默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929年-2019年），美國(guó)籍著名的理論物理學(xué)家，基本粒子物理學(xué)重要奠基人，是“夸克模型”提出者、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
蓋爾曼于1929年9月15日出生于美國(guó)紐約城，1944年，15歲的蓋爾曼被耶魯大學(xué)物理學(xué)專業(yè)錄取，并于19歲取得物理學(xué)學(xué)士。1948年，在物理學(xué)教授維克托·韋斯科普夫的邀請(qǐng)下去了麻省理工學(xué)院物理研究生院，并于1951年博士畢業(yè)。后來(lái)蓋爾曼博士畢業(yè)后在普林斯頓大學(xué)擔(dān)任了一年博士后研究員。次年，蓋爾曼在伊利諾斯大學(xué)擔(dān)任教授，并在此期間提出了蓋爾曼-勞定理和奇異數(shù)守恒定律。1954年至1955年期間，他擔(dān)任哥倫比亞大學(xué)教授和芝加哥大學(xué)副教授，之后轉(zhuǎn)到加州理工學(xué)院，直至1993年退休。1958年，蓋爾曼與理查德·費(fèi)曼合作，并提出了理論。1961年，蓋爾曼在奇異數(shù)守恒定律的基礎(chǔ)上，提出了的對(duì)稱性，次年，又提出“八重態(tài)”方法，并按照這一方法，又建立了九個(gè)重子共振態(tài)模型，并將得到的三個(gè)基本態(tài)參數(shù)命名為夸克。1964年，蓋爾曼正式提出夸克模型，它認(rèn)為質(zhì)子之類的粒子并不是基本粒子，而是由更基本的夸克組成，夸克與所有已知的次原子粒子不同，它們帶有分?jǐn)?shù)電荷。1972年，蓋爾曼與哈拉爾德·弗里奇引入了新的守恒量子數(shù)，取名為“顏色荷”，緊接著又同漢里奇·勞意特維勒提出了新術(shù)語(yǔ)“量子色動(dòng)力學(xué)”，夸克理論成為量子色動(dòng)力學(xué)的一個(gè)組成部分。蓋爾曼不僅是物理學(xué)家，還是一名環(huán)境專家，他在1993年從加州理工學(xué)院退休以后，成為圣菲研究院的創(chuàng)建人之一，并代表麥克阿瑟基金會(huì)擔(dān)任過(guò)世界環(huán)境與資源委員會(huì)主席。2019年5月24日，高能物理界巨人蓋爾曼辭世，享年89歲。
蓋爾曼一生獲得過(guò)很多榮譽(yù)，如先后獲得丹尼·海涅曼數(shù)學(xué)物理獎(jiǎng)，勞倫斯物理學(xué)獎(jiǎng)，富蘭克林獎(jiǎng)?wù)?/a>，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的卡蒂獎(jiǎng)?wù)乱约?a href="/hebeideji/7162449396868759552.html">諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。其次蓋爾曼也是一個(gè)富有有傳奇色彩的人，有很多論著，其中在物理學(xué)中他的代表專著有《粒子物理學(xué)》，奠定現(xiàn)代物理學(xué)的一個(gè)重要里程碑的論文《重子和介子的一個(gè)簡(jiǎn)略模型》；其次，蓋爾曼還是語(yǔ)言學(xué)家和環(huán)境專家，他與語(yǔ)言學(xué)家合著了《人類語(yǔ)言的進(jìn)化》，并且還擔(dān)任過(guò)世界環(huán)境與資源委員會(huì)主席。后世為了紀(jì)念蓋爾曼，將圣塔菲研究所的新主樓以他的名字命名。
人物生平
早年經(jīng)歷
默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）1929年9月15日出生于美國(guó)紐約城，他的母親叫泡琳·萊西施坦因（Pauline Reichstein），他的父親阿瑟·伊斯多勒·蓋爾曼（Arthur Isidore Gell-Mann）是奧地利移民，經(jīng)營(yíng)一家語(yǔ)言學(xué)校，并且通曉數(shù)學(xué)，天文學(xué)，考古學(xué)，因此對(duì)蓋爾曼產(chǎn)生了一定影響。
