標準模型創始者：Murray Gell-Mann, 1929-2019
- 人文觀察
- 撰文者：林祉均
- 發文日期：2019-08-08
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2019年5月24日，近代物理學家Murray Gell-Mann在位於新墨西州聖塔菲的住家中辭世，享年89歲。他為近代粒子物理的進程鋪下了重要基礎，並在1969年因為「對於基本粒子的分類，與其之間交互作用的發現有著重要貢獻」獲得諾貝爾物理獎。另外，他是獨立顧問團體JASON的早期成員之一，也是美國國家科學院和美國物理學會的一員。除此科學研究上的卓越貢獻外，Murray Gell-Mann對於環境與人權議題不遺餘力，也獲得許多獎項的肯定。
2019美國物理學會理事長David Gross說到：「當我還是個年輕的物理學家，Murray為我們帶來很多新想法，卻也有點讓人害怕。他宣稱自己對一切都瞭若指掌，而事實也通常如此。」
今天我們所熟悉的標準模型，很大一部分是受到Gell-Mann的研究所影響。當每個禮拜都有新的粒子躍上檯面，他把各式各樣的強子和介子都化簡為最基本的組成成分，為當年眼花撩亂的粒子物理領域帶來秩序。「對物理學家來說，最心曠神怡的一刻莫過於發現渾沌背後的秩序，而Gell-Mann正是這方面的高手」，加州理工大學物理學家Sean Carroll這麼形容。
Murray Gell-Mann
Gell-Mann並非一開始就想踏入物理研究工作。他最初的興趣是在語言學、考古學，和演化生物學等方面；但他父親認為比起上述的各個學科，工程領域更能帶來穩定的收入；妥協之下，Gell-Mann選擇了物理學的道路。但他廣泛的興趣並沒有從此被埋沒，他後來共同創立了聖塔菲研究所，專門研究複雜的跨領域科學。在那裡，他能用簡潔的物理語言描述並解釋其他領域中出現的複雜系統。
做為一個完美主義者，Gell-Mann對於精確度的堅持以及他尖銳的批評都是眾所皆知。聖塔菲研究所的經濟學家Ole Peters分享了一個小故事：「和他工作真是愉快極了。有一次我們在思考一個問題，都已經寫好了一些方程式，也說服自己這個思考方向是正確的。我感到蠻有成就感，就放下手中的筆，舒服的把頭靠在椅背上。這時候只聽到Murray說：『好吧，我們現在來思考為什麼這樣做是錯的』」。
但也有人覺得他性格暴躁，難以共事，像是理論物理學家Helen Quinn。他說：「我覺得他的性格缺陷在於他對自己學術成就的自傲。大家明明都已經認可他的豐功偉業，他卻還是要不斷提起」
Murray Gell-Mann在1929年9月15日生於曼哈頓。他的父母，Pauline (Reichstein) 和Arthur Isidore Gell-Mann是來自歐洲的猶太移民。在孩提時代，他和他哥哥Ben喜歡探索紐約城內的動植物。對他們來說，整個紐約城像是個巨大的森林，只是被過度砍伐而已。同時，他也迷上他父親關於字源學和各種語言的書籍，這項興趣從此跟著他一輩子。
Gell-Mann在14歲就以畢業生代表的身分從高中畢業，並獲得了耶魯大學的獎學金。接著他繼續前往麻省理工學院，接受Victor Weisskopf的指導，攻讀博士學位。在些許客座教授的經歷之後，1955年，Gell-Mann在加州理工大學找到穩定的教職，並持續待到了1993年。
Gell-Mann起初和費曼共事，想要解釋所謂弱交互作用。不過這方面的研究成果被Robert Marshak和George Sudarshan捷足先登，而Gell-Mann和費曼兩人之間發展出的敵對關係後來也變得惡名昭彰。Gell-Mann最重要的研究成果在於基本粒子的分類，為了解答K介子和超子的衰變時間為何如此長，他和Abraham Pais發展出一個新的守恆量：奇異數（strangeness）；只有在罕見的弱交互作用中，才會出現奇異數不守恆的例外。
1961年，Gell-Mann引入了一套革命性的粒子分類系統，他將之戲稱為八重道（the Eightfold Way，類似於佛教的八正道Eightfold Path）。透過這套系統的對稱性，他和Yuval Ne’eman分別都預測了Ω⁻粒子的存在，這項預測也在1964年由觀測證實。
同一年內，他和George Zweig分別發表研究結果，宣稱強子是由更基本的粒子組成，並提供了少許的數學架構。Gell-Mann在閱讀詹姆斯·喬伊斯的《芬尼根的守靈夜》後，採用其中一句：「給馬斯特·馬克來的三個夸克！（Three quarks for Muster Mark!）」中提到的「夸克」，來為這種新的基本粒子命名，這個稱謂也一直沿用至今。除此之外，為了幫自己提出的夸克和膠子更有效的分類，他和Harald Fritsch在1972共同提出粒子的色荷（color charge）概念。
爾後，在1970和80年代，新的實驗觀測結果不斷湧現，一個個都證實了Gell-Mann先前鋪下的理論基礎，也就是後來所謂的標準模型。他的研究在學界中舉足輕重，讓他有足夠的聲量能夠為當時飽受批評的弦理論背書。在1984年，他共同成立聖塔菲研究所，追隨一直以來對其他領域的熱忱。對他來說，粒子物理的簡潔優雅，和生物體與語言系統的複雜性，其實是息息相關的。關於這種奇妙的連結，他出版了一本著作《夸克與美洲豹》。（The Quark and the Jaguar）標題出自美籍華裔詩人阿圖·史的詩句：「夸克的世界關係到／一隻夜色中潛行的美洲豹」。（The world of the quark has everything to do/ with a jaguar circling in the night.）
Gell-Mann的晚年生活都在聖塔菲研究所度過，他將剩餘的生命投注在研究關於複雜適應系統的許多未解難題。聖塔菲研究所前所長，物理學家Geoffrey West這麼形容：「我覺得他最厲害的特質不是『他無所不知』，而是在於他能夠整合許多事物。所以他才會有某種異於常人的能力，總是能夠問出所謂『正確的問題』」。
本文感謝APS NEWS（美國物理學會）同意以中文形式翻譯轉載
原文刊登於APS NEWS網站：https://www.aps.org/publications/apsnews/201907/gell-man.cfm
原文作者：Daniel Garisto