客观日本

【日本人与诺贝尔奖】益川敏英:特立独行、魅力非凡的理论物理学家

2020年09月08日 科学家访谈

【日本人与诺贝尔奖】系列报道

在日本的诺贝尔奖得主中,没有人能比益川更特立独行,充满人格魅力。益川是一位基本粒子领域的理论物理学家,因“确立了解释粒子衰变中的CP对称性破缺的标准理论”而于2008年与小林诚以及已加入美国国籍的南部阳一郎共同获得了诺贝尔物理学奖,所以这一年,实际上是3名日本人在同一领域同时获奖,这在诺奖历史上还是第一次。另外,居住在美国的日本学者下村修也于同年获得了诺贝尔化学奖。

益川获得诺奖后接受了媒体采访,他的人格魅力开始被很多人所熟知,但全是一些与诺奖相去甚远甚至背离预想的故事,让日本人无论大人还是小孩全都变成了益川的粉丝。

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2008年12月10日诺奖颁奖仪式后合影。左起依次为获得物理学奖的小林诚和益川敏英,化学奖下村脩。分获物理学奖的南部阳一郎因健康原因缺席了授奖仪式。(图片:时事通信社)

阐明物质的终极构成要素

益川的研究被评价为从理论上阐明了物质的终极构成,除理论物理学家外,其他人很难理解。不过,笔者还是尝试稍稍大胆地解释一下。

将物质切碎细分最后会变成什么呢?当然,切得非常碎的话,会变成用显微镜也观察不到的原子和电子,但将原子和电子继续分解的话又会发生什么呢?极其微小的世界作为量子力学为20世纪的物理学带来了革命,其终极物质,即终极构成物质从1960年代开始被称为夸克。

当时已知有3种夸克,但一直存在光凭这3种夸克无法解释的理论和实验结果。益川和小林挑战了这项课题,最终于1973年发表了从理论上预测存在6种夸克的论文,震惊了全球的物理学家。二人在研究过程中发现,夸克的种类如果不是6种,就无法解释终极物质的构成理论,他们提出了让全球的研究人员无法不认同的理论,做出了上述预测。

预测实际得到证明是在1994年,美国费米国家加速器实验室通过实验发现了第六个夸克。最终证明益川等人的理论是正确的,二人被认为获诺奖已成定局。

通过理论物理学做出预测,多年后被实验物理学证明正确,并因此而获得诺奖的,还有日本的第一位诺奖得主汤川秀树。他通过理论预测了介子的存在,后来被实验物理学证明确实存在,最终理论物理和实验物理领域的两人因此获得了诺奖。

获奖时,益川在记者发布会上被问到“是什么时候觉得存在6个夸克的”,对此他这样回答。

“泡澡的时候思考了很多可能性,但从浴缸中出来的那一瞬间忽然想到了应该是6个。”

日本人喜欢泡澡全世界有名。将肩膀以下的部位全部浸泡在浴缸中,享受一段悠闲的时光,这也是日本的特色。泡澡时在思考各种问题的过程中得出了划时代的结论,所有日本人都为这种说法鼓掌欢呼,因为平时大家都会泡在浴缸里思考各种问题。

也许大家都觉得“我说不定什么时候也能泡澡得个诺奖”。

没写过家庭作业

在JST实施的各国青少年来日交流的“樱花科技计划”中,参加活动的年轻人都可以亲自聆听诺奖得主科学家的演讲。在益川演讲时,有一位高中生问道:“您小学时是如何学习的”。益川的回答如下。

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益川先生回答樱花科技计划团员的提问

“我讨厌学校也讨厌学习。所以从来没写过家庭作业”

听到这个回答,将近100名高中生一起笑了起来,并报以热烈的掌声。

益川还说过这样的话。

“我特别讨厌英语。现在也不会说英语。报考名古屋大学研究生时,有一门科目是德语,我交了白卷”

这番话也让高中生们大吃一惊。益川交白卷的事很有名,当时负责审查研究生入学考试的教授们打算判益川不合格。但曾经指导过益川教授说:“益川是个有前途的学生,希望能让他合格。德语我会想办法教会他”,益川这才通过了考试。但他后来也没有学会德语。

不过,天才果然是与众不同的。即使不懂英语也不懂德语,在研究生院,益川依然作为一名物理和数学都非常优秀的学生脱颖而出。在从浴缸中出来的一瞬间想到了理论物理学领域全球无人能及的新理论并获得诺奖,这应该就是天才最好的证明。

在于斯德哥尔摩举行的诺奖颁奖仪式的获奖者演讲中,益川也全程使用日语,没说一句外语。

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参加樱花科技计划活动的亚洲各国青少年与益川敏英博士合影留念

多次更换学术研究场所

日本的研究人员有很多人毕生都在一个地方做研究。欧美的研究人员一生换5、6所大学或研究机构则很普通,可以说诺奖得主也一样。

益川换过好几个地方做研究,就这一点而言,他也是一位独特的研究人员。

1962年益川从名古屋大学理学部毕业后,进入研究生院理学研究科读博士,获得理学博士学位。毕业后直接在名古屋大学理学部做助教,随后很快跳到京都大学理学部做助教。1976年,36岁的益川成为东京大学原子核研究所的副教授,1980年成为京都大学基础物理学研究所的教授。1990年,50岁时成为京都大学理学部教授,之后获得诺贝尔奖。

能够在名古屋大学、东京大学和京都大学这样的一流大学之间游刃有余,必须是真正有实力的研究人员才能做到。一个小学时讨厌学习,也从没写过作业等的孩子最终成了诺奖得主,这个故事应该会在日本永远流传下去。

文: 马场錬成(科学记者)
翻译编辑:JST客观日本编辑部

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