幼年時(shí)期，蓋爾曼便經(jīng)歷了1929年的美國(guó)經(jīng)濟(jì)大危機(jī)，在經(jīng)濟(jì)蕭條和新移民銳減的情況之下，他的父親停止了經(jīng)營(yíng)，隨后整個(gè)家庭只能從格拉梅西公園的富人區(qū)搬到布朗克斯動(dòng)物園附近的窮人區(qū)，直至蓋爾曼8歲時(shí)才搬回繁華的曼哈頓。蓋爾曼天資聰慧，7歲便自學(xué)微積分，因此從小就有“會(huì)走的百科全書”的稱號(hào)。1936年，蓋爾曼在哥倫比亞語(yǔ)法預(yù)備學(xué)校讀書，并且在十二年級(jí)時(shí)決定申請(qǐng)可以提供全額獎(jiǎng)學(xué)金的耶魯大學(xué)。然而，填申請(qǐng)表格的專業(yè)志愿時(shí)蓋爾曼認(rèn)為自己被耶魯大學(xué)錄取的可能性很低。
教育經(jīng)歷
1944年，15歲的蓋爾曼如愿的被耶魯大學(xué)物理學(xué)專業(yè)錄取。1948年，蓋爾曼在耶魯大學(xué)取得了物理學(xué)學(xué)士，并計(jì)劃在秋季進(jìn)入該校物理研究生院。但是后來(lái)耶魯大學(xué)錄取蓋爾曼的專業(yè)并非物理學(xué)，常春藤盟校普林斯頓大學(xué)申請(qǐng)也未通過(guò)，雖然被哈佛大學(xué)錄取但是不提供獎(jiǎng)學(xué)金，到最后在物理學(xué)教授維克托·韋斯科普夫（Victor Weisskopf）的邀請(qǐng)下去了麻省理工學(xué)院物理研究生院，并擔(dān)任助教。
1951年，22歲的蓋爾曼由于閱讀課外讀物而導(dǎo)致未能按時(shí)完成博士論文，后來(lái)在維克托·韋斯科普夫教授的指導(dǎo)下完成了博士畢業(yè)論文《耦合力度與核相互作用》（耦合 strength and nuclear reactions），并在麻省理工學(xué)院取得博士學(xué)位。
研究經(jīng)歷
早期職業(yè)生活
1951年，蓋爾曼博士畢業(yè)后在普林斯頓大學(xué)高等研究院擔(dān)任博士后研究員。次年，蓋爾曼成為芝加哥大學(xué)核研究所（后來(lái)改名為恩里科·費(fèi)米研究所）的講師，蓋爾曼深為以費(fèi)米為中心所形成的學(xué)術(shù)氣氛的激勵(lì)。1952年至1953年，蓋爾曼在伊利諾斯大學(xué)擔(dān)任教授，并在此期間與弗朗西斯·尤金·洛（Francis Eugene Low）合作提出了蓋爾曼-勞定理，這是量子場(chǎng)論中的重要定理，它說(shuō)明了有相互作用的多體系統(tǒng)的基態(tài)與相應(yīng)的無(wú)相互作用多體系統(tǒng)之間的關(guān)系，并提出了奇異數(shù)守恒定律。1954年，25歲的蓋爾曼成為了芝加哥大學(xué)副教授，同時(shí)也擔(dān)任了哥倫比亞大學(xué)的教授。
第一職業(yè)——物理學(xué)家
1955年，蓋爾曼在兩年前提出的奇異數(shù)守恒定律的理論基礎(chǔ)上又提出了協(xié)同產(chǎn)生理論，這一模型理論對(duì)長(zhǎng)壽命作出了解釋：奇異數(shù)在弱相互作用衰變時(shí)不守恒。蓋爾曼用這一規(guī)則將介子、核子（中子和質(zhì)子）和超子分類，并預(yù)言有一種所謂的克西零超子存在，果然后來(lái)得到了實(shí)驗(yàn)的證明。同年9月，蓋爾曼接受了加州理工學(xué)院物理學(xué)副教授的位置。次年，蓋爾曼升為教授，并與英國(guó)考古學(xué)學(xué)生J.瑪格麗特·道（J.Margaret Dow）結(jié)婚，生育了一兒一女，尼古拉斯·韋伯斯特（Nicolas Webster）與伊麗莎白·莎拉（Elizabeth Sarah）。
1958年，蓋爾曼與理查德·費(fèi)曼（Richard Phillips Feynman）合作，并提出了理論（矢量減軸理論），并發(fā)現(xiàn)了物理弱相互作用的普適形式。
1961年，蓋爾曼在奇異數(shù)守恒定律的基礎(chǔ)上，又提出了的對(duì)稱性，并嘗試把具有相同自旋和宇稱對(duì)稱性但奇異數(shù)不同的粒子放在一起作為同一粒子的超多重態(tài)。次年，蓋爾曼提出“八重態(tài)”的分類方法，并按照這一方法，把當(dāng)時(shí)已知的九個(gè)重子共振態(tài)排列成對(duì)稱的圖形。出于對(duì)對(duì)稱性的考慮，將其中缺少的一個(gè)粒子命名為，并于三年后發(fā)現(xiàn)了這個(gè)失蹤的粒子——粒子。
