图：加州理工学院年鉴《The Big T》，1965（公有领域）

默里·盖尔曼

Murray Gell-Mann

1929–2019 · 生于美国纽约 · 美国

粒子物理

给粒子动物园排座次、把强子拆成夸克的人

诺贝尔物理学奖 1969 关于基本粒子的分类及其相互作用的贡献与发现

「凡是没有被禁止的，都是必须发生的。」
—— 盖尔曼对粒子物理「总体原理」的概括（意译）

1950 年代，加速器每一年都吐出新的粒子，物理学家面对的是一座越堆越高的「粒子动物园」。质子、中子、π 介子、K 介子、Λ、Σ、Ξ、Ω……名字越来越多，规律却看不见。把它们整理出秩序的，是一个喜欢给概念起名字、也喜欢向一切「理所当然」发问的纽约人：默里·盖尔曼。

奇异数与八正法

盖尔曼的整理从一张对称性表格开始。1953 年，他用「奇异数」解释为什么一些粒子产生得很快、衰变却很慢；1961 年，他更进一步，把数学里的 SU(3) 群搬进粒子物理，提出「八正法」：强子按照这张表排成有规律的家族。表格里有一个空位，盖尔曼据此预言了一种从未见过的粒子 Ω⁻，并给出它的质量、电荷和衰变方式。1964 年实验真的找到了它，八正法一夜之间从「数学游戏」变成「预言机器」。

三个带分数电荷的字母

排好座次之后，盖尔曼问了一个更彻底的问题：如果这些强子不是基本粒子，而是由更小的东西组成呢？1964 年，他提出三种更基本的组分，分别叫上、下、奇异夸克，并借用詹姆斯·乔伊斯小说里那句无意义的呼喊「Three quarks for Muster Mark」把它们命名为夸克。质子和中子就是 uud 和 udd；π 介子则是夸克与反夸克的组合。几乎同时，茨威格独立提出了同样的想法，称之为「王牌」。夸克带有分数电荷，却从未被单独观测到——这个令人不安的特点，后来被量子色动力学解释为「禁闭」。

给强力取名

如果夸克被关在强子里，把它们粘在一起的力量是什么？盖尔曼为这种力定名「量子色动力学」，并给它配上了「颜色」这个新量子数。1973 年，格罗斯、波利策与维尔切克证明这种理论具有「渐近自由」——夸克靠得越近，作用反而越弱，因此高能碰撞中它们表现得像自由粒子。量子色动力学由此成为标准模型的第三根支柱。盖尔曼本人也参与确立了标准模型里弱相互作用的 V−A 结构。

从基本粒子到复杂系统

盖尔曼的好奇心从不满足于粒子。1984 年，他参与创办圣菲研究所，把物理学的眼光投向生命、经济、语言与生态系统这些「复杂系统」。他晚年爱谈「简约性与复杂性」的关系，也依旧挑剔、博学、健谈。2019 年他去世时，标准模型已被实验检验了半个世纪，而他年轻时那套给世界「排序」的冲动，早已渗进物理学最深处。