著名物理學(xué)家李政道逝世,享年98歲。
消息早來自復(fù)旦物理教授施郁的微博賬號。后@中國新聞周刊等也證實了該消息。
李政道是早獲得諾貝爾獎的華人科學(xué)家之一,1957年與楊振寧一起因發(fā)現(xiàn)“弱作用下宇稱不守恒定律”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
他還因李模型、相對論性重離子碰撞(RHIC)物理、和非拓?fù)涔铝⒆訄稣摰阮I(lǐng)域的貢獻(xiàn)而聞名。
除了學(xué)術(shù)成就之外,他還對中國科學(xué)發(fā)展起到了巨大的推進(jìn)作用:建議和協(xié)助建造了北京正負(fù)電子對撞機(jī),建議成立國家自然科學(xué)基金、建立博士后制度。
首次登上諾貝爾獎壇的華人
李政道,1926年11月24日出生于上海,祖籍江蘇蘇州。
1956年,時任哥倫比亞大學(xué)教授的李政道和楊振寧二人,在美國《物理評論》上發(fā)表了合作提出的宇稱不守恒理論假設(shè)。
宇稱不守恒定律是指:
在弱相互作用中,互為鏡像的物質(zhì)的運(yùn)動不對稱,由吳健雄用鈷60驗證。
△李政道(左)、楊振寧(右)合影
在1956年以前,科學(xué)界一直認(rèn)為“宇稱守恒”,也就是說,一個粒子的鏡像與其本身性質(zhì)完全相同。
具體來說,當(dāng)時的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)θ和τ兩種介子的自旋、質(zhì)量、壽命、電荷等完全相同,多數(shù)人認(rèn)為它們是同一種粒子,但θ介子衰變時產(chǎn)生兩個π介子,τ子衰變時產(chǎn)生3個,這又說明它們是不同種粒子。
但李政道、楊振寧二人深入研究后,大膽斷言,τ和θ是完全相同的同一種粒子(后來被稱為K介子),但在弱相互作用的環(huán)境中,它們的運(yùn)動規(guī)律卻不一定完全相同。
換一種通俗的說法就是,這兩個相同的粒子如果互相照鏡子的話,在鏡子里和鏡子外,它們的衰變方式不一樣。
也就是說,“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇稱不守恒的。
該觀點(diǎn)被稱為“李-楊假說”。
起初,科學(xué)界還是認(rèn)為這一組粒子是特殊個例。
但此后不久,華裔實驗物理學(xué)家吳健雄巧妙驗證了“宇稱不守恒”——準(zhǔn)確來說,1957年處,美國有三組科學(xué)家?guī)缀跬瑫r通過實驗結(jié)果證實了這一理論假設(shè)。
從此,宇稱不守恒真正被承認(rèn)為一條具有普遍意義的基礎(chǔ)科學(xué)原理。
1957年4月,憑借弱相互作用中宇稱不守恒理論,李、楊二人獲愛因斯坦科學(xué)獎。
同年10月,二人被授予諾貝爾物理學(xué)獎。
△瑞典國王給李政道頒授諾獎。
此時距離李楊兩人發(fā)表論文僅13個月的時間,李政道只有31歲,史上第二年輕的諾貝爾物理學(xué)獎得主(年輕得主為英國物理學(xué)家威廉·勞倫斯·布拉格,時年25歲)。
兩人也成為首次登上諾貝爾獎壇的華人學(xué)者。
獲得諾獎后,李政道還與楊振寧展開了其他項目的合作。
如二人建立了統(tǒng)計物理中多體問題通用理論框架,還一起與物理學(xué)家、MIT教授黃克孫共同研究了玻色硬球系統(tǒng)的統(tǒng)計。
哥大創(chuàng)校200余年年輕教授
讓我們把時鐘往前撥動,回顧李政道的求學(xué)生涯。
公開消息顯示,李政道自幼展露出對數(shù)學(xué)和物理的獨(dú)特興趣,4歲時認(rèn)字,并開始學(xué)習(xí)心算加減法。
中學(xué)時期,《膨脹的宇宙》等科普書籍激發(fā)了他對物理的濃厚興趣;受戰(zhàn)爭影響,他輾轉(zhuǎn)多地求學(xué),高三時因?qū)W業(yè)優(yōu)秀被聘為低年級物理和數(shù)學(xué)代課教師。
1943年,李政道通過全國大學(xué)統(tǒng)一招生考入浙江大學(xué)電機(jī)系。
但入學(xué)一個月后,在浙江大學(xué)物理系教授束星北(理論物理學(xué)家,中國雷達(dá)之父)和王淦昌(核物理學(xué)家,中國科學(xué)院院士)的影響和建議下,李政道改讀物理系。
當(dāng)時物理系學(xué)生少,課程與化工系合并,但束星北常與他討論物理,李政道建立了對物理學(xué)的整體認(rèn)知。
后來,李政道一度投筆從戎,但因受傷而擱淺。
1945年,19歲的李政道亦北京大學(xué)學(xué)生身份,轉(zhuǎn)學(xué)到西南聯(lián)合大學(xué)物理系大二。此期間,他的老師有中國物理學(xué)之父吳大猷、中國近代物理學(xué)奠基人葉企孫等人。