1962年，蓋爾曼提出了電中性粒子“膠子”的存在可能性。兩年后，蓋爾曼正式提出夸克模型，它認(rèn)為質(zhì)子之類的粒子并不是基本粒子，而是由更基本的夸克組成，夸克與所有已知的次原子粒子不同，它們帶有分?jǐn)?shù)電荷，這就是著名的夸克模型。按照夸克模型，原來(lái)紛繁雜亂的粒子集合開始變得有序，夸克的不同組合構(gòu)成了其上的數(shù)目繁多的重子和介子，形成了粒子的“元素周期表”，這是現(xiàn)代物理學(xué)的一個(gè)重要里程碑，它非常簡(jiǎn)潔地闡述了夸克模型。
20世紀(jì)60年代，蓋爾曼引入了現(xiàn)代代數(shù)，將其作為一種在缺乏可靠動(dòng)力學(xué)理論的情況下系統(tǒng)地利用對(duì)稱性從夸克模型中提取預(yù)測(cè)的方法。該方法產(chǎn)生了經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的與模型無(wú)關(guān)的求和規(guī)則，并為標(biāo)準(zhǔn)模型（SM）（廣泛接受的基本粒子理論）的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
1967年，蓋爾曼成為了加州理工學(xué)院羅伯特·密立根理論物理學(xué)教授，并長(zhǎng)期在該院從事粒子物理學(xué)研究。1972年，蓋爾曼與哈拉爾德·弗里奇（德語(yǔ)：Harald Fritzsch）引入了新的守恒量子數(shù)，取名為“顏色荷”，緊接著又同漢里奇·勞意特維勒（Heinrich Leutwyler）提出了新術(shù)語(yǔ)“量子色動(dòng)力學(xué)”，夸克理論成為量子色動(dòng)力學(xué)的一個(gè)組成部分。
20世紀(jì)80年代初，蓋爾曼研究了復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)的“有效復(fù)雜度”，他認(rèn)為任何事物都是規(guī)則性和隨機(jī)性的組合。1981年，他的妻子瑪格麗特去世，從此留下他孤單一人。1992年，蓋爾曼又娶了詩(shī)人兼英語(yǔ)教授的瑪西婭·索斯威克（Marcia Southwick）
第二職業(yè)——環(huán)境專家
1993年，蓋爾曼在加州理工學(xué)院退休以后，成為圣菲研究院的創(chuàng)建人之一。在這個(gè)研究院里，學(xué)者們對(duì)各種各樣的問(wèn)題（從量子力學(xué)到世界人口增長(zhǎng)帶來(lái)的結(jié)果）進(jìn)行理論研究。蓋爾-曼早年對(duì)動(dòng)物和鳥類觀察的興趣使他對(duì)技術(shù)給環(huán)境帶來(lái)的影響問(wèn)題十分敏感。他曾代表麥克阿瑟基金會(huì)擔(dān)任過(guò)世界環(huán)境與資源委員會(huì)主席，他因促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境保護(hù)之間的平衡而獲得林德伯格獎(jiǎng)。
晚年病逝
2019年5月24日，高能物理界巨人蓋爾曼辭世，享年89歲。
主要成果
物理
理論概念
1964年，蓋爾曼在坂田模型的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提出：所有強(qiáng)子（強(qiáng)相互作用粒子的簡(jiǎn)稱）都是由更基本的粒子組成。蓋爾曼稱該粒子為夸克，這一稱謂據(jù)說(shuō)來(lái)源于喬埃斯的小說(shuō)《芬尼根徹夜祭》中的詞，小說(shuō)中“夸克”只是模仿一種海鳥的叫聲，蓋爾曼用它為粒子命名。
蓋爾曼認(rèn)為質(zhì)子之類的粒子并不是基本粒子，而是由更基本的夸克組成，夸克與所有有已知的次原子粒子不同，它們帶有分?jǐn)?shù)電荷，例如，或。夸克都是兩兩成對(duì)、或三三成群，永遠(yuǎn)不可能單獨(dú)地被觀涢到，它們之間的結(jié)合是靠交換膠子，這就是著名的夸克模型。
