汤川秀树

1930 年代初的原子核是个说不通的东西。核里挤着一堆带正电的质子，按库仑定律它们应该以巨大的力互相推开，可原子核偏偏稳稳地待在那里。必然存在另一种力，比电磁力强得多，却又只在极短的距离内起作用——它是什么，靠什么传递？

一个二十七岁的助教授

汤川秀树本姓小川，父亲是京都帝大的地质学教授。1929 年他从京都帝大毕业，同级生里有朝永振一郎——两人后来先后拿了诺贝尔奖，是日本第一位和第三位得主。

毕业后的头几年他过得并不顺。日本当时没有像样的理论物理传统，他自学量子力学，方向换来换去，一度陷入自我怀疑。转机来自仁科芳雄——这位从玻尔研究所回国的物理学家把哥本哈根的空气带进了日本，也让汤川第一次感到自己做的事和世界前沿是接得上的。

力程决定质量

1934 年 11 月的一个夜里，他躺在床上想通了那一步。

费米刚提出 β 衰变理论，用交换电子和中微子来传递核力，但算出来的力小了几个数量级。汤川的想法是：既然电磁力由光子传递，核力也该由某种粒子传递；而核力之所以只在 10⁻¹⁵ 米内起作用，是因为那个粒子有质量。

不确定性原理给出了换算：粒子凭空借来一份能量 mc² 存在的时间不超过 ħ/mc²，在这段时间里它最远跑 ħ/mc。把力程取成原子核的尺度，反推出质量约为电子的两百倍——比电子重得多，比质子轻得多。他管它叫「介子」。

1935 年论文发表，几乎无人理会。日本以外的物理学家很少读《日本数学物理学会志》，而且凭空造一个没人见过的粒子，在当时听起来像是取巧。

一次张冠李戴

1937 年，安德森在宇宙线里找到一种质量约为电子二百零七倍的粒子。数字对得惊人，全世界立刻认定汤川预言的粒子找到了。

可它不对劲：它几乎不与原子核发生强相互作用，穿透力强得离谱——一个负责传递核力的粒子怎么会对原子核视而不见？

僵局到 1947 年才解开。布里斯托尔的鲍威尔、拉特斯、奥基亚利尼等人在乳胶底片里发现了两种粒子：π 介子会被原子核强烈吸收，正是汤川要的那个；而安德森找到的是 π 衰变的产物 μ 子，一种重电子，与核力毫无关系。拉比后来对着 μ 子说了那句著名的抱怨：「谁点的这道菜？」

两年后，汤川获得诺贝尔奖。

战败四年后的那个奖

1949 年的日本刚从战败中爬起来，城市还是废墟，粮食还在配给。一个日本人拿到诺贝尔物理学奖这件事，在当时的社会心理上分量极重——它意味着这个国家在别的方面还没有输光。

汤川自己没有沉浸在这种气氛里。1955 年他在《罗素-爱因斯坦宣言》上署名，此后长期投身帕格沃什运动反对核武器；作为一个亲历过广岛长崎的国家的物理学家，他认为这是分内的事。

他晚年为基础物理学研究所定下的规矩至今被引用：研究所不设等级，谁都可以质疑谁。日本战后理论物理的迅速崛起，一半靠的是这种空气。