史蒂文·温伯格

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史蒂文·温伯格

出生 1933年5月3日 (1933-05-03)(80歲)
纽约, USA
国籍 美国
研究領域 物理學
任职於 柏克萊加州大學
MIT
哈佛大学
德州大学奥斯汀分校
母校 康奈尔大学
普林斯顿大學
博士導師 山姆·特雷曼
著名成就 电弱理论
温伯格-威顿定理
獲獎 Nobel prize medal.svg 诺贝尔物理学奖 (1979年)

史蒂文·温伯格Steven Weinberg,1933年5月3日纽约),美国物理学家,1979年获诺贝尔物理学奖

生平[编辑]

史蒂文·温伯格1933年出生于纽约的一个犹太移民家庭,但他是一个无神论者。早期对科学的倾向受到父亲的鼓励,在15、6岁时兴趣逐渐集中在理论物理上。1950年他和谢尔登·格拉肖一起毕业于布朗克斯高中,随后他和格拉肖都进入了康奈尔大学,1954年他从康奈尔大学拿到了学士学位。随后他去往哥本哈根的尼尔斯·玻尔研究所攻读研究生,开始了他的研究生涯,在那里,在大卫·弗里希(David Frisch)和贡纳·卡伦(Gunnar Källén)的帮助下开始做物理研究。一年之后,他回到普林斯顿大学,在山姆·特雷曼教授的指导下攻读博士学位,1957年博士毕业。

学术生涯[编辑]

博士毕业后,温伯格分别到哥伦比亚大学(1957-1959)和加州大学伯克利分校(1959)做博士后,随后成为伯克利的教师(1960-1966)。在此期间他研究过粒子物理中的许多课题,包括量子场论的高能行为,对称性破缺π介子的散射,红外光子和量子引力[1]。同时他还发展了导出量子场论的方法,这些方法成为后来他的著作《场的量子理论》的第一章[2]。并且着手写《引力与宇宙学》。这两本书,特别是后者,是在各自领域最有影响力的教材之一。

1966年,温伯格离开伯克利,接受了哈佛大学提供的讲师职位。1967年他成为MIT的客座教授。正是在MIT的这一年里,温伯格提出了统一电磁作用和弱相互作用的模型[3],其中他把弱相互作用的中间玻色子的质量来源归于自发对称性破缺,从而解决了质量项破坏规范对称性的问题。这一模型的重要结论之一是必须存在希格斯粒子。温伯格的模型现在称为电弱理论,它与格拉肖在1961年提出的模型具有相同的结构。这两个模型都预言了当时尚未发现的轻子之间的相互作用,现在称为中性流,通过Z^0传播。1973年实验上发现了Z^0,验证了电弱理论。温伯格提出这一理论的文章是到2010年为止粒子物理中引用率最高的理论文章[4]

在这个辉煌的成果之后,温伯格在粒子物理中的许多方向继续研究,包括量子场论,引力,超对称超弦宇宙学及一个称为Technicolor的理论。

1967年之后,基本粒子理论的标准模型在许多人的努力下逐渐发展起来。其中电弱理论由温伯格,阿卜杜勒·萨拉姆和谢尔登·格拉肖一起完成,它与描述夸克之间强相互作用的理论相容,形成了一个整体的理论。1973年温伯格提出了标准模型的一个不含有希格斯粒子的修改理论。1973年,温伯格成为了哈佛大学的希金斯教授。

1979年,温伯格提出了对量子场论重整化的现代观点,认为所有的量子场论都是有效理论,并且改变了对以往理论(包括他自己在1967年文章中提出的理论)的看法,提出合理的量子场论都应该是可重整的[5]。这个观点开辟了一系列有效理论的发展,包括量子引力[6],低能QCD和重夸克有效场论,它在目前的研究中仍然有相当的吸引力。

1979年,在发现中性流(即发现Z玻色子)六年之后,温伯格、格拉肖和萨拉姆因独立提出基于对称性自发破缺机制的电弱理论,他们一起分享了当年的诺贝尔物理学奖。在此前一年,实验刚刚验证了由于Z玻色子与电磁作用混合引起的宇称破缺的预言。1982年温伯格作为一个基金会的科学部主席来到德州大学奥斯汀分校,并且成立了该物理系的理论组。

2008年,温伯格在1976年提出的一种新的强相互作用(李奥纳特·苏士侃称为(Technicolor))再度成为热点,这得益于即将运行的LHC,作为标准模型排序问题的一个解决方式,Technicolor假设有可能在LHC上得到检验。

人们常常用一些指标来衡量科学家的研究效应,例如H指数和创造力指数[7],温伯格正是这些排行榜最前列的顶尖科学家,这充分证实了他的影响力和重要性。

除了他的科学研究本身之外,史蒂芬·温伯格也是杰出的科学发言人:在美国国会上作证支持超导超级对撞机的建造,为纽约书评撰写文章,并在更大的科学范围内做各种演讲。温伯格还写了一些通俗易懂的科普书籍。

