人物經歷
戴維·格羅斯曾在哈佛大學和普林斯頓大學工作,並於1972年被普林斯頓大學聘為教授。
![戴維·格羅斯](/img/0/48f/wZwpmLxMDOyIDO2kjN5MDO0UTMyITNykTO0EDMwAjMwUzL5YzL2EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
1997年1月,格羅斯來到了風景秀麗的加利福尼亞海濱,擔任加利福尼亞大學聖巴巴拉分校的卡夫利理論物理研究所所長。
個人榮譽
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在從事物理學研究的幾十年間,他曾獲得美國國家科學院、美國物理學會、美國科學促進會和一些私人基金會的多項科學大獎。2004年諾貝爾物理學獎授予美國科學家戴維·格羅斯(David J.Gross)、戴維·波利策(H.DavidPolitzer)和弗蘭克·維爾切克(FrankWilczek),以表彰他們對量子場中夸克漸近自由過程中的開創性發現,他們發現量子場中夸克漸近自由現象,構建適用於所有物質的“萬有理論”。
科學研究
構成世界的最小單位
構成世界的最小單位是什麼?自然中的各種作用力是通過什麼形式相互作用的?這些作用力如何產生?這些貫穿了整個20世紀的問題至今仍然困擾著理論物理和實驗物理學。就是他們三位對夸克漸近自由現象的發現為上述問題找到答案提供了可能。一方面他們的研究成果為量子色動力學創建了基礎,同時也有助於創建關於夸克結構穩定性的標準模型。標準模型描述了與電磁力、強作用力、弱作用力有關的所有物理現象。通過過去幾屆諾貝爾獎得主在這方面的貢獻,標準模型已經具有了很強的理論立足點,因為它是惟一一種能夠兼顧愛因斯坦相對論和量子力學的理論模式。
揭示夸克漸近自由
三位科學家早在1973年就通過一個完善的數學模型揭示了夸克漸近自由。根據瑞典皇家科學院發布的聲明,諾貝爾物理學獎必須授予那些使全人類都受益的物理方面的重大發明或發現。諾貝爾獎評審會認為他們三人的研究成果對微觀世界的研究作出了重大貢獻,將他們的發現描述成“夸克世界一項精彩的發現”。瑞典皇家科學院說,由於三位科學家的發現,物理學朝著偉大的夢想又前進了一步,最終將形成一種涵蓋包括重力在內的解釋一切物理現象的理論體系。
漸近自由
夸克被認為是質子、中子的組成單位。強作用力存在於夸克之間,它是原子核內起維繫作用的力量,它將質子和中子中的夸克束縛在一起,並將原子中的質子和中子束縛在一起。夸克之間越接近,強作用力越弱。當夸克之間非常接近時,強作用力是如此之弱,以至於它們完全可以作為自由粒子活動。這種現象叫作“漸近自由”,即漸近不縛性。與此相反,當夸克之間的距離越大時,強作用力就越強。
漸近自由的作用
漸近自由最大的作用是有可能對自然界各種作用力有一個統一的描述方式。目前,QCD這一理論在最近幾年歐洲粒子研究中心的實驗中得到了很好的證實。但是專家認為,要想能夠統一認識自然界中的各種作用力,可能還要對標準模型進行一些修改,一種可能就是引入一種新的粒子概念。
四種作用力
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對於自然界的四種作用力,其中最為大家熟知的就地心引力。比如蘋果落地、太空飛船升空等都直接涉及地心引力問題。有時候地心引力作用力非常強大,如彗星撞擊地球表面造成巨大的隕石坑;但有時在微觀世界中,比如在電子和質子間的作用力往往就非常微弱。物理學家在“標準模型”理論中提到了另外三種互動作用力:電磁作用力,弱作用力,強作用力。根據標準模型,目前認為夸克構成原子核中的質子和重子,加上遠離原子核的電子共同構成原子。擴展之,原子構成分子,分子構成物質,這樣宇宙萬物就能夠完整地表述了。
榮膺2004年諾貝爾物理學獎
三位美國科學家30餘年前發表的研究成果,讓他們榮膺2004年諾貝爾物理學獎。此前,戴維·格羅斯、戴維·波利策和弗蘭克·維爾切克這三人已經得到的物理學大獎無數,獨缺分量最重的諾貝爾獎。1973年,維爾切克正在普林斯頓大學讀研究生,師從格羅斯。師徒倆1973年發表論文,揭示了粒子物理強相互作用理論中的漸近自由現象。當時他們分別只有32歲和22歲。同年,波利策也獨立發表了相關論文。
報告
戴維·格羅斯
2008年5月30日,戴維·格羅斯教授做客蘭州大學,這位有著美國科學院院士、歐洲科學院院士等多個頭銜的國際學術界的重量級人物,在一場題為《基礎物理學未來的革命》的報告中,以其大科學家儒雅謙遜的風範,風趣幽默的談吐給蘭大學子奉獻了一道精美的學術大餐。報告會前,蘭大副校長李廉還向其頒發了蘭大客座教授聘書。
弦理論的由來
在長達兩個小時的報告中,戴維·格羅斯教授主要介紹了弦理論的由來、發展現狀以及未來可能的發展。他說:“過去,我們已經有了關於基本粒子的成功理論,粒子之間存在著四種相互作用力,即重力、磁力、強相互作用力、弱相互作用力。愛因斯坦曾試圖將四種力統一起來,建立一種大統一理論,但是失敗了。現在發展的弦理論,最初是為了解決量子力學的一些問題,隨後不斷發展,形成了一套試圖將四種力統一起來的理論。很多人認為弦理論相當於哲學,不能創造什麼直接的經濟價值,最重要的價值是,它可以幫助回答人們感興趣、想理解的問題。在我看來,弦理論是一個我們還沒有完全了解的理論,它要接受檢驗。我們只能知道現在發生的事情,但誰能知道明天會怎么樣呢?”儘管格羅斯教授的報告會全部用英語,但現場300名蘭大學子仍然聽得津津有味,多數學生邊聽邊在記事本上記錄著,到場的學生90%是蘭大物理學院的。
感興趣的工作
報告會開始前,記者向格羅斯教授提問:“您1973年出成果,2004年才榮獲諾貝爾物理學獎,等了31年,獲獎時的感受怎樣?”格羅斯教授回答說:“雖然很多科學家在各自的崗位上默默耕耘了許多年,得不了諾貝爾獎,但這並不妨礙他們成為偉大的科學家。獲得諾貝爾獎並不是第一位的,更何況,科學家也不是為獲獎而工作,單純為獲獎而工作是很愚蠢的想法。人們之所以從事科學研究,主要是因為人們對科學感興趣,真正的獎勵是工作中有新的發現,諾貝爾獎只是一種榮譽,一個記號,不能看得太重。”
在談到中國科學家何時能獲得諾貝爾獎時,格羅斯教授表示,“諾貝爾獎往往會表彰20年前甚至30年前取得的成就,我堅信,中國科學家有一天肯定會獲得諾貝爾獎,但這個過程還需花一些時間。”
建議
報告會結束後,一名大學生將格羅斯教授“堵”在走廊里用英語討教:“很多人都想知道您成功的經驗,您對我們大學生有什麼建議?”
格羅斯回答說:“幾乎每到一個地方都有人問我這個問題,我沒有什麼經驗可談,但我會勉勵大學生:乾自己喜歡的事;敢於提問,而且要經常提問;敢於承擔風險。大家都知道,乾自己喜歡的事不一定都能成功,但年輕人還是要敢於嘗試。嘗試了有可能失敗,但不去嘗試就不可能成功,做自己喜歡的事,即使失敗了也是快樂的。”