马丁努斯·韦尔特曼
马丁努斯·韦尔特曼
马丁努斯·韦尔特曼(1931年6月27日-2021年1月4日),全名马丁纽斯·尤斯蒂努斯·霍德弗里德斯·韦尔特曼,荷兰理论物理学家,密歇根大学退休教授。1980年成为荷兰皇家艺术与科学院院士。1993年获得欧洲物理学会颁发的高能和粒子物理奖。他与前博士生特胡夫特共同在量子规范场论的重整化上的工作获得了1999年诺贝尔物理学奖
人物经历
1931年6月27日,维尔特曼出生在荷兰南部一个名为瓦尔维克的小镇,父亲是当地小学的校长。二战期间,他在盟军的炮火中度过了童年。
维尔特曼的语言能力很差,勉强通过了要求三门外语的高中毕业考试,分数很低。但在高中物理老师的强烈建议下,他父母还是送他去了90分钟火车车程的南乌得勒支大学。维尔特曼后来说到,许多物理学家的科学生涯都归功于一名高中好老师。
维尔特曼度过了平庸乏味的三年,毕业后一度以打字和推销勉强度日。
后来,维尔特曼偶然发现了一本关于相对论的畅销书,很是兴奋,就跑去理论物理研究所大费口舌,要到了一本阿尔伯特·爱因斯坦的著作。
1955年,他在阿姆斯特丹的范德华实验室找到了一份助理工作,主要任务是管理图书馆。不过,他对范德华实验室的主要研究方向统计力学从未感到丝毫兴趣。
1959年,服完两年兵役以的维尔特曼“年事已高”(27岁),但还是被好心的莱昂·范霍夫(Leon Van Hove)接收为了博士生,开始真正的理论研究。他还是想做当时欧洲鲜少有人问津的粒子物理学。
1959年的春天还有一段历史的戏剧性插曲,他去了爱丁堡的一所学校,遇到了当时还是学生的格拉肖
1960年,范霍夫出任欧洲核子中心理论部主任,维尔特曼追随他去了日内瓦。在那里,他完成了关于不稳定粒子的研究论文,老师带着维尔特曼穿着燕尾服、打着白领结参加了博士毕业庆典。
在1963年至1964年期间,韦尔特曼在斯坦福直线加速器中心长时间停留期间,设计了用于数学方程符号处理的计算机程序Schoonschip,现在被认为是第一个计算机代数系统。他还在1963年CERN中微子实验中密切参与,分析探测器生成的图像,并成为了1963年布鲁克黑文会议上该小组的发言人。
1966年,维尔特曼回到乌得勒支,继任范霍夫的理论物理教授职位,从零开始建立粒子物理研究团队。
1968年4月,维尔特曼迎来了学术生涯的转折点。当时,他正在洛克菲勒大学进行为期一个月的访问。在那所安静的校园里,维尔特曼开启了后来赢得诺贝尔奖的发现之旅。
他在乌德勒支培养出了包括霍夫特在内的几个优秀学生,团队的名声逐渐响亮。当然,维尔特曼有很多一些学生后来是在别的领域做出了成绩。这令他相信,理论物理学是一门很好的学科,它的科学方法在现代社会的许多岗位上都有用。
然而,在合作解决了电弱相互作用模型的重正化后,维尔特曼却与风头正盛的学生霍夫特日渐疏远。1980年,维尔特曼受邀前往密歇根大学休假一年,最终因为种种原因选择了留居美国
此后,他曾在费米国家实验室、斯坦福直线加速器中心、布鲁克·海文国家实验室担任职位。
在退休后,他还是带着妻子回到了1981年离开的荷兰比尔托文镇,与老朋友和亲人们团聚。不过,他们的孩子们留在了美国。
2003年,韦尔特曼出版了一本名为《基本粒子物理的事实和谜团》的面向广泛读者的粒子物理学书籍。小行星9492韦尔特曼以他的名字命名。
2021年1月4日,马丁纽斯·韦尔特曼去世,享年89岁。
科学研究
众所周知,构成物质的原子是由电子和原子核组成,原子核由质子和中子组成,后二者又由更小的粒子夸克组成。为了研究夸克,50年代制成了第一台加速器,这标志着现代粒子物理学的诞生,科学家首次可以研究如何轰出新的粒子及其物理性质。在此基础上物理学家们提出了粒子物理的标准模型,它将所有基本粒子分为夸克、轻子和互换粒子三类,前二者在后者的参与下产生强力和弱力。但是最初物理学家们还不能用完整的数学理论来描述这个模型,因此很多人对进一步发展该理论感到悲观。但是,韦尔特曼教授没有灰心,从1969年起他和他的只有22岁的学生霍夫特一起进行研究,最终取得了突破。在他们1971年的文章中成功地严格证明电弱统一理论是可以经过“重整化”而消除其中所有的“无穷大”的,从而证明弱相互作用也能和电磁相互作用一样地进行精确计算,也可以接受实验的精确检验。这是人们对弱相互作用了解的一个飞跃。自那时起,人们不断用他们的理论方法对电弱统一理论进行精确计算,做了大量预言。同时,在欧洲核子研究中心的大型正负电子对撞机LEP上也对大量电弱相互作用过程进行了精确测量。近年的分析表明理论与实验符合得非常好。电弱统一理论成为本世纪物理学发展的一项十分重大的划时代的成就。理论与实验的比较还预言了顶夸克(当时还未发现的第6种夸克)的质量为171,4GeV左右。后来在美国的费米实验室找到了顶夸克,直接测量的顶夸克质量为174,3GeV左右,与上述预言相符甚好。这也是电弱统一理论精确计算的一大成功。
目前在电弱统一理论中还有一个关键的问题没弄清楚。Higgs场至今还未在实验中找到。由于探索真空中的物质涉及人们对一切物质的质量起源的了解,所以它是人们现在最关注的高能物理研究的前沿课题。
个人生活
马丁努斯·韦尔特曼,昵称“蒂尼”,出生于一个教育背景的家庭,父亲是当地小学的校长,三个叔叔也都是小学老师。母亲的父亲是一名承包商兼咖啡馆经营者。他是家中六个孩子中的第四个。年轻时,他对无线电电子学有着极大的兴趣,但由于占领的德国联邦国防军没收了大部分可用的无线电设备,这成为了一个难以进行的爱好。1960年,他与妻子安妮克结婚,他们的女儿赫莱娜在荷兰出生,后来在伯克利与玛丽·盖拉德完成了她的粒子物理学论文,尽管她现在在伦敦金融行业工作。
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