蓋爾曼還對(duì)夸克模型進(jìn)行了分類，上夸克（）、下夸克（）和奇異夸克（）。他主張?jiān)试S電荷為非整數(shù)值，以便構(gòu)建更為簡(jiǎn)潔、完美的理論模型。具體一點(diǎn)就是上夸克帶個(gè)電荷，而下夸克和奇夸克所帶電荷數(shù)分別為和。質(zhì)子由兩個(gè)上夸克加一個(gè)下夸克組成，中子的構(gòu)成則為一個(gè)上夸克和兩個(gè)下夸克。至于坂田模型的難題，他得出介子由一正一反兩夸克組成、重子由個(gè)夸克組成的結(jié)論，夸克的重子數(shù)為。
蓋爾曼提出了量子色動(dòng)力學(xué)理論（QCD），這一理論闡明了夸克與反夸克之間通過(guò)“膠子”這種媒介粒子而相互作用。量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）在某些方面與量子電動(dòng)力學(xué)類似，對(duì)于“強(qiáng)作用力”使原子粒子緊密結(jié)合在一起的作用過(guò)程，QCD最終給出了一個(gè)幾乎完美的闡述。到1994年，蓋爾曼寫到：20世紀(jì)40年代以來(lái)觀測(cè)到的核粒子碰撞“現(xiàn)在都可以用夸克、反夸克和膠子的合成來(lái)解釋。夸克體系，在量子色動(dòng)力學(xué)這一明確理論中得到了具體的表達(dá)，因而揭露出了隱藏在一個(gè)顯然極其復(fù)雜情形下的簡(jiǎn)易性。
理論
1956年，蓋爾曼發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒定律，反映在中微子的自旋上就是左和右不對(duì)稱（中微子只有左旋的，它的反粒子是右旋的），確定了輕子流必須寫成滿足宇稱不守恒條件的形式，理論上稱作形式，而且強(qiáng)子流與輕子流形式完全相同。
奇異量子數(shù)
1952年初，蓋爾-曼開始研究奇異粒子問(wèn)題，并試圖用質(zhì)子和中子的“同位旋”（也稱“對(duì)稱性”）概念來(lái)解釋粒子奇異性。蓋爾曼指出，在強(qiáng)相互作用過(guò)程中，奇異數(shù)是守恒的，所以奇異粒子具有協(xié)同產(chǎn)生的特點(diǎn)，而且它的衰變不能由強(qiáng)作用而只能由弱作用引起。
八重法理論
1961年，蓋爾-曼利用群論數(shù)學(xué)提出了一個(gè)描述次原子粒子的新方法，蓋爾曼指出，所有性質(zhì)相似的強(qiáng)子屬于一個(gè)族。八重法的目的是把一些多重態(tài)結(jié)合成所謂的趨多重態(tài)的粒子群。每一個(gè)趨多重態(tài)是由幾個(gè)多重態(tài)組成的，這些多重態(tài)的個(gè)量子數(shù)（重子數(shù)，核素總角動(dòng)量和宇稱性）的值是相同的。群論指出，每個(gè)超多重態(tài)只可能由、、或個(gè)粒子構(gòu)成的群來(lái)組成。蓋爾-曼提出，質(zhì)子和中子是一個(gè)八重態(tài)的一部分，即每個(gè)都有單位的核素總角動(dòng)量的八個(gè)重子群的一部分。
定理公式
蓋爾曼一勞定理
說(shuō)明了有相互作用的多體系統(tǒng)的基態(tài)與相應(yīng)的無(wú)相互作用多體系統(tǒng)之間的關(guān)系，對(duì)于基態(tài)，右矢和左矢分別為，。
蓋爾曼-西島關(guān)系
對(duì)重子和介子族，蓋爾曼和西島（K.Nishijma）等人曾總結(jié)出一個(gè)有名的實(shí)驗(yàn)式，稱為蓋爾曼--西島關(guān)系，也叫蓋爾曼一西島法則。設(shè)為重子數(shù)，為奇異數(shù)，為粲數(shù)，為同位旋的第三分量，則電荷可以一般地表為：。
蓋爾曼-大久保公式
1962年，蓋爾曼和久保桃（S.Okubo）由群論分析導(dǎo)出了強(qiáng)子一多重態(tài)中質(zhì)量分裂公式，稱為蓋爾曼一大久保公式，即：。
數(shù)學(xué)
蓋爾曼矩陣
量子色動(dòng)力學(xué)認(rèn)為，在顏色空間的轉(zhuǎn)動(dòng)下，夸克場(chǎng)量，作為顏色空間的三行一列矩陣，其變化為：，，是任意參數(shù)，是矩陣，依次為：，，，，，，，，，，這些矩陣稱為蓋爾曼矩陣。
主要論著
主要著作
主要論文
社會(huì)職務(wù)
獎(jiǎng)項(xiàng)與榮譽(yù)
人物關(guān)系
學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)
人物事件
粒子物理傳奇