因種種原因,李政道從未取得過正式的小學(xué)、初中、高中和大學(xué)本科畢業(yè)文憑。
△求學(xué)西南聯(lián)大的李政道
1946年,受研制原子彈“種子計劃”,經(jīng)西南聯(lián)合大學(xué)遴選及物理系教授吳大猷力薦,李政道獲國家獎學(xué)金赴美留學(xué)。
他的目的地是芝加哥大學(xué)——但由于沒有大學(xué)本科文憑,只能先當(dāng)非正式生。
后因選學(xué)氫彈之父愛德華·泰勒開設(shè)的量子力學(xué)課程,成績突出,被泰勒引薦給諾貝爾物理學(xué)獎獲得者恩利克·費(fèi)米,成為芝加哥大學(xué)的正式研究生。
1950年6月,李政道攻讀下芝加哥大學(xué)理論物理學(xué)博士學(xué)位,其畢業(yè)論文為《白矮星中的氫含量》。
論文中闡明,白矮星內(nèi)的氫含量不大于1%,將白矮星的錢德拉塞卡極限上限質(zhì)量斷定為后來科學(xué)界所公認(rèn)的1.44倍太陽質(zhì)量。
這一結(jié)論收到諾貝爾獎物理學(xué)獎獲得者蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡的贊賞,論文也獲校長獎。一時之間,李政道被譽(yù)為“神童博士”。
△博士期間的李政道
獲得博士學(xué)位后,李政道在芝加哥大學(xué)、UCLA(加州大學(xué)伯克利分校)和普林斯頓研究院從事研究工作。
1953年,27歲的李政道前往哥倫比亞大學(xué)物理系任助理教授,兩年后升任副教授。
入職哥大的第二年,李政道建立了“李模型”。
這是量子場論中少有的可解模型,對后來的場論和重正化研究有重大影響。
1956年,時年30歲的李政道獲聘哥大教授,創(chuàng)下該校自1754年創(chuàng)建200余年來年輕教授的紀(jì)錄。
1960年,李政道開始擔(dān)任普林斯頓高等研究院教授,同時以兼職教授身份在哥大任教。
1964年,李政道當(dāng)選美國國家科學(xué)院院士。
致力于推動祖國科學(xué)事業(yè)
1972年,李政道自46年出國后第一次回國。
從這之后,他的人生除了研究物理學(xué)之外,又多了推動祖國科學(xué)事業(yè)發(fā)展這第二條主線。
70-80年代,李政道曾針對科學(xué)人才培養(yǎng)提出多項建議,都獲得采納:
建議開設(shè)了中科大少年班建議建立了博士后流動站制度建議成立了國家自然科學(xué)基金委員會建議并協(xié)助建造了北京正負(fù)電子對撞機(jī)
李政道還積極促進(jìn)中美在科學(xué)上的交流合作。
1978、1979年期間,李政道從中牽線,安排中國高能物理考察團(tuán)赴美考察,雙方簽訂合作協(xié)議,為中國發(fā)展高能物理、建造高能加速器鋪設(shè)道路。
并且在1979年,李政道親自回國授課,在北京友誼賓館科學(xué)會堂連講七周,主要是“粒子物理和場論”和“統(tǒng)計力學(xué)”兩門。
不止如此,他長期反復(fù)在中美各所大學(xué)之間游走,終促成了CUSPEA項目。
CUSPEA,全稱中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類研究生計劃,是1979年到1989年間,我國用來選拔派遣學(xué)生到美國攻讀物理專業(yè)研究生的考試,由李政道和中國物理學(xué)界合作創(chuàng)立。
要知道,當(dāng)時沒有向北美派出留學(xué)生的渠道,而且直到80年代初期,國內(nèi)還沒有GRE和托福考試。
但通過CUSPEA,10年期間,有近千名有中國物理專業(yè)學(xué)生留學(xué)深造,培育了電流變/磁流變液物理學(xué)家陶榮甲、洛克菲勒大學(xué)教授任海滄等人。
1994年,李政道當(dāng)選為中國科學(xué)院外籍院士。
2006年,北京大學(xué)成立高能物理中心,李政道擔(dān)任首任主任。
2016年,在李政道的呼吁下,上海交通大學(xué)成立李政道研究所,推動物理學(xué)及其交叉學(xué)科研究。
李政道晚年還活躍在物理學(xué)學(xué)術(shù)研究的前沿,2008-2010年期間,與學(xué)生合作提出“時間子”(timeon)概念,發(fā)表多篇論文。
當(dāng)初宇稱不守恒,是研究為什么左跟右有分別。時間子就是要證明,時間就是有過去和未來之分。
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