夸克理论的提出者默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann，1929年9月15日－2019年5月24日)，因在基本粒子的分类及相互作用方面的贡献而获得1969年的诺贝尔物理学奖。图为盖尔曼在2012年参加达沃斯世界经济论坛。图源：Flickr
导读： 默里·盖尔曼在 1964 年提出夸克模型，该模型认为质子和中子是由三个夸克组成的。这一发现开辟了人们对物质结构认识的新篇章，他因此获得了1969 年诺贝尔物理学奖。 盖尔曼出生在美国曼哈顿一个富裕的犹太家庭，从小对鸟类和自然历史有着浓厚的兴趣，有着“行走的百科全书”的称号。鲜有趣的是，盖尔曼申请大学时，本想学考古学、语言学专业或博物学，但因为痴迷物理的父亲的建议，决定选择物理学，部分原因是学文科可能会饿死。 盖尔曼因在基本粒子的分类及相互作用方面的贡献获得了诺贝尔物理学奖，但他在鸟类学和语言学上也造诣颇深，对几千种鸟如数家珍，对人类语言的起源也有着独到的见解。 在以下自述文章中，盖尔曼回忆了自己的孩提和青少年时代的成长经历。我于1929 年出生于曼哈顿。同年 9 月，美国股市全面崩盘，随后爆发了经济大萧条，这给全球经济带来了极大的影响。在经济危机的冲击之下，有那么几年，我家经济窘迫，生活举步维艰，实在无力承担曼哈顿的高昂房租，因此只得搬到别处。1929 年的美国正值多事之秋，一是股市崩盘预示着经济大萧条的来临；二是严苛的《1924 年移民法案》（National Origins Act of 1924）从那年起全面生效。这对父亲来说可谓雪上加霜。父亲是奥地利移民，虽然他的母语是标准的德语，但他在年轻时就学了英语，发音和语法都无懈可击。可能正因如此，反倒让人怀疑他的身份，因为只有外国人才会这么小心翼翼。父亲经营着一家规模不大的语言学校，除了给当地移民教授英语，他还亲授德语。学校也聘请了老师教授罗曼语族中的其他语言。学校尽管办得有声有色，但在经济大萧条与新移民锐减的双重冲击下，最终不得不停止运营。没了经济来源，我们只能从格拉梅西公园的富人区搬到布朗克斯动物园附近的穷人区。这种状况持续到我 8 岁左右，我们才搬回曼哈顿，住在繁华的上西区。在我们搬迁的过程中，母亲感觉到了我的特别之处，因此她千方百计地要把我送进教育水平更高的私立学校，可我的父亲对此不置可否。毫不知情的我在纽约的不同地方参加了各类测试，测试内容就是堆积木。后来我才发现，这都是为了让我获得全额奖学金入学，但不幸均以失败告终。最终，助人为乐的音乐老师弗洛伦斯·弗雷因特（Florence Freint）成功帮助我进入哥伦比亚语法预备学校（Columbia Grammar School）就读。我们当时住在西 93 号街，几乎与学校只有一街之隔。哥伦比亚语法预备学校的历史可追溯到1764 年，当时是国王学院，也就是哥伦比亚大学前身的一部分。1937 年，8 岁的我获得全额奖学金，升入六年级。我的哥哥本对我的人生影响重大。本比我大了将近 9 岁，他跟我一样，入学早，大体上比多数同班同学小 3 岁。我 3 岁时，本用饼干盒教我识字。可以说，他是我幼时的启蒙教师。本和我形影不离，我们一起做游戏，一起去博物馆，一起观察鸟类，并且都对植物、蝴蝶、大蚕蛾和各种各样的哺乳动物感兴趣。由于布朗克斯动物园北部有一片铁杉林，是曾经覆盖纽约市的铁杉林中仅存的一段，所以搬回曼哈顿之后，我们还是会去那里观察鸟类。本和我都将纽约看作一片被过度砍伐的杉林。