4 介子与诺贝尔奖

世界上的一切事物,都是由原子组成的。原子极其微小,用任何显微镜都看不到。把原子放大来看,恰似太阳系一样。像太阳似的占据着中心的就是原子核。在它的周围,像行星一样围着转的就是电子。秀树发现的分子,就是隐藏在太阳里的小粒子。

在太阳系里,太阳拽住地球的力量叫做万有引力。在原子的“太阳系”里,原子核拽住电子的力量,不是万有引力,而是电力。原子核带有正电,电子带有负电,正电与负电相互吸引。

原子核的构造与太阳不同,它由几个粒子组成。在这些粒子中,带正电的叫阳子,不带电的叫中子。

带正电的粒子之间互相排斥,不带电的没有依附带电的粒子的道理,它们之间犹如陌生人。由这些东西结成一团构成原子核这一坚实的家族,让人感到奇怪。这一问题是 20 世纪前半叶的极大的谜。秀树就是对这一难题进行研究的理论物理学家之一。

如果说构成原子核的粒子,除了阳子和中子外就什么都没有的话, 就不能说明原子核的坚实结构。秀树终于想到分子这种粒子。这种粒子的重量介于阳子和电子之间。如果说电子的重量作为 1,那么大致上介子为 200,阳子为 2 000。

打一个比方,打棒球时,投手和接手即使素不相识,也决然分不开, 这是因为有球在作中介。如果把投手比作阳子,接手比作中子的话,球就相当于介子。

介子比棒球的球更具特色。阳子把分子一扔,介子就带走阳子的正电。阳子失去了电,就成为了中子。带正电的介子被中子抓住,中子就变成带电的阳子。

因此,介子的作用,使阳子与中子处于互相依存的关系,还使阳子变为中子,中子变为阳子。

作为理论物理学家的秀树,并不是将这种设想讲出来就行了,还要以既定的物理法则为基础,经过反复的计算来验证。同时,他的关于分子的理论要得到学术界的认可,还应当找到介子的实物来证实。当然, 这不是理论物理学家的事。

1937 年,美国的物理学家安德森在宇宙中发现了这种分子,并证明它的质量为电子的 206.6 倍。1948 年,美国用机械制作介子取得了成功。这些都从实践上证实了秀树预言的正确性。

秀树的介子理论,不仅成为打开原子秘密的钥匙,也是打开宇宙秘密的一把钥匙。

1938 年,秀树在大阪大学取得科学博士学位。第二年又回到京都大学任物理学教授。1943 年,在秀树 36 岁的时候,日本政府授给他文化勋章。这是授给对日本文化有卓越贡献的人的一种奖赏。秀树戴上勋章, 到芳树哥哥家给母亲看。母亲已经老态龙钟,她高兴得流下眼泪。可惜的是,父亲琢治已经于 1941 年(昭和十六年)去世。另外,养父汤川玄洋博士也于 1937 年(昭和十二年)与世长辞,玉城先生也已经不在人世。

这时候,战争也激烈起来。不能自由地进行研究,秀树只能在痛苦中度日。看到很多的人死于战争,他感到无比的遗憾。

他想,为什么一定要进行战争呢?科学不是为战争的,科学必须用于全世界人民的幸福。但是,用科学制造的武器,大量地用于战争。

1945 年(昭和二十年),战争终于结束了。秀树又开始了新的研究。

1949 年(昭和二十四年)春,美国哥伦比亚大学给秀树发来聘书, 聘请他当物理学客座教授。秀树应聘前往。

1949 年(昭和二十四年)11 月 3 日,一件新闻在日本引起极大的轰动。广播电台播发了临时特别新闻,各家报纸在头版发了特别新闻——

“汤川秀树博士获诺贝尔奖,这是日本人第一次获奖。”

全国城乡谈的都是秀树获奖的话题。战败后在心情暗淡中度日的日本人,一下子像看见了希望的曙光。

人们议论纷纷:“诺贝尔奖是全世界最高奖励。汤川博士得了这种奖真了不起,托他的福,日本人就像能够重新进入世界似的。”

在美国的秀树与夫人一起,到瑞典的斯德哥尔摩去领奖。他从瑞典皇太子手里,领到了光荣的诺贝尔奖。

秀树获得诺贝尔奖,当然是因为他发现了介子。这一发现标志着人类对物质的认识又大大地前进了一步,具有划时代的意义。

1950 年(昭和二十五年),秀树回到日本,任京都大学基础物理研

究所所长,一直到 1970 年退休。他用诺贝尔奖的奖金创办研究所,建立纪念馆,为研究工作创造更好的条件。

在年轻的时候,秀树对社会活动并不热心。心中只有一个信念—— 研究物理学。第二次世界大战末期,美国在日本的广岛、长崎投入两颗原子弹,无数日本人因此丧生。这件事也像一颗原子弹,猛烈地震撼了他的心灵。热核武器的出现及其发展,不断地使秀树深思:同一个科学领域,同一个时代的科学家,竟然有人从事研制毁灭人类的武器。对此, 秀树困惑不解。为什么科学的发展和进步不是造福于人类,而是被某些人引入歧途?他由此深深感到作为一个科学家的社会责任,并决心利用自己的社会影响,积极投入社会活动,为科学造福于人类而奔走呼喊。

50 年代初,美、苏对立,双方加紧热核武器的竞赛。懂得原子武器的原理及威力的秀树再也不能沉默了。1953 年,他参加了保卫世界和平七人委员会。1955 年,他积极响应罗素和爱因斯坦的号召,毅然在“罗素——爱因斯坦宣言”上签名。从 1957 年起,他多次出席禁止使用核武器的国际科学家会议,呼吁废除核武器,制止核战争。鉴于他的声望, 他被选为世界协会会长。他还是日本科学院院士,美国国立科学院院士, 英国皇家学会会员,前苏联、印度科学院荣誉院士,巴黎大学、莫斯科大学荣誉博士。作为一个正直无私的科学家,秀树为人类和平进步事业

做出了巨大的贡献。

汤川秀树博士逝世于 1981 年。