发现量子场中夸克渐近自由现象，构建适用于所有物质的“万有理论”　　

　　本报综合报道 瑞典皇家科学院10月5日宣布，将2004年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维·格罗斯(DavidJ.Gross)、戴维·波利策(H.DavidPolitzer)和弗兰克·维尔切克(FrankWilczek)，以表彰他们对量子场中夸克渐近自由过程中的开创性发现。他们将平分总值1000万瑞典克朗(约合130万美元)的奖金。

　　发布会释疑

　　当天的新闻发布会在有着200多年历史的瑞典皇家科学院议事厅举行。物理学奖评审委员会主席苏内·斯万贝里教授和评委代表等出席了新闻发布会，并配合投影屏幕解释了3名美国科学家的得奖理由和相关理论。

　　新闻发布会上可谓惊喜不断。评委们在介绍三位科学家的主要成就———“渐近自由”理论时用橡皮筋打了个比方。这时，一名红衣女郎和一名黑衣男子突然拉着一条彩带上场，演示了“距离”和“色力”的相互关系。

　　有记者问，为什么诺贝尔奖得主以美国人居多？评委代表说，他们在考虑今年诺贝尔物理学奖时确实也关注了欧洲和日本等国科学家，但三位美国获奖者在这个领域作出的贡献确实是决定性的。

　　得奖者感言

　　评委会现场接通了远在美国正在睡梦中的一位得奖者———格罗斯教授。当记者们问格罗斯这个奖是否在他的期待中时，他在电话那头笑着说：“我对此多少还是有些期待的。这些年来，当实验室证据变得越来越充分时，我越来越相信我们的理论是正确的。”

　　随后，维尔切克在马萨诸塞州的家中接受了瑞典广播电台采访，他说自己对赢得诺贝尔奖感到惊讶和感激。“我现在不是一般的清醒，我现在非常清醒，当然，这是我已经梦想了一段时间的事情。”在回答将如何度过这一天时，维尔切克说，他可能会在“离地面6英尺(1.82米)的地方飘飘然地度过”。

　　在接受美联社采访时，维尔切克说，他将取消今天的课程，“今天上午晚些时候，麻省理工学院可能会开香槟庆祝”。

　　评委会盛誉

　　三位科学家早在1973年就通过一个完善的数学模型揭示了夸克渐近自由。根据瑞典皇家科学院发布的声明，诺贝尔物理学奖必须授予那些使全人类都受益的物理方面的重大发明或发现。诺贝尔奖评委会认为他们三人的研究成果对微观世界的研究作出了重大贡献，将他们的发现描述成“夸克世界一项精彩的发现”。瑞典皇家科学院说，由于三位科学家的发现，物理学朝着伟大的梦想又前进了一步，最终将形成一种涵盖包括重力在内的解释一切物理现象的理论体系。　　

　　　-前沿成果

　　“夸克渐近自由”

　　构成世界的最小单位是什么？自然中的各种作用力是通过什么形式相互作用的？这些作用力如何产生？这些贯穿了整个20世纪的问题至今仍然困扰着理论物理和实验物理学。

　　今年诺贝尔物理学奖授予戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克，就是他们三位对夸克渐近自由现象的发现为上述问题找到答案提供了可能。一方面他们的研究成果为量子色动力学(QCD)创建了基础，同时也有助于创建关于夸克结构稳定性的标准模型。标准模型描述了与电磁力、强作用力、弱作用力有关的所有物理现象。通过过去几届诺贝尔奖得主在这方面的贡献，标准模型已经具有了很强的理论立足点，因为它是惟一一种能够兼顾爱因斯坦相对论和量子力学的理论模式。

　　夸克被认为是质子、中子的组成单位。强作用力存在于夸克之间，它是原子核内起维系作用的力量，它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子中的质子和中子束缚在一起。夸克之间越接近，强作用力越弱。当夸克之间非常接近时，强作用力是如此之弱，以至于它们完全可以作为自由粒子活动。这种现象叫作“渐近自由”，即渐近不缚性。与此相反，当夸克之间的距离越大时，强作用力就越强。

　　渐近自由最大的作用是有可能对自然界各种作用力有一个统一的描述方式。目前，QCD这一理论在最近几年欧洲粒子研究中心的实验中得到了很好的证实。但是专家认为，要想能够统一认识自然界中的各种作用力，可能还要对标准模型进行一些修改，一种可能就是引入一种新的粒子概念。