我家里的学术氛围一直很浓厚。父亲对数学、物理学和天文学十分痴迷。因对爱因斯坦仰慕已久，父亲曾刻苦钻研高深的物理理论，尤其是广义相对论。虽然最终还是未能透彻理解其奥秘，但他确实是非常努力地研读过相关书籍。尽管我对物理学兴趣不大，但十分喜欢天文学，并且对博物学、考古学和语言学更感兴趣。这一系列学科都历经了漫长的发展演变，内涵丰富，错综复杂，并且它们都在很大程度上取决于历史偶然性和基本原理。在从六年级到十二年级的 7 年时间里，我一直在哥伦比亚语法预备学校读书。我在十二年级时决定申请耶鲁大学，那里可以提供全额奖学金。然而，在填申请表格的专业志愿时我心生犹豫，顿时觉得自己去耶鲁大学的可能性微乎其微。首先，耶鲁大学的录取条件极其严苛；其次，除非我能拿到全额奖学金，否则高昂的学费对我的家庭来说是个巨大的负担。然而，我还是准备申请。在考虑填报专业的时候，我竟然一反常态地去征求了父亲的意见。我回答：“考古学或语言学的相关专业，或者考古学和语言学的交叉学科， 这是我最感兴趣的方向。我也喜欢博物学，探索自然。”父亲的回复多么“鼓舞人心”啊。那年是 1944 年，经济大萧条时期的艰难境遇依然历历在目。我们虽然身处上流社会，但当时也只是上流社会的“底层穷苦人民”而已。他提到了工程学。我回答道：“那我宁愿饿死。再说，我设计的东西一定会散架。”（果然，一年之后我参加学术能力倾向测验，结果证明我可以选择任何专业，唯独工程学万万不可。）他提议道：“我们各退一步，物理学怎么样？”我告诉他，我在哥伦比亚语法预备学校上过物理课，那不仅是我学过的最枯燥无味的课程，也是迄今为止我学得最一塌糊涂的课。在物理课上，我们了解了 7 种简单机械，还接触到了光、热、电、磁、波、力学等学科的概念。当时我就一头雾水，这些概念之间有什么相互联系吗？我强烈抗议，我是绝不可能选择物理专业的。我这位痴迷物理的老父亲不依不饶：“高深的物理课程就不一样了。等你学到广义相对论和量子力学就知道这两门学科多么妙不可言了。”我心里想，我何不遂了老头儿的愿呢？毕竟申请表上的专业志愿没有太大影响。如果我奇迹般地被耶鲁大学录取，又拿到了全额奖学金，那我可以随时转专业呀。结果，我如愿被耶鲁大学录取了，并且我还真的成了物理学专业的学生。但是入校以后，我也就懒得转专业了，并且就如父亲预测的那样，我迷上了广义相对论和量子力学。对了，我获得的奖学金全称是梅迪尔·麦科米克奖学金（Medill McCormick Scholarship）。这笔奖学金涵盖一切费用。与其他享有奖学金待遇的同学 一样，我无须勤工助学。只是，奖学金的名称让我十分困扰。因为我知道《芝加哥论坛报》（Chicago Tribune）的社长叫伯蒂·麦科米克（Bertie McCormick），而《纽约每日新闻报》（New York Daily News）的社长叫约瑟夫·梅迪尔·帕特森（Joseph Medill Patterson）。第二次世界大战即将打响之际，这两家报纸都没有坚定地表明反法西斯立场。我本人是强烈反对法西斯主义的，因此每次想到我的奖学金里有这些人的名字，我心里就不是滋味。毕竟，当我进入耶鲁大学时，战争的硝烟依旧在弥漫。不过之后我的生活一直风平浪静。直到 1947 年，我的奖学金即将到期，于是我向学校申请延期一学期毕业。按照原定计划，我本应该在来年 1 月份毕业，但是考虑到研究生院秋季开学，我决定在 6 月份毕业。有关部门同意为我延期，但是要求我向奖学金的赞助人写一封感谢信。