默里·蓋爾曼在粒子物理學(xué)上取得了非凡的成就,，他也因?yàn)榕c費(fèi)曼的爭吵而聞名于世，而且他還錯(cuò)失過和愛因斯坦一起討論的機(jī)會,。

毫無疑問,，夸克——組成質(zhì)子、中子以及世間萬物的基本粒子——有著一個(gè)奇怪而又迷人的名字,。發(fā)現(xiàn)夸克的物理學(xué)家默里·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）猶如深愛物理學(xué)一樣地深愛著這個(gè)詞,。他因?yàn)榭偧m正別人在念他姓氏時(shí)的發(fā)音而為人所知，同時(shí)樂于命名新的事物和想法也使得他聞名遐邇,。在這其中,，夸克是他最著名的發(fā)現(xiàn),。“夸克”一詞由蓋爾曼取材自詹姆斯·喬伊斯（James Joyce）的小說《芬尼根守靈夜》（Finnegans Wake）,。這個(gè)高度科學(xué)化的術(shù)語集聰明,、好笑和粗暴于一身，正如它的締造者一樣,。

蓋爾曼年輕的時(shí)候就開始對語言著迷,，當(dāng)時(shí)他幻想著語言學(xué)、自然歷史和考古學(xué)可以幫助他來認(rèn)識世界的多樣性,。他在上小學(xué)的時(shí)候跳了三級,，因此非常年輕就上了大學(xué)。在先后就讀于耶魯大學(xué)和麻省理工之后,，21歲的蓋爾曼便在普林斯頓高等研究所開始了他的博士后工作,，那個(gè)時(shí)候愛因斯坦還經(jīng)常在校園里散步。之后他去了芝加哥大學(xué)和費(fèi)米一起工作,，后來當(dāng)他在加州理工學(xué)院的時(shí)候又和著名物理學(xué)家費(fèi)曼激烈地爭吵過。

正是在那里蓋爾曼奠定了我們對物質(zhì)基本組成認(rèn)識的基礎(chǔ),。他以八重法寫下了亞原子物理的藍(lán)圖,。當(dāng)時(shí)，物理學(xué)家知道質(zhì)子和中子構(gòu)成了原子,，但是他們也發(fā)現(xiàn)了其他許多神秘的粒子,。八重法讓人們重新認(rèn)識了難以理解的粒子物理世界，為甚至都未曾想到的粒子找到了位置,。這一工作是如此的重要,，使得蓋爾曼贏得了1969年的諾貝爾獎。

1984年蓋爾曼在圣塔菲研究所開始了在其他領(lǐng)域的研究工作,，在這個(gè)研究所中科學(xué)家被鼓勵(lì)從事交叉學(xué)科的研究,。坐落于美國新墨西哥州沙漠中一座山高處的這個(gè)研究所被三角葉楊樹和裸露的芙蓉石包圍著，在這里一個(gè)鳥類學(xué)家可以在吃午飯的時(shí)候和政治學(xué)科學(xué)家討論數(shù)據(jù),，并且可以由于沒有紙和鋼筆而用記號筆在窗戶上寫滿統(tǒng)計(jì)的方程,。正因?yàn)樗目臻g設(shè)計(jì)、色彩明亮的墻壁,、蜿蜒的散步小徑以及廚房里大量供應(yīng)的糖果,，圣塔菲看上去就像是科學(xué)家的樂園。

問：你以發(fā)現(xiàn)夸克這種組成我們宇宙的基本粒子而被廣為人知,。但是多年來你的同事中仍有許多不相信夸克的存在,。這是為什么？

答：你無法直接看到夸克,。它們又具有一些不尋常的性質(zhì),，這就是為什么人們一開始就很難相信它的緣故,。很多人不相信它，還有很多人認(rèn)為我瘋了,?？淇擞肋h(yuǎn)被禁閉在了中子和質(zhì)子中。你無法單獨(dú)把它們提取出來研究,。因此從這個(gè)方面來講,，它們確實(shí)有點(diǎn)特殊。

問：對于一個(gè)普通人而言應(yīng)該如何來想象夸克,？被束縛在原子中的小球,？

答：在經(jīng)典物理中，你可以把夸克想成點(diǎn),。而在量子力學(xué)中,，夸克就不再是一個(gè)點(diǎn)了，它會具有很大的“彈性”,。有時(shí)它表現(xiàn)的會像是一個(gè)點(diǎn),，但有時(shí)它又會彌散開，有時(shí)甚至它還會像波,。

