学家在大声争论。虽然有时盖尔曼对人过于苛刻,但和他相处还是很有情趣。一位科学家由于受不了他的脾气,一度躲避盖尔曼,在咖啡馆闲逛,学习法语,试图破解他聪明的密码。几天以后,与盖尔曼不期而遇,盖尔曼总会生气地说:“你跑到哪里去了?这几天我又有成千上万的想法。”与他合作最愉快的是后来获诺贝尔奖的年轻哈佛犹太物理学家格拉肖,除了相同的精神以外,他们都喜欢豪华的餐厅和昂贵的跑车。唯一不同的是,格拉肖经常开着跑车往返于各大城市之间,他在每个城市都有不同的女友,是一名典型的“国际花花公子”。格拉肖对盖尔曼有三大不满:强迫他了解一些他真的不想知道的东西,强迫他吃一些他真的不想吃的东西,并时常诋毁他的导师——另一位犹太大物理学家施温格。而盖尔曼对格拉肖却大加赞赏。他们经常一起去一家酒吧喝酒,而且大多是下午五点半去,那样他们就可以一整晚享受53美分一杯的饮料。在一次探险中,他们迷了路,停车向一位印第安人问路。那个人听不懂他的西班牙语,改用当地方言回答。没过两分钟,盖尔曼就开始用那种晦涩难懂的语言同那人交流。

1962年2月,盖尔曼在几经挫折之后,终于向全世界公布了自己的“八正法”。按照盖尔曼的解释,“八正法”不只是因为在每个表示中有八个可能的旋转和八种粒子,而且是因为佛祖的一句关于获得涅槃的八种方法的格言:“喂,僧侣们,引导我们远离痛苦的崇高的真理,乃是至高无上的八正道:即正见、正思维、正语、正业、正命、正精进、正念、正定。”恐怕连佛祖也没想到自己竟如此佛法无边。但在别人嘲笑他的“八正法”时,除了佛祖在他心中以外,他太太对他的鼓励也非常重要。她写信给远在印度的他,描述自己如何度过一个个孤独的夜晚:“我的至爱,丽莎已经睡了,除了蟋蟀的鸣叫声和钟表的嘀嗒声几乎没有任何东西能打破这里的寂静。”“外面的花园里很凉爽,气味也很芬芳,水池已经干涸而且发着亮光(它看起来很好,就像你以前看到的那样)……我马上要爬上楼梯的书房,等待你叼着你的烟斗,等待你写着你的方程。毕竟,这是思念一个人的很好的方法,只要你确信他会回来。”

盖尔曼最喜欢的是大作家乔伊斯深不可测的小说《芬尼根守灵夜》,最吸引他的是下面几句诗:

——冲马克王叫三声夸克!

他一定没有从一声吼叫得到什么,

他所有的东西肯定是在这个痕迹之外。

太好了!这正是把夸克三重态用来构成八正法的八重态和十重态的描写。自命为一个业余的乔伊斯研究者,他注意到“冲马克王叫三声夸克”也可以作为小酒馆中招呼来一杯酒的叫声,它符合盖尔曼最喜欢的发音。文学的评注也可以像粒子物理学那样有创造力。他也很快地了解到在德语中“夸克”是指一种软软的、有点味的干酪,并且也可以在俚语中表示“无稽之谈”。当八正法还刚刚出来时,几乎没有物理学家想接受如夸克这样稀奇古怪的东西。但不久人们就把他叫作新的门捷列夫。“夸克”到底“实际上”是什么?夸克或场甚至中微子和电子,究竟在多大限度内是存在于宇宙中?而又多大限度只是人类心智的发明?一时还很难说,人们众说纷纭,莫衷一是。盖尔曼解释道,一个理论家的好坏要用他发表的正确想法的数目减去错误想法数目的两倍来判断。有奇异数、V-A以及八正法理论在握,他并没有多少困难去经受对夸克的怀疑。他说:一旦强力和弱力被驯服了,一个统一的原则将最终被找到,它可以把自然界的所有力都统一起来。电磁力、弱力和强力最终将被放进一个理论框架中。他不知道那个统一理论会是什么形式——是一个场论还是一个靴袢理论。他说,还是后者现在看来更有希望,但是场论可能还是有未来的。1969年,他终于获得了诺贝尔物理学奖。

恭喜!校园理发店的忠实顾客盖尔曼先生。三位理发师将同时为您服务。

所有的人都向他表示祝贺。1972年,他在澳大利亚关于夸克的一篇演讲中说道:

在我们的工作中,我们总是处于进退两难的窘境中;我们可能会不够抽象,结果把我们模型中假想的目标变成了吞噬我们的真实的怪物。 elp7jCFNnlXSxzGtQh8lOTCmbnItunhn6ZtuIEH3p+rnMcin1lqS/XAg9/8VFH4B

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