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享年98歲:諾貝爾物理學獎獲得者李政道逝世

來源:量子位   編輯:非小米 時間:2024-08-05 19:20人閱讀

著名物理學家李政道逝世,享年98歲。

消息最早來自復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。

享年98歲:諾貝爾物理學獎獲得者李政道逝世

李政道是最早獲得諾貝爾獎的華人科學家之一,1957年與楊振寧一起因發現“弱作用下宇稱不守恒定律”獲得諾貝爾物理學獎。

他還因李模型、相對論性重離子碰撞(RHIC)物理、和非拓撲孤立子場論等領域的貢獻而聞名。

除了學術成就之外,他還對中國科學發展起到了巨大的推進作用:建議和協助建造了北京正負電子對撞機,建議成立國家自然科學基金、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,時任哥倫比亞大學教授的李政道和楊振寧二人,在美國《物理評論》上發表了合作提出的宇稱不守恒理論假設。

宇稱不守恒定律是指:

在弱相互作用中,互為鏡像的物質的運動不對稱,由吳健雄用鈷60驗證。

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△李政道(左)、楊振寧(右)合影

在1956年以前,科學界一直認為“宇稱守恒”,也就是說,一個粒子的鏡像與其本身性質完全相同。

具體來說,當時的科學家發現θ和τ兩種介子的自旋、質量、壽命、電荷等完全相同,多數人認為它們是同一種粒子,但θ介子衰變時產生兩個π介子,τ子衰變時產生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境中,它們的運動規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。

該觀點被稱為“李-楊假說”。

起初,科學界還是認為這一組粒子是特殊個例。

但此后不久,華裔實驗物理學家吳健雄巧妙驗證了“宇稱不守恒”——準確來說,1957年處,美國有三組科學家幾乎同時通過實驗結果證實了這一理論假設。

從此,宇稱不守恒真正被承認為一條具有普遍意義的基礎科學原理。

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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獎。

同年10月,二人被授予諾貝爾物理學獎。

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△瑞典國王給李政道頒授諾獎。

此時距離李楊兩人發表論文僅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獎得主(最年輕得主為英國物理學家威廉·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。

如二人建立了統計物理中多體問題通用理論框架,還一起與物理學家、MIT教授黃克孫共同研究了玻色硬球系統的統計。

哥大創校200余年最年輕教授

讓我們把時鐘往前撥動,回顧李政道的求學生涯。

公開消息顯示,李政道自幼展露出對數學和物理的獨特興趣,4歲時認字,并開始學習心算加減法。

中學時期,《膨脹的宇宙》等科普書籍激發了他對物理的濃厚興趣;受戰爭影響,他輾轉多地求學,高三時因學業優秀被聘為低年級物理和數學代課教師。

1943年,李政道通過全國大學統一招生考入浙江大學電機系。

但入學一個月后,在浙江大學物理系教授束星北(理論物理學家,中國雷達之父)和王淦昌(核物理學家,中國科學院院士)的影響和建議下,李政道改讀物理系。

當時物理系學生少,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的整體認知。

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學生身份,轉學到西南聯合大學物理系大二。此期間,他的老師有中國物理學之父吳大猷、中國近代物理學奠基人葉企孫等人。

因種種原因,李政道從未取得過正式的小學、初中、高中和大學本科畢業文憑。

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△求學西南聯大的李政道

1946年,受研制原子彈“種子計劃”,經西南聯合大學遴選及物理系教授吳大猷力薦,李政道獲國家獎學金赴美留學。

他的目的地是芝加哥大學——但由于沒有大學本科文憑,只能先當非正式生。

后因選學氫彈之父愛德華·泰勒開設的量子力學課程,成績突出,被泰勒引薦給諾貝爾物理學獎獲得者恩利克·費米,成為芝加哥大學的正式研究生。

1950年6月,李政道攻讀下芝加哥大學理論物理學博士學位,其畢業論文為《白矮星中的氫含量》。

論文中闡明,白矮星內的氫含量不大于1%,將白矮星的錢德拉塞卡極限上限質量斷定為后來科學界所公認的1.44倍太陽質量。

這一結論收到諾貝爾獎物理學獎獲得者蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡的贊賞,論文也獲校長獎。一時之間,李政道被譽為“神童博士”。

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△博士期間的李政道

獲得博士學位后,李政道在芝加哥大學、UCLA(加州大學伯克利分校)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,創下該校自1754年創建200余年來最年輕教授的紀錄。

1960年,李政道開始擔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,李政道當選美國國家科學院院士。

致力于推動祖國科學事業

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之外,又多了推動祖國科學事業發展這第二條主線。

70-80年代,李政道曾針對科學人才培養提出多項建議,都獲得采納:

建議開設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基金委員會建議并協助建造了北京正負電子對撞機

李政道還積極促進中美在科學上的交流合作。

1978、1979年期間,李政道從中牽線,安排中國高能物理考察團赴美考察,雙方簽訂合作協議,為中國發展高能物理、建造高能加速器鋪設道路。

并且在1979年,李政道親自回國授課,在北京友誼賓館科學會堂連講七周,主要是“粒子物理和場論”和“統計力學”兩門。

不止如此,他長期反復在中美各所大學之間游走,最終促成了CUSPEA項目。

CUSPEA,全稱中美聯合培養物理類研究生計劃,是1979年到1989年間,我國用來選拔派遣學生到美國攻讀物理專業研究生的考試,由李政道和中國物理學界合作創立。

要知道,當時沒有向北美派出留學生的渠道,而且直到80年代初期,國內還沒有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學生留學深造,培育了電流變/磁流變液物理學家陶榮甲、洛克菲勒大學教授任海滄等人。

1994年,李政道當選為中國科學院外籍院士。

2006年,北京大學成立高能物理中心,李政道擔任首任主任。

2016年,在李政道的呼吁下,上海交通大學成立李政道研究所,推動物理學及其交叉學科研究。

李政道晚年還活躍在物理學學術研究的前沿,2008-2010年期間,與學生合作提出“時間子”(timeon)概念,發表多篇論文。

當初宇稱不守恒,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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