問：當(dāng)粒子在對撞機(jī)中相互碰撞的時(shí)候是個(gè)什么樣子,？它們不會像桌球那樣碰撞嗎？

答：這取決于物理?xiàng)l件,。在非常高能的情況下,，兩個(gè)碰撞的粒子之間不會發(fā)生反彈，相反它們的碰撞會產(chǎn)生大量的粒子,。你會看到大量往各個(gè)方向飛散的粒子,，這可能和現(xiàn)實(shí)更接近一點(diǎn)。

問：那么這是不是類似一個(gè)蘋果和一個(gè)橙子之間的碰撞會產(chǎn)生香蕉一樣呢,？

答：不,，不，不,。你會得到所有類型東西,，小蘋果、小橙子,，還有香蕉,、反香蕉、葡萄……

問：那么有多少種基本粒子,？

答：我們的標(biāo)準(zhǔn)模型是基于大約60種粒子的,，但是也許還有更多。目前我們能探測的都是能量較低的粒子。

問：上個(gè)世紀(jì)60,、70年代是粒子物理的全盛時(shí)期,，發(fā)現(xiàn)了許多亞原子粒子——其中不僅僅是基本粒子。你能談?wù)勈鞘裁粗敢惆l(fā)現(xiàn)了夸克嗎,？

答：這對于我來說非常具有戲劇性,。我當(dāng)時(shí)已經(jīng)花了幾年的時(shí)間來研究參與強(qiáng)相互作用的粒子的屬性。正是強(qiáng)相互作用束縛住了原子核中的粒子,。強(qiáng)相互作用粒子包括了中子和質(zhì)子,，這兩種是最常見的。但是在粒子加速器中當(dāng)質(zhì)子之間發(fā)生碰撞的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了幾十,、幾百個(gè)其他的粒子,。這對于我們說，意味著中子和質(zhì)子具有很多很多的能級,。

問：這些粒子和質(zhì)子以及中子很相似,，但是通常并不存在于自然界，對嗎,？

答：它們是由加速器中粒子碰撞產(chǎn)生的,，它們會在很短的時(shí)間內(nèi)衰變。在非常短的時(shí)間里,，它們就會變成其他東西,。我曾經(jīng)預(yù)言，Ω超子會衰變成一個(gè)中性π介子和Ξ超子,，之后中性π介子又會衰變成光子，Ξ超子會衰變成負(fù)π介子和一個(gè)Λ超子,。再然后,，Λ超子會衰變成一個(gè)負(fù)π介子和一個(gè)質(zhì)子。太陽的內(nèi)部具有非常高的溫度,，但是即便如此也不足以產(chǎn)生這些粒子,。

問：這些特殊的粒子還存在于物理實(shí)驗(yàn)以外的地方嗎？

答：它們還存在于宇宙大爆炸之后不久溫度極其高的時(shí)候,，它們還會出現(xiàn)在宇宙線中,。宇宙線絕大部分是質(zhì)子，但是它們會撞擊地球大氣中的原子核,，進(jìn)而產(chǎn)生這些稀有的粒子,。

問：但是當(dāng)你在1964年預(yù)言夸克的時(shí)候，你意識到它并不僅僅是另一種普通的粒子,，是嗎,？

答：是的。看著已知的粒子和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),，很顯然中子和質(zhì)子是由三種分?jǐn)?shù)電荷的粒子組成的,，我把它們稱為夸克。直到那個(gè)時(shí)候所有已知粒子的電荷都是質(zhì)子的整數(shù)倍,?？淇擞肋h(yuǎn)被禁閉在中子和質(zhì)子中，因此你無法把它們拿出來單獨(dú)研究,。于是中子和質(zhì)子不再是基本粒子,。推理并不是一件困難的事情，相信它才是,，因?yàn)閺膩頉]有人聽到過關(guān)于中子和質(zhì)子的組成以及分?jǐn)?shù)電荷,，也沒有聽說過被禁閉在某種可觀測粒子中的、不可直接探測的粒子,。

問：隨著時(shí)間的流逝,，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了越來越多的粒子。粒子的數(shù)量會是無窮大嗎,？

答：所有的理論物理學(xué)家都喜歡“簡單”,。在基本物理學(xué)中“簡單”一直是一個(gè)可靠的向?qū)А５菍τ谝衙牧Ｗ訑?shù)量來說,，這一條似乎并不起作用,。這可能是由于表達(dá)上簡單的理論造成的。這些粒子的數(shù)量可能會一直增長下去,，但是我們只能在實(shí)驗(yàn)中探測那些低能的粒子,。