　　对于自然界的四种作用力，其中最为大家熟知的就地心引力。比如苹果落地、太空飞船升空等都直接涉及地心引力问题。有时候地心引力作用力非常强大，如彗星撞击地球表面造成巨大的陨石坑；但有时在微观世界中，比如在电子和质子间的作用力往往就非常微弱。物理学家在“标准模型”理论中提到了另外三种交互作用力：电磁作用力，弱作用力，强作用力。根据标准模型，目前认为夸克构成原子核中的质子和重子，加上远离原子核的电子共同构成原子。扩展之，原子构成分子，分子构成物质，这样宇宙万物就能够完整地表述了。

　　-新闻主角

　　硕果30年后香更浓

　　三位美国科学家30余年前发表的研究成果，让他们荣膺2004年诺贝尔物理学奖。此前，戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克这三人已经得到的物理学大奖无数，独缺分量最重的诺贝尔奖。1973年，维尔切克正在普林斯顿大学读研究生，师从格罗斯。师徒俩1973年发表论文，揭示了粒子物理强相互作用理论中的渐近自由现象。当时他们分别只有32岁和22岁。同年，波利策也独立发表了相关论文。

　　戴维·格罗斯1941年出生于华盛顿，1966年在著名的加利福尼亚大学伯克利分校获得物理学博士学位。之后，他曾在哈佛大学和普林斯顿大学工作，1997年1月，格罗斯来到了风景秀丽的加利福尼亚海滨，担任加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的卡夫利理论物理研究所所长。

　　戴维·波利策1974年获得哈佛大学的物理学博士学位，目前在加利福尼亚理工学院物理系担任教授，同时也是该校粒子物理研究领域的学术带头人之一。加州理工学院坐落于帕萨迪纳美丽的圣盖伯利山脚下，是美国声名显赫的名牌私立大学之一。

　　弗兰克·维尔切克1951年出生在纽约，毕业于芝加哥大学物理系，并前往普林斯顿大学继续深造，毕业后，他在普林斯顿开始执教生涯。1988年他前往加利福尼亚大学圣芭芭拉分校担任教授。2000年秋天，他重回东海岸，担任麻省理工学院的物理系教授。
　

　　相关资料

　　诺贝尔物理学奖十年回眸

　　2003年阿列克谢·阿布里科索夫(俄美双重国籍)、维塔利·金茨堡(俄)以及安东尼·莱格特(英美双重国籍)，表彰他们在量子物理学超导体和超流体领域中作出的开创性贡献。

　　2002年小雷蒙德·戴维斯(美)和小柴昌俊(日)，他们在宇宙中的微中子研究中所作出的卓越贡献；里卡多·贾科尼(美)，他发现了宇宙X射线源。

　　2001年埃里克·康奈尔(美)、卡尔·维曼(美)和沃尔夫冈·克特勒(德)，表彰他们对玻色爱因斯坦冷凝态的研究。

　　2000年若尔斯·阿尔费罗夫(俄)、赫伯特·克勒默(美)和杰克·基尔比(美)，他们的研究奠定了现代信息技术的基础。

　　1999年杰拉尔杜斯·胡弗特(荷)和马丁努斯·韦尔特曼(荷)，表彰他们在理论上解释了亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构。

　　1998年罗伯特·劳克林(美)、霍尔斯特·施特默(德)和崔琦(美)，表彰他们发现了一种具有分数电荷激发状态的新型量电子流，这有助于理解物质的内部基础结构和动力。

　　1997年朱棣文(美)、威廉·菲利普斯(美)和科恩·塔诺季(法)，表彰他们在发展用激光冷却和陷俘原子的方法方面所作的贡献。

　　1996年戴维·李(美)、道格拉斯·奥谢罗夫(美)、R·C·里查森(美)，表彰他们发现了氦-3中的超流动性。

　　1995年马丁·佩尔(美)、弗雷德里克·莱茵斯(美)，表彰他们在轻子物理学所作出的贡献。

　　1994年比尔特拉姆·布洛克豪斯(加)和克利福特·苏尔(美)，表彰他们发展了研究浓缩物质的中子散射技术。

　　　-颁奖预告

　　2004年诺贝尔奖公布时间表

　　10月4日

　　生理学或医学奖公布，美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克获奖。

　　10月5日

　　物理学奖公布，美国科学家戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克获奖。

　　10月6日

　　化学奖公布。

　　10月7日

　　文学奖公布。

　　10月8日

　　惟一不在瑞典公布的奖项———和平奖将在挪威首都奥斯陆公布。

　　10月11日

　　经济学奖公布。

　　颁奖仪式将在12月10日诺贝尔奖创办人阿尔弗雷德·诺贝尔逝世纪念日举行。每一奖项获奖者将分享1000万瑞典克朗(约合130万美元)奖金，并获得一枚金牌和一纸证书。

  [新京报]