夸克与美洲豹夸克辅助顶夸克.doc

2014年文档精选夸克与美洲豹夜晚徘徊的美洲豹,与夸克的世界息息相关。盖尔曼本书的题目源自我的朋友亚瑟·斯策(ArthurSze)所写的一首诗中的一行。亚瑟·斯策是一位伟大的美籍华裔诗人,住在圣菲。我是通过他的妻子,多才多艺的霍皮(Hopi)编织工拉玛娜·萨吉斯特娃(RamonaSakiestewa)结识他的。那行诗是这样写的:“夜晚徘徊的美洲豹,与夸克的世界息息相关。”夸克是基本粒子,是原子核的组成单元。我和另外一位理论物理学家分别预言了它们的存在,并由我给它们取名为夸克。在本书的书名中,夸克象征着支配宇宙及其中的物质之发展变化的简单而基本的物理规律。可能在许多人看来,“简单”一词并不适用于现代物理学。这是一种错误的想法,事实上,本书的目的之一,就是要说明“简单”怎样适用于现代物理学。美洲豹代表我们周围世界的复杂性,尤其是复杂适应系统所显示出来的那种复杂性。在我看来,亚瑟塑造的夸克和美洲豹的形象完全表达了我所称之为简单与复杂的自然界的两个方面:一方面,是关于物质和宇宙的基本物理规律;另一方面,是我们直接观察到的包括我们自身在内的世界之纷繁的结构。而且,正如夸克象征着那些一经发现,即受到人们全面审视的物理规律一样,美洲豹是那些难以捉摸的复杂适应系统的一个暗喻,至少我觉得是这样。只是它始终拒绝让我们仔细观察,尽管它那刺鼻的气味在灌木丛中远远地就能闻到。那么,我小时候是怎样迷上博物学这样的科目呢?后来为何又成为了一名物理学家呢?我的启蒙教育得归功于我的哥哥本(Ben),他比我大9岁。我3岁的时候,他就教我认阳光饼干盒上的字。他还引导我进行鸟类、哺乳动物的观察和昆虫、植物的采集。我们住在纽约市,主要是在曼哈顿。但即便是这样的地方,也还是有可能进行自然现象研究的。我觉得纽约是一片被严重砍伐的铁杉森林。我们大部分时间都呆在布隆克斯(Bronx)动物园北边一片未被破坏的小树林里。其他幸存的动植物栖息地分别在这样一些地方:比如里面有淡水沼泽的范康特兰德公园;拥有沙滩和盐沼的斯塔顿岛的新村地区;甚至包括我们附近的中央公园,那里有许多有趣的鸟类,特别是在春秋两季的迁徙期间。我开始意识到自然的多姿多彩,以及这种多样的自然得以组织成一个整体的惊人的方式。如果你沿着沼泽的四周散步,看见一只北黄喉莺或听到它们啼叫“维契托,维契托,维契托”,你就知道,有可能还会发现另一只。如果你挖出一块化石古物,你就可能在附近再碰到另一块同样的化石。成为物理学家之后,曾经有一段时间我在思考,物理学的基本规律如何为这些现象的解释奠定基础?结果表明,答案与量子力学中处理历史的方式有关,而最后的解释依赖于宇宙的早期状态。但是,撇开这些深奥的物理问题不说,不那么深奥的物种形成问题作为生物学现象,的确值得好好地思考。物种的存在绝非一件平常的事情;而且它们并不像人们有时声称的那样,只是生物学家头脑里的加工品。伟大的鸟类学家、生物地理学家恩斯特·梅伊尔(ErnstMayr),作为一位新几内亚的年轻研究人员,他喜欢描述栖息在他工作的那个山谷中的127种鸟,但当地部落里的人们只能数出126种。他和他们数目不同的唯一差别在于,他们将两种极相似的吵刺莺混在了一起,而恩斯特接受过科学训练,能将两者分辨开来。比这种不同人们之间的一致性更有趣的是,鸟类自己也能识辨出它们是否属于同一种类。不同种类的动物通常不会进行交配,如