默里·蓋爾曼就是其中極富傳奇色彩的人物之一，他是一位粒子物理學(xué)界的奇才和天才，做出了許多奠基性的工作，曾經(jīng)主宰粒子物理的走向長(zhǎng)達(dá)20年。蓋爾曼一直是粒子物理學(xué)的開路先鋒，他在24歲發(fā)現(xiàn)了基本粒子的新量子數(shù)奇異數(shù)；32歲提出了強(qiáng)子分類的八重法（相當(dāng)于介子和重子的德米特里·門捷列夫周期表）；35歲創(chuàng)立了夸克模型；40歲榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。蓋爾曼做出的杰出的科學(xué)成就，使他成為一名當(dāng)之無(wú)愧的粒子物理學(xué)的權(quán)威人物。蓋爾曼在奇異性、重整化群、量子色動(dòng)力學(xué)等方面都有重大建樹，他對(duì)基本粒子物理學(xué)的重要貢獻(xiàn)極大地加深了人類對(duì)微觀世界的了解，有人甚至認(rèn)為他是阿爾伯特·愛因斯坦的繼承人之一。
“交換律”想法
青年時(shí)期的蓋爾曼認(rèn)為去當(dāng)時(shí)物理系并不強(qiáng)的麻省理工學(xué)院學(xué)物理是一個(gè)很掉身價(jià)的事情，因?yàn)闆]有更好的選擇，他為此曾考慮過(guò)自殺。后來(lái)，他意識(shí)到自殺和去麻省理工讀書這兩件事情的先后順序不滿足交換律，如果先自殺了就不能再去讀書了，于是選擇先去讀書，等以后再?zèng)Q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。
奇異人生
蓋爾曼在學(xué)術(shù)思想上也是一位標(biāo)新立異之人，性格怪異、特立獨(dú)行，對(duì)傳統(tǒng)科學(xué)思想和研究范式做出種種“反叛”。做客日本講學(xué)，不顧客人的禮貌，毫不客氣地諷刺日本同事“教條主義態(tài)度”“完全不可理喻”，絲毫不講情面，按照現(xiàn)在的說(shuō)法可謂“情商超低”。他給自己的理論起了一些古怪的名字，如奇異數(shù)、八重法、夸克、小牛肉和花母雞等。
博學(xué)多才
他是一個(gè)百科全書式的學(xué)者，通曉的學(xué)科極廣，除數(shù)理類的學(xué)科外，對(duì)考古學(xué)、動(dòng)物分類學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等學(xué)科也非常精通，是20世紀(jì)后期學(xué)術(shù)界少見的通才，人們說(shuō)他有“五個(gè)大腦”。他興趣廣泛，博學(xué)多才，能講六七種語(yǔ)言。
性格缺陷
同樣個(gè)性鮮明的他也有重大性格缺陷，例如他的特立獨(dú)行會(huì)讓人不舒服而不愿意與他打交道。蓋爾曼以愛炫耀自己的博學(xué)和看不起應(yīng)用研究而聞名，他甚至用英文諧音詞稱固體物理學(xué)為“骯臟狀態(tài)物理學(xué)”。他也很輕視別人的貢獻(xiàn)，不愿意提及別人的成績(jī)，這讓人感覺他的自大和狂妄。例如，在參加學(xué)術(shù)研討會(huì)時(shí)就極其容易表現(xiàn)出傲慢的一面，如果他認(rèn)為在他面前作報(bào)告的人所講的東西不重要，他會(huì)公然拿出一份報(bào)紙然后埋頭看報(bào)，表示自己的不屑。
后世紀(jì)念
1984年，蓋爾曼與另外兩位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者安德森（Anderson）和肯尼斯·阿羅（Arrow）發(fā)起組建，建立了能吸引頂尖人才的新興研究所，并將其命名為“圣達(dá)菲研究所”。后來(lái)，為了紀(jì)念蓋爾曼的貢獻(xiàn)，圣塔菲研究所的新主樓以他的名字命名。
名言
參考資料 >
Murray Gell-Mann./www.nndb.com.2024-04-23
Murray Gell-Mann In Memoriam.inference-review.com.2024-04-23
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Conception to birth: A gleam in one scientist’s eye.Santa Fe Institute.2024-05-25