15岁考上耶鲁大学物理系,智力惊人的他让混乱的微观粒子变得有序
量子电动力学,无论用哪种尺度衡量,都是真正伟大的发现,它光荣总结了半个世纪令人目不暇接的科学。在量子电动力学中,原子带给我们一个理论,它以惊人的准确性解释了我们宇宙的大部分。
但是,自从量子电动力学自20世纪40年代末期大获全胜以来,物理学界开始变得支离破碎。作为量子电动力学的结果,科学家确信宇宙中绝大部分物质由两种基本单位组成:原子与光。
光由称为光子的微小粒子组成,而原子由三个部分组成,电子,质子和中子。而由于反物质的存在,还有反质子,反中子和正电子。
由于量子电动力学的法则,物理花园里的一切看起来欣欣向荣。但是,很大程度上处于物理学家的努力工作,一批新的怪异粒子突然出现了,好像宴会上突然闯入的不速之客,那些怪异的实体,不容于任何已知的理论,频频出现在物理实验室中,科学家甚至都来不及给它们起名字,中微子,正介子,负介子,K介子…,每一个都有其发物质伴随。情况完全是一团糟,物理学家绝望地称之为“粒子动物园”!
看起来好像每次科学家解决自然的一个奥秘,原子就会给他们看看更奇怪的。不到几年时间,原子物理就从泰然自若变成一团乱麻。当然,要解释这一新的谜团需要另一个科学革命!
默里-盖尔曼时隔少年天才,15岁的时候就已经在耶鲁大学开始学习物理了,20岁刚出头它就拿到了博士学位,它不可思议的智力常常令旁人惊骇。他能说好几门语言,并且似乎对别人提出的任何问题都有深入的了解。
盖尔曼独辟蹊径,使用了一种完全不同的数学使得数目庞大的亚原子粒子可以处理。他所用的是一种偏僻的数学,成为群论。顾名思义,这门理论分析数学和符号的分类,把它们组成简单的模式和对称形式,就像一门抽象的折纸艺术。使用这一技术,盖尔曼逐渐把所有已知的粒子归位到一个有组织的系统中,他把它叫做八正道,这个词来源于一首佛教的诗。
接着他得到最惊人的启示,盖尔曼意识到它的群论指向一个更深刻的数学真理,将完全重写原子法则手册。盖尔曼的数学给他的启示是,为了让所有的新粒子在他的八正道中显现连贯的模式,他必须承认一个更深刻更基础的现实,事物完全和它们的表象不同。
物理学家已经习惯于这样的概念,原子里有三种不同的微粒,电子绕圈运动,质子和中子组成其核心。而盖尔曼大胆猜测,质子和中子本身由更基本的微粒组成,他称作“夸克”!夸克的发现成功地让混乱的粒子动物园变得有序!