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标  题: Sidney Coleman:没有桂冠的“诺贝尔奖获得者”
发信站: BBS 珞珈山水站 (Wed Dec  5 12:31:02 2007)

Sidney Coleman:没有桂冠的“诺贝尔奖获得者”


作者:Nima Arkani-Hamed 文,葛韶锋 译
提交人:gesf (2007年11月27日 周二)
类型:news article (Chinese)
引用网址:http://www.qiji.cn/eprint/abs/3587.html
注释:译自哈佛大学发出的Sidney Coleman逝世后的讣告,前一部分是译者根据Coleman、
Politzer、Gross和Wilczek计算QCD耦合常数跑动性质的故事写成的,后一部分则是讣告的
中文翻译,其中概括地介绍了Sidney Coleman一生的主要贡献。虽然Coleman没有和另外三
人一起获得诺奖,但是其贡献无人否认。其在理论物理界的地位由2005年以他的名义举办
的Coleman Fest中可见一斑。(译文 1445字)
相关网址:http://www.physics.harvard.edu/sidney.html



2004年度的诺贝尔物理学奖授予了David J. Gross, H. David Politzer以及Frank Wilcz
ek。但实际上这一年的诺贝尔奖应该授予四个人。 

1973年,哈佛物理系的Sidney Coleman给自己的研究生David Politzer一个习题,让他用
重整化群(Renormalization Group)计算非阿贝尔规范场(Non-Abelian Gauge Field T
heory)的耦合常数(Coupling Constant)随动量的跑动(Running)性质,与此同时,普
林斯顿物理系的David Gross也给了自己的研究生Frank Wilczek同样的习题。此时Colema
n正在普林斯顿访问,知道Gross这一组也在做同样的计算,当Politzer把计算结果告诉Co
leman的时候,Gross和Wilczek也得到了结果,但是两人的结果相差一个符号,于是各自拿
回去检查。Politzer在哈佛到处找人帮他检查计算,最终没有发现有错误;而Wilczek发现
自己的计算有个错误,而修正了错误后就得到了和Politzer相同的结果:当两个参与强作
用的粒子(比如夸克)靠的很近时,其耦合强度变得非常小,而当两个粒子远离时,耦合
强度变得非常大,夸克被禁闭了。这就是所谓的“渐进自由”(Asymptotic Freedom)—
—当两个粒子渐渐靠近时就变得自由了——此时耦合常数是一个小量,可以做微扰展开,
物理学家们历史上第一次能够计算强相互作用了。并扫除了之前对于场论不信任的态度,
开创了规范场论三十年来在理论物理中占据主要地位的时代。 

本来这个贡献是四个人的。但Coleman当时认为这个计算不过是个习题,就没有在文章上署
上自己的名字,Politzer是独立署名发表的文章,而Gross和Wilczek是联合署名发表的文
章,于是发现渐进自由的荣誉就只记在了Gross、Wilczek和Politzer三人名下。这对诺贝
尔奖的评选是件好事,因为按惯列得奖人不能超过三位。然而Coleman为Politzer指出了方
向,可谓功不可没。 

Coleman于本月18日逝世,以下是哈佛大学为其发的讣告,概括了其一生: 

Sidney Coleman是二十世纪下半叶理论物理中的重要人物。他在复苏和理解量子场论(Qu
antum Field Theory)——这是统一了量子力学(Quantum Mechanics)和狭义相对论(S
pecial Relativity)的理论框架——方面扮演了重要的角色。他的一位获得诺贝尔物理奖
的同事Steven Weinberg说过一句饱含深情并被人们广为传颂的话:“Sidney是理论物理学
家中的理论物理学家。他对实验数据的关心远远比不上他对理论的深入理解。我可以说我
从Sidney那里学到的东西比从任何其他人身上学到的都多。” 

Sidney通过他从60年代到80年代做出的工作向人们揭示了量子场理论这座宏伟大厦的深刻
内涵。他的观点具有巨大的影响力,并一直作为现代理论发展的核心而被传承到了今天。
他参与完成的Coleman-Mandula定理严格地限制了场论中所能具有的时空对称性;对于这个
深刻理论的发展导致了超对称(Supersymmetry)的出现,这是目前所知的对于Einstein确
立的时空对称性的唯一可能扩展;这一对称性在即将到来的粒子加速器上可能产生的后果
正是人们目前正在努力寻找的。他深刻地理解规范理论的重要性,并阐明了重整化;这两
样是我们对于场论现代理解的两个关键支柱。他对于理解强相互作用(Strong Ineractio
n)和所谓渐近自由给予了很大的支持,正是这一点使得他当时的研究生David Politzer能
够与David Gross以及Frank Wilczek分享2004年的诺贝尔物理学奖。 

此外,他还发现并推广了对偶性(Daulity)——看起来非常不一样的经典理论却可以准确
地描述量子水平的一些物理现象——这一深刻的思想;这一思想成为从90年代开始的超弦
(Superstring)革命的中心主题,并一直持续至今。他同时还引领了对于量子场论中虚真
空隧穿(False Vacuum Tunneling)效应的研究,和这种微妙效应是如何被宇宙学改变的
,从而导致了宇宙膨胀加速这一重要现象的发现,这方面的工作人们从来没有中断过,并
一直持续至今。 

除了作为一位研究者所具有的聪明才智外,Sidney还是一位非常出色的物理学教师。他的
讲课非常清晰而富有洞察力并因此吸引了许多聪明的头脑,成为一个传奇。整整一代理论
物理学家是在他的指导下步入理论物理研究领域的,他对于理论物理的独到见解也必将传
承给下一代。 

参考资料 

Not Even Wrong: Coleman Conference 

Coleman Fest: QFT & QCD: PAST, PRESENT AND FUTURE 
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※ 来源:·珞珈山水BBS站 http://bbs.whu.edu.cn·[FROM: 159.226.37.*]
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