問：現(xiàn)在科學(xué)家寄希望在大型強(qiáng)子對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)中找到另一些被預(yù)言的粒子。你認(rèn)為這會為我們澄清一些事情嗎,？

答：這里還有另一種可能性,，那就是發(fā)現(xiàn)了一些意料之外的現(xiàn)象。如果他們發(fā)現(xiàn)了一些全新的,、無法解釋的東西,，這會在讓我們失望的同時(shí)，又會讓我們非常興奮,。

問：當(dāng)你還是一個(gè)小孩的時(shí)候被認(rèn)為是數(shù)學(xué)神童,，但是數(shù)學(xué)并不是你唯一的興趣是嗎？

答：我記得我5歲的時(shí)候就開始翻看我父親的書,。他有一個(gè)非常大的圖書館,。在大蕭條期間，當(dāng)我們不得不搬到小一點(diǎn)的公寓的時(shí)候,，他不得不舍棄它們,。他花了5美元讓人搬走了他的圖書館。非常令人傷心。但是他大約留下50本書,。其中之一是關(guān)于英語中單詞的希臘語和拉丁語起源的,。因此我了解了希臘語和拉丁語是怎么形成英語中的某些詞的。這非常讓人激動,。這從那時(shí)起便開啟了我對詞源學(xué)的興趣,。

我的數(shù)學(xué)一直很好。我喜歡數(shù)學(xué),，喜歡學(xué)習(xí)它,、使用它。我也喜歡歷史,，尤其是考古學(xué)和語言學(xué),。我經(jīng)常和我哥哥一起談?wù)摽脊艑W(xué)和詞源學(xué)，盡管他從來沒有從事過有關(guān)的工作,，但是他非常聰明,，也知道很多。他還對鳥類和動物非常感興趣,。鳥類學(xué)中沒有太多的科學(xué)原理,，只是看到鳥兒之后識別出它們的種類、鳴叫和來自何方,。和他一起去觀鳥是那時(shí)最有趣的事情,。我哥哥在我3歲的時(shí)候就開始教我認(rèn)字了。

問：當(dāng)你在大學(xué)的時(shí)候,，興趣是在考古學(xué),、自然歷史以及語言學(xué)上。但是你父親卻希望你當(dāng)一名工程師好來賺錢,。

答：我說,，我寧可受窮或者死也不愿意當(dāng)工程師，因?yàn)槲也簧瞄L那些,。如果讓我設(shè)計(jì)什么，肯定會出問題,。當(dāng)我去耶魯?shù)臅r(shí)候,，我接受的一個(gè)能力測試。當(dāng)測試顧問給我測試結(jié)果的時(shí)候,，他說：“你可以做許多其他的事情,，除了工程師?！?/p>

問：那后來你是怎樣選擇物理的呢,？

答：在我父親放棄讓我當(dāng)工程師的想法之后，他說：“我們妥協(xié)一下，你去學(xué)物理怎么樣,？廣義相對論,、量子力學(xué)，你會喜歡它的,?！蔽蚁胛铱梢匀ピ囈幌挛腋赣H的建議，我不知道為什么,。我從來沒有聽過他的建議,。他告訴我，如果我深入的話物理學(xué)會是如何的美麗,，這份美吸引了我,。我父親喜歡物理，他是愛因斯坦的崇拜者,。他會把自己鎖在房間里學(xué)習(xí)廣義相對論,，盡管他從來沒有真正懂得它。我的觀點(diǎn)是,，你必須先輕視它,，然后才能掌握它。

問：這是為什么,？

答：如果你太景仰它,，就會對它望而生畏，于是你就不會去學(xué)習(xí)它,。我父親就認(rèn)為廣義相對論非常難,，要花上好幾年的時(shí)間才能弄懂，而且世界上只有幾個(gè)人真正懂它,，等等,。但是我在耶魯?shù)臅r(shí)候有個(gè)好老師亨利·馬吉諾（Henry Margenau），他的態(tài)度正好相反,。他認(rèn)為,，只要學(xué)了數(shù)學(xué)人人都可以懂相對論。他說：“我們在星期二和星期四準(zhǔn)備數(shù)學(xué),，到了星期天和下周二就能學(xué)廣義相對論,。”他是對的,，效果不賴,。