温伯格是所谓的“科学战争”(Science Wars)的主要参与者,站在保罗·格罗斯诺曼·莱维特阿兰·索卡尔刘易斯·沃伯特理查德·道金斯一边,该方赞成科学和科学知识的现实主义而反对构成主义(constructionism),后者由一些社会科学家所建议,比如斯坦利·罗诺威巴里·巴恩斯大卫·布鲁尔、大卫·埃奇、哈里·柯林斯、史蒂夫·富勒和布鲁诺·拉图尔

政治[编辑]

在支持以色列的问题上,温伯格写了一篇短文“犹太复国主义及其文化敌手”来解释他的立场。由于英国针对以色列的商品抵制,温伯格曾经取消了去英国大学的行程,他解释道:“我知道一些人会说这些抵制只是针对以色列,而不是所有的犹太人,但考虑到以色列往往被中东和其它国家攻击和进犯,抵制以色列表明了道义上的盲目性,除了用反犹太主义解释这点,很难再找到其它理由。”

宗教[编辑]

他对于宗教的看法在1999年一次华盛顿特区的演讲中得到了体现:“不管有没有宗教,善良的人可以表现很好,不好的人可以做坏事,但对于善良的人做坏事,这需要宗教。”他还说过:“宇宙越看起来像可理解的,人们对它的理解越不得要领。”2006年11月,他参加了“超越信仰”(Beyond Belief)研讨会并在会上发言。

私人[编辑]

父亲弗雷德里克(Frederick),母亲伊娃(Eva)。夫人路易斯·温伯格(Louise Weinberg),法学教授,他们在康奈尔大学本科期间认识,于1954年结婚,女儿伊丽莎白在1963年出生。

出版物[编辑]

著作[编辑]

  • 引力和宇宙学:广义相对论原理与应用(1972)
  • 宇宙的起源:最初三分钟(1977年,新的后记更新于1993年,ISBN 0-465-02437-8
  • 亚原子粒子的发现(1983)
  • 基本粒子和物理定律:1986年狄拉克纪念讲座(1987年,与理查德·费曼共同编辑)
  • 终极理论之梦:探寻自然界基本定律(1993年),ISBN 0-09-922391-0
  • 量子场论(三册:1995年,1996年,2003年)
  • 仰望苍穹:科学迎击文化敌手(2001年,2003年,哈佛大学出版社)
  • 光荣与恐怖:渐增的核危情(2004年,纽约书评)
  • 宇宙学(2008,牛津大学出版社)
  • 湖畔静思:这个世界和宇宙(2010年),哈佛大学出版社贝尔纳普分社,ISBN 0-674-03515-1

学术文章[编辑]

  • 温伯格. 轻子模型. 物理评论快报. 1967年(19卷): 1264–1266 (英语). —电弱统一的文章。
  • 温伯格, 范伯格(Feinberg). 缪子的守恒律. 物理评论快报. 1961年(6卷): 381–383 (英语). 
  • 佩斯(Pais),温伯格等. 基本粒子一百年. 粒子束(已停刊). 1997年(27卷第1期): 1–55 (英语). 
  • 温伯格. 量子色动力学大Nc极限下的π介子. 物理评论快报. 2010年(105卷): 261601 (英语). 

热门文章[编辑]

  • 被设计的宇宙?:该文基于1999年4月在华盛顿特区举行的一个会议报告写成,文中反驳了对演化理论和宇宙理论的攻击(比如那些以“智能设计”来吸引注意的攻击),表达了温伯格强烈的立场,即科学家应在捍卫科学的斗争中多些主动。

参考资料[编辑]

  1. ^ A partial list of this work is: Weinberg, S. Phys. Rev. 118 838-849 (1960); Weinberg, S. Phys. Rev. 127 965-970 (1962); Weinberg, S. Phys. Rev. Lett. 17 616-621 (1966); Weinberg, S. Phys. Rev. 140 B516-B524 (1965).
  2. ^ Weinberg, S. Phys. Rev. 133, B1318-B1332 (1964); Weinberg, S. Phys. Rev. 134 B882-B896 (1964); Weinberg, S. Phys. Rev. 181 1893-1899 (1969)
  3. ^ Weinberg, S. Phys. Rev.Lett. 19 1264-1266 (1967).
  4. ^ SPIRES: Top Cited Articles of All Time (2010 edition)
  5. ^ Weinberg, S. Physica 96A, 327 (1979)
  6. ^ Donoghue, J. F. Phys. Rev. D 50, 3874 (1994)
  7. ^ In 2006 Weinberg had the second highest creativity index among physicists http://physicsweb.org/articles/news/10/8/13/1

外部连接[编辑]