? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?湯川秀樹：一個獲得諾貝爾獎的日本人

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-5-20 青野云麓

湯川秀樹（1907-1981），日本著名物理學(xué)家，畢業(yè)于京都帝國大學(xué)（現(xiàn)京都大學(xué)）和大阪帝國大學(xué)（現(xiàn)大阪大學(xué)）。歷任京都帝國大學(xué)、東京帝國大學(xué)（現(xiàn)東京大學(xué)）教授。1948年，赴美國任哥倫比亞大學(xué)教授。1949年，因在核力的理論基礎(chǔ)上預(yù)言了介子的存在，時任京都大學(xué)教授的湯川秀樹獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎。1955年返回日本。他從電磁理論得到啟發(fā)，于1935年提出了關(guān)于核子力的“介子理論”。他也是第一個獲得諾貝爾獎的日本人。

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1907年1月23日出生在東京的一個知識分子家庭。第二年，全家搬到京都。父小川琢治是京都大學(xué)地學(xué)教授，也是一位著名的地質(zhì)學(xué)家和地理學(xué)家，而且興趣十分廣泛，愛好考古、書畫、刀劍、圍棋和中國文化，家中藏有豐富的書籍。生活在書香之家，湯川秀樹從小就喜愛圖書，養(yǎng)成了愛讀、多想、勤寫的好習(xí)慣。他的父親是個開明的人，不像其他日本家庭那樣硬要孩子遵命選擇職業(yè)，而是諄諄誘導(dǎo)湯川秀樹自己去抉擇未來。勤奮向上的湯川秀樹在他邁進大學(xué)的門檻時，決定專心致志地攻讀物理學(xué)，還特地選定了當(dāng)時新興的量子物理學(xué)當(dāng)作自己進擊的目標(biāo)。那個時候，日本的科學(xué)還是很落后的，量子物理學(xué)更是一片空白。湯川秀樹的決定是十分大膽的，也是帶有風(fēng)險的，但是他毫不畏懼，充滿信心地開始了對微觀世界的探索。他千方百計地搜集和購買各種關(guān)于量子物理的書刊，廣泛閱讀歐洲、美國的科學(xué)家們最新發(fā)表的論文，虛心拜一位有名的物理學(xué)教授為師。這樣，湯川秀樹在大學(xué)里打下了堅實的知識基礎(chǔ)。

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1932年因入贅湯川家改姓湯川，并來到大阪，擔(dān)任帝國大學(xué)的講師，同時，繼續(xù)從事原子核結(jié)構(gòu)的研究。他廢寢忘食地思索，患了輕微的失眠癥，白天頭腦總是模模糊糊的，一到晚上又難以入眠，而且頭腦越來越清醒。他躺在床上看著天花板，對原子核結(jié)構(gòu)的五花八門的想法便都浮現(xiàn)在腦海里?？墒堑诙?，腦子昏昏沉沉，又什么都忘得一干二凈了。怎么辦呢？湯川秀樹索性在枕頭旁邊準(zhǔn)備好筆和本子，待思想的火花一出現(xiàn)，馬上抓住記下來。說也奇怪，他晚上以為想得很妙、很有價值，第二天一看筆記，卻毫無價值。經(jīng)過無數(shù)次的失敗、艱辛的探求，他終于在1934年10月，發(fā)現(xiàn)了基本粒子的一個嶄新的天地——介子家庭，為量子物理學(xué)的發(fā)展作出了卓越的貢獻。

湯川秀樹是一位沒有到過歐美留學(xué)，而是在日本國土生土長起來的理論物理學(xué)家。湯川秀樹自謙地說：“我不是非凡的人，而是在深山叢林中尋找道路的人?！钡?，他的成功告訴人們：在落后的條件下，勤奮探求，勇往直前，同樣可以到達光輝的頂點。他的成功，他的榮譽，成為激勵日本人民在戰(zhàn)后廢墟上進行建設(shè)的精神力量。

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介子假設(shè)

在大阪大學(xué)工作不久，在1935年湯川秀樹提出介子學(xué)說，以“基本粒子的相互作用”為題，發(fā)表了介子場論文。當(dāng)時，量子電動力學(xué)正處于草創(chuàng)階段，人們已逐漸認(rèn)識到，電磁相互作用可以看作是在荷電粒子之間交換光子，光子是電磁場的“量子”，它以光速運動因而靜質(zhì)量為零。參照這一理論，湯川把核力設(shè)想為帶有勢函數(shù)U（x,y,z,t）的特定場中的相互作用，這種場導(dǎo)致所謂U量子，U量子是核強相互作用時交換的粒子，其靜質(zhì)量約為電子的200倍（后來命名為“介子”），即質(zhì)子和中子通過交換介子而相互轉(zhuǎn)化（《論基本粒子的相互作用》）。

他預(yù)言，作為核力及β衰變的媒介存在有新粒子即介子，還提出了核力場的方程和核力的勢，即湯川勢的表達式。按照這一理論，質(zhì)子和中子通過介子可以帶正、負(fù)電荷或者是中性的，一個介子可以轉(zhuǎn)化為一個電子和不帶電的輕子（即中微子）。交換介子而互相轉(zhuǎn)化，核力是一種交換介子的相互作用。1937年C.D.安德森等在宇宙線中發(fā)現(xiàn)新的帶電粒子（后被認(rèn)定為μ子）之后，經(jīng)C.F.鮑威爾等人的研究，于1947年在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了另一種粒子，認(rèn)定是湯川秀樹所預(yù)言的介子，被命名為π介子。

湯川秀樹和坂田昌一等人在1937年展開了介子場理論的研究。1947年提出了非定域場理論，試圖解決場的發(fā)散問題。在1953年9月在京都召開的國際理論物理學(xué)會上，湯川秀樹發(fā)表了非定域場的統(tǒng)一理論。

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湯川喜歡沉思，不好交際，但思想上勇于探索，敢于提出創(chuàng)見。他的預(yù)言，正如狄拉克正電子預(yù)言一樣，顯示了理論的巨大威力。湯川理論推動了介子物理學(xué)的發(fā)展。他的成就促成了日本物理學(xué)的發(fā)展。例如他1942年“論場論的基礎(chǔ)”一文啟發(fā)了朝永振一郎提出重正化理論。他領(lǐng)導(dǎo)的研究所成了生物物理學(xué)和宇宙學(xué)等新學(xué)科的中心。他還積極參加了反對核武器的世界和平運動。

1949年諾貝爾物理學(xué)獎授予湯川秀樹，以表彰他在核力的理論基礎(chǔ)上預(yù)言了介子的存在。他是第一個獲得諾貝爾獎的日本人。

與胡蘭成的交往：中國作家、書法家、文學(xué)批評家、政論家胡蘭成居日本三十年，與湯川秀樹是學(xué)問上的知己，胡有相關(guān)著作《自然學(xué)》，專為他和數(shù)學(xué)家岡潔而寫。兩人與1970年相識，其后往來密切。

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我認(rèn)為覺悟到生活的意義而活在世上才是真正的現(xiàn)實主義的生活方式。－－（日本）湯川秀樹