問：你認(rèn)識歷史上一些最偉大的物理學(xué)家。在你的心目中誰的地位最高,？

答：我不會盲目崇拜別人,，尤其是物理學(xué)家,。費(fèi)曼非常出色（1965年因?yàn)樗诹Ｗ游锢碇械呢暙I(xiàn)獲得了諾貝爾獎），但是并沒有他自己認(rèn)為的那么出色,。他太自我,，在奇聞軼事上花了太多精力。費(fèi)米也非常杰出（他研發(fā)了第一個(gè)核反應(yīng)裝置）,，但是他也有他的局限性,，犯過錯(cuò)。在我從事的理論物理領(lǐng)域中,，我還沒有看到誰是不具有局限性的人,。

問：回到那個(gè)年代，你覺得你周圍的人特殊嗎,？

答：不覺得,。我認(rèn)識他們中的大部分。我不認(rèn)識薛定諤,，由于某些原因我錯(cuò)過了認(rèn)識他的機(jī)會,。但是我確實(shí)和海森堡的關(guān)系不錯(cuò)。他也是量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)者之一,。但是當(dāng)我認(rèn)識他的時(shí)候,，盡管他還不是很老，但是或多或少有些古怪,。

問：怎么個(gè)怪法,？

答：他有時(shí)候會不知所云。他會把一些胡扯的東西稱為理論,。他的目的是為了找到一個(gè)能包含所有粒子和力的統(tǒng)一理論,。他思考著一個(gè)方程，但是這個(gè)方程絲毫沒有實(shí)際意義,。用它根本行不通,，無解。但是泡利是個(gè)有趣的人,，他不會像海森堡那樣去觸及一些至少在物理上是瘋狂的事情,。他同意參加海森堡的計(jì)劃。

但是后來泡利來了美國,，有不同的人和他一起工作,，其中也包括費(fèi)曼和我。許多人告訴泡利：“聽著,，你不應(yīng)該摻和這事兒，這完全就是胡扯,，你要為你的名聲考慮,?！迸堇硎就猓⑶医o海森堡寫信,，大致說：“我退出,，這沒有意義?！痹诹硪环庑胖?，泡利畫了一個(gè)矩形，然后寫道：“這是為了證明我可以像提香（畫家）一樣描繪這個(gè)世界,，但唯一缺乏的是技術(shù)細(xì)節(jié),。泡利?！睋Q句話說,，海森堡提供了一個(gè)畫框，但是沒有畫,。我和泡利非常熟,。我也認(rèn)識迪拉克，他是個(gè)非常怪的人,。

當(dāng)然,，我認(rèn)識這些人的時(shí)候他們都已經(jīng)老了，而并非是在他們年輕并且取得最重要成就的時(shí)候,。但是,，我確實(shí)認(rèn)識這些被人們崇拜的人。我不認(rèn)為他們有多特殊,。不過現(xiàn)在回頭看,，那個(gè)時(shí)候確實(shí)是一個(gè)令人激動的時(shí)代。

但是,，我的老師維克多·韋斯科普夫（Victor Weiskopf）指出這里有一個(gè)很大的不同,。那就是那些從1924年、1925年開始認(rèn)識到原子和分子真正如何運(yùn)轉(zhuǎn)的量子力學(xué)的開創(chuàng)者,，他們也會問一些甚至可能只有普通人才會問的簡單問題,。例如，維克多曾說,，其中一個(gè)問題是為什么我的一根手指無法穿過另一根,。最終這演變成了不相容原理（兩個(gè)粒子不能同時(shí)占據(jù)空間中的同一個(gè)位置），等等,。然而現(xiàn)在你不得不小心謹(jǐn)慎地提問,。

問：你和費(fèi)曼在加州理工發(fā)生的故事非常著名。那是怎么回事,？

答：在33年的時(shí)間里,，我們的辦公室是緊挨著的,。當(dāng)我剛到加州理工的時(shí)候，我對費(fèi)曼非常非常熱情,。他也被我吸引住了,，但我覺得他有點(diǎn)極端。和他一起工作我獲得了很多快樂,。他很有趣,，也很聰明。