可我连这位赞助人姓甚名谁都不知道，因此我迟迟无法动笔。后来我胡乱写了封感谢信：“我是耶鲁大学的一名穷困潦倒的学生。感谢您慷慨解囊，助我脱困。您的善举改写了我的人生，但是我很在意您这笔钱的来历。”言简意赅。之后我又在信里表达了对两家报社的怨念。不用说，我最后没有寄出这封信，这或许是明智之举。30 年后，在阿斯彭（Aspen）举办的一场花园茶会上，我遇到了一位杰出的女性，她叫特里妮·巴恩斯（Trini Barnes），全名是卡特里娜·麦科米克·巴恩斯（Katrina McCormick Barnes）。她的父母早早过世，给她留下了一笔丰厚的麦科米克家族的财产。她对麦科米克这个名字也颇感不适，原因竟和我大同小异！她以高价将自己在《芝加哥论坛报》的股份卖给了她的叔叔伯蒂之后，便用这笔钱助人为乐。原来她就是奖学金的赞助人！而那笔奖学金是以她的兄弟梅迪尔命名的，梅迪尔还没到上大学的年龄便英年早逝。现在看来，就算当时我把那份信寄出去了，后果也未必如我想得那般糟糕。当时耶鲁大学的物理学并不是特别好，但也有些课是例外。比如，我有幸上过亨利·马格瑙（Henry Margenau）的一门课。他于 1929 年获得耶鲁大学博士学位。尽管他的研究事业成就不多，可他是一位出色的老师！他教授的“物理哲学”这门课，上课时间是每周二、周四、周六的上午10点左右。然而，这门课并不局限于物理哲学，它的重点是物理学本身，但每个课题都会结合一些哲学知识展开。我很开心能接触这么多哲学知识，而且物理教学也精彩绝伦。当时，我才读大二，同班还有一些大三的学生，我们对理论物理学所知甚少，量子力学、广义相对论等高深的物理学课题对我们来说简直深不可测，但马格瑙总是能够深入浅出，让我们觉得这些知识触手可及，他的授课技巧实在高超！这门课首先要学的是拉格朗日力学与哈密顿力学。他问我们：“你们应该都学过变分法吧？”他又问我们：“今天课上你们数学老师教什么了？显然这些老师就会教epsilon-delta 语言，毫无用处。今天，我先教你们变分法，周四、周六我们再学拉格朗日力学。”他真的说到做到，教学计划如期展开。接下来，我们又花了一两周的时间学习狭义相对论。之后，他宣布：“我们要学广义相对论了，但是你们首先得知道什么是张量分析。我想你们应该知道的吧？”他说：“这就成问题了。那我们今天必须先学习张量分析，周四、周六咱们再开始学习广义相对论。1948 年 6 月，我获得了物理学学士学位，并计划在秋季进入本校的物理 研究生院。但是申请结果令人失望：我被哈佛大学录取了，但它不提供任何奖学金补助；普林斯顿大学则将我拒之门外；耶鲁大学的数学系录取了我，可是物理系却没有。麻省理工学院的回复倒是让我精神一振，我被该校的物理系录取了，学校还为我提供了助学岗位—为物理学教授维克托·韦斯科普夫（Victor Weisskopf）担任助教。之前我从未听过这个名字，但后来了解到他是个了不起的人，一位出色的物理学家，人人都亲切地叫他“维基”（Viki）。他给我写了一封信，友善地表示希望我能去麻省理工学院和他一起做研究。然而，我依然灰心丧气，与常春藤盟校相比，麻省理工学院相形见绌，但转念一想，我可以先去学校看看，如果学校真的那么不堪，到时候再“自我了断”也不迟。倘若当时真的选择“轻生”，我也就不可能去麻省理工学院读书了。在数学上，这称作“不可交换运算”；在物理上，这称作“不对易算符”。秋季入学时，我才发现麻省理工学院的一切都令人满意：师资力量卓越，同学友善亲切，包括维基和很多来自藤校的优秀学生。