久连阳配资 2004 年诺贝尔物理学奖——戴维·格罗斯

戴维·格罗斯：探索自然基本法则的物理学家

第一章童年与早期教育：在多元文化中成长

戴维·格罗斯（David Jonathan Gross）于1941年2月19日出生于美国华盛顿特区的一个犹太移民家庭。他的祖父母来自捷克斯洛伐克和匈牙利，父亲伯特兰·迈耶（Bertram Meyer）毕业于宾夕法尼亚大学英语专业，曾协助起草1946年《就业法案》，后担任白宫经济顾问委员会主席助理；母亲诺拉（Nora）出生于乌克兰，毕业于巴纳德学院化学系，但因大萧条时期经济压力未从事科研工作。格罗斯是家中长子，下有三个弟弟，家庭环境充满了知识氛围和学术讨论。

童年时期，格罗斯在弗吉尼亚州阿灵顿的中产阶级社区长大。父亲的政治经济学背景使家庭晚餐常围绕社会正义与政策展开，母亲则通过阅读激发了他对知识的渴望。11岁时，他为父亲的著作《立法斗争：社会斗争研究》校对文稿，每页获得10美分报酬，这段经历培养了他严谨的文字表达能力。13岁时，他随父亲迁居以色列耶路撒冷，进入希伯来大学附属中学学习。尽管初到以色列面临语言障碍，但当地缺乏电视等娱乐设施，促使他沉迷阅读，尤其对爱因斯坦的《物理学的进化》产生浓厚兴趣。他在自述中回忆：“这本书像一把钥匙，打开了我对宇宙规律探索的痴迷。”

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第二章大学与博士时期：从S矩阵理论到新的研究方向

1962年，格罗斯获得希伯来大学物理学与数学双学士学位。随后，他前往美国加州大学伯克利分校攻读博士学位，师从著名理论物理学家杰弗里·丘（Geoffrey Chew），研究强相互作用的S矩阵理论。S矩阵理论是当时描述强相互作用的主流方法，但格罗斯逐渐发现其局限性。他在博士论文中尝试改进该理论，但最终因对传统框架的质疑而转向新的研究方向。

1966年，格罗斯在哈佛大学研究员协会（Society of Fellows）担任初级研究员，与柯蒂斯·卡伦（Curtis Callan）合作探索量子场论。在此期间，他开始关注量子色动力学（QCD）的早期思想，并尝试解决夸克禁闭问题。1969年，他加入普林斯顿大学任助理教授，两年后晋升为教授。在普林斯顿，他组建了自己的研究团队，并开始系统性地研究强相互作用理论。

第三章渐近自由理论的诞生：与维尔切克的合作

1972年，格罗斯在普林斯顿大学迎来了一位重要的合作者——他的首位研究生弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）。当时，粒子物理学界正面临一个重大谜题：实验发现质子、中子等强子内部存在更基本的粒子——夸克，但夸克却无法被分离出来。传统理论无法解释这一现象，格罗斯与维尔切克决定挑战这一难题。

他们的研究始于对量子色动力学（QCD）的探索。格罗斯提出，强相互作用力可能随着夸克间距的变化而改变：当夸克距离很近时，相互作用力较弱；而当距离增大时，作用力增强，导致夸克被“囚禁”。维尔切克通过数学计算验证了这一猜想，并引入非阿贝尔规范场论来描述这一现象。1973年，两人在《物理评论快报》发表论文《渐近自由与量子色动力学的真空结构》，正式提出渐近自由理论。这一理论不仅解释了夸克禁闭现象，还为量子色动力学（QCD）奠定了基础。

第四章诺贝尔奖与学术认可

渐近自由理论的提出是粒子物理学的一个重大突破。1970年代后期，随着欧洲核子研究中心（CERN）和美国费米实验室的实验数据积累，渐近自由理论得到了实验验证。1974年，格罗斯与维尔切克进一步预言了夸克质量与禁闭能的关系，并推导出QCD的拉格朗日量形式。

2004年，格罗斯与维尔切克、休·波利策（Hugh Politzer）共同获得诺贝尔物理学奖。评委会特别指出：“他们的发现揭示了自然界最深层的对称性，为理解物质基本结构铺平了道路。”颁奖典礼上，格罗斯致辞：“这是对年轻科学家勇气与创造力的礼赞。维尔切克和我曾连续数月争论到深夜，正是这种无畏的探索精神最终引领我们成功。”

第五章学术传承与国际合作

格罗斯不仅在理论物理领域取得了卓越成就，还培养了许多优秀的物理学家。他的学生包括1990年菲尔兹奖得主爱德华·威滕（Edward Witten）和2004年诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔切克。他在普林斯顿大学建立的“理论物理研讨班”成为人才培养的典范，吸引了全球顶尖学者参与。

2005年，格罗斯出任中国科学院“爱因斯坦讲座教授”，并促成中科院卡弗里理论物理研究所的成立。他多次访问中国，在清华大学、北京大学等高校作学术报告，推动中美理论物理合作。2011年，他当选中国科学院外籍院士。

第六章当前研究与未来展望

近年来，格罗斯继续活跃在理论物理前沿，关注量子引力与弦理论的统一问题。2023年，他在杭州李政道研究所提出：“量子色动力学与弦理论的结合，可能是统一四种基本力的新方向。”他还强调，基础研究必须保持开放思维，勇于挑战传统观念。

发布于：甘肃省

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