問：那么關(guān)于你們兩個(gè)人之間的分歧呢,？

答：我們一直都會爭論,。當(dāng)我們曾經(jīng)很友好的時(shí)候，我們會爭論,。后來我對他不是那么熱情了,，我們也爭論。當(dāng)時(shí)他做了一些非常好的工作——但并不非常艱深,，對于了解質(zhì)子和中子的結(jié)構(gòu)非常重要,。在那個(gè)工作中他提到了夸克、反夸克和膠子,，不過他沒有這么稱呼它們,。他稱它們?yōu)椤安糠肿印薄＿@個(gè)詞一半來自拉丁語,，一半來自希臘語,，很愚蠢。他說他不關(guān)心它們是什么,，因此他為它們造了這個(gè)詞,。但是它們就是夸克、反夸克和膠子,，他本來是可以這么說的,。后來人們真正意識到了它們就是夸克，因此就有了后來的“夸克-部分子”模型,。我們最終建立了一個(gè)理論——并不僅僅是我一個(gè)人,，是大家合作的結(jié)果。我們建立了量子色動力學(xué),，這個(gè)詞是我提出的,。量子色動力學(xué)描述了夸克和膠子之間的相互作用，正是這種相互作用把夸克束縛在了一起,。不過費(fèi)曼不相信它,。

問：他不相信這個(gè)理論是正確的？

答：是的,。他有基于他的部分子的其他理論,。幾年之后他最終放棄了,，因?yàn)樗苈斆鳎庾R到我們是正確的,。但是他堅(jiān)持，我不明白為什么他會這么做,。部分子……

問：費(fèi)曼的古怪是出了名的,。你們以前有沒有一起搞怪？

答：我們確實(shí)做過許多有意思的事情,。他的一個(gè)朋友是一個(gè)上了年紀(jì)的美國畫家,。我已經(jīng)去世的妻子瑪格麗特以及我和他的關(guān)系也很好。他過生日,，瑪格麗特和我想送他一只孔雀,。因此我們和費(fèi)曼夫婦合伙。他們先把他的注意力吸引到別處,，然后瑪格麗特和我則把孔雀放到他的臥室里,。他的床上有一只孔雀！這絕對是不可思議的生日禮物,。

問：你是否覺得費(fèi)曼成為這樣一個(gè)名人有點(diǎn)奇怪,？

答：費(fèi)曼是一個(gè)特殊的例子，因?yàn)樗且粋€(gè)十分聰明,、極端而又成功的科學(xué)家,，但同時(shí)他也是個(gè)小丑。有時(shí)他甚至更像小丑而不是科學(xué)家,。

問：但是你和費(fèi)曼能就物理進(jìn)行非常深入的討論,。你們彼此非常契合，是嗎,？

答：有幾年,，后來我就開始厭煩他了。他總是太自我,。每件事情都想證明他的聰明,。因此，如果在討論中我們得到了一些有趣的結(jié)果,，他的解釋就是,，“你看，還是我聰明,?！边@很惱人，因此幾年之后我就不和他一起工作了,。

問：對于費(fèi)曼,、愛因斯坦或者其他的傳奇性物理學(xué)家,，你認(rèn)為他們是天才嗎？

答：愛因斯坦十分特殊,，他創(chuàng)造了廣義相對論,。即使在今天或者34年前做出這樣的工作都是非常令人震驚的，是非常非常杰出的成就,。但是他卻是在1915年做的,，這就讓人難以置信了。

問：當(dāng)你在高等研究所的,，愛因斯坦也在那里,。盡管那時(shí)他已接近生命的最后時(shí)刻，你有沒有從他身上學(xué)到些什么,？

答：我本來可以的,。我本來可以和他的秘書預(yù)約，然后和他見面的,。我本來可以問他一些問題,，如果是現(xiàn)在我立馬會去做。但是我發(fā)現(xiàn),，他不相信量子力學(xué),，不了解我們所研究的粒子。如果我向他展示我所做的研究,，他不會有任何反應(yīng),。而如果他告訴我他正在做的東西，我也不會相信的,。因此我什么也沒做,。我會說：“嗨，早上好,?！彼麜卮鹫f：“早上好?！保ㄒ话胗⒄Z,，一半德語。）就這些,。

問：你現(xiàn)在在做些什么,？

答：和來自全世界的其他一些人一起，我們正在尋求另一種描述熵的數(shù)學(xué)方法,，這對于描述諸如金融市場或者社會相互作用這樣的不同環(huán)境而言將會是有益的,。它也許最后會變成一個(gè)非常靈活的工具。這也正是我們所希望的，當(dāng)然也有人認(rèn)為它根本就沒什么用,。

（本文已刊載于《世界科學(xué)》2009年第6期）

[Discover 2009年04月]