我的办公室在维基的隔壁，屋子很大，我和其他助教共用一间办公室。办公室里的同事换了一批又一批，他们也不全是研究生，很多已经拿到了博士学位，包括马文·戈德伯格 （Marvin Goldberger）。戈德伯格在芝加哥大学读研究生时师从恩里科·费米。戈德伯格与我志同道合，我们经常讨论物理学，也聊其他学科。后来，他回到芝加哥大学担任助教，之后，还帮我在该校谋到了一份讲师的工作。我原本可以在一年半的时间里拿到博士学位，但是我没有按时完成博士学位论文。原因是我将大把时间用在了阅读一些与专业毫不相关的书籍上，如 W. Y. 伊文斯 - 温茨（W. Y. Evans-Wentz）整理出版的《西藏度亡经》（Tibetan Book of the Dead）。1951 年 1 月，我总算完成了博士毕业论文，这比原定计划晚了 7 个月左右。我原定于 1950 年 9 月在普林斯顿高等研究院再做一年的博士后研究工作，但是由于我没有如期拿到博士学位，我在研究所的工作也推迟了。当时我 21 岁，住在普林斯顿大学对面的寄宿房里。当时，父亲崇拜的爱因斯坦恰巧也在普林斯顿高等研究院，他会定期来这儿工作。我完全有机会找他聊聊天，这样一来，父亲必然会对我刮目相看。但我实在看不起那些喜欢跑到大人物面前自我介绍或者刻意搭话，并以此为炫耀资本的人。因此我没有找他。有趣的是，所有人都把爱因斯坦奉为物理学的泰山北斗。其实，他们大可不必如此。因为有的科学家虽然不如爱因斯坦声名显赫，但是同样值得关注。爱因斯坦确实是理论物理学界的旷世奇才，这一点实至名归。那时，他全身心投入构建统一场论，出发点当然是值得称赞的，但由于他的研究方法不当，因此注定失败。他不相信量子力学，因此他的理论是纯经典理论。他没有提过电子和其他基本粒子，却指望他的方程式能够解释一切基本粒子的存在。并且他的统一场理论也仅仅包含了电磁场和重力场，忽略了其他已知的自然界相互作用的基本力，即弱相互作用力与强相互作用力。如果当时他的研究方向更有前途一些，我就有个合情合理的由头和他搭话，而且我大有可能这么做。然而事实上，我只是偶尔和他打个招呼，他用他的德式英语回应我，仅此而已。但如果今天还能有幸与他相逢，我会按捺住自己内心的兴奋，向这位长辈请教他研究相对论时的思维模式。那可是牛顿力学之后最伟大的理论研究！只可惜那时的我既不会向他打听他的私生活或世界观，也不会询问他对于物理学的看法。如今，我年岁渐长，变得比以前更明智了，我应该不会再让这样的天赐良机白白溜走。本文摘自约翰·布洛克曼所编的《在我成为改变世界的科学家之前》一书，《赛先生》获授权在微信公众号首发。与我们同时代的伟大科学家，正在改变世界。他们有人出身科学世家，有人的父母甚至没念过什么书，但是他们都有一个共同之处：从孩提时代起，就对事物充满好奇，对世间万物求知若渴。那么，在他们童年时，是什么让他们打开了科学的大门，找到了一生的事业，成为了现在的自己？是一次旅行、一本书、一次辩论、几次顿悟？还是父母的全力支持、导师的指点迷津？
26位科学家包括当代最伟大思想家史蒂芬·平克、“心流”之父米哈里·希斯赞特米哈伊、进化生物学家理查德·道金斯等聚在一起，亲自讲述影响他们职业选择以及带来研究灵感的关键时刻。聆听当代最伟大科学家们的句句心声，透视科学家们的童年经历，为孩子的成长插上科学的翅膀，找到科学思维萌芽的土壤。
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