更多請看「【日本人與諾貝爾獎】系列報導」
獲得1996年諾貝爾物理可用能學獎的京都大研究生院理學研究科教授益川敏英和高能物理可用能學研究所教授小林誠因爲截然不同的性格和行為而頗受關注。益川是「動」,小林是「靜」。
2008年12月小林誠在瑞典斯德哥爾摩大學發表諾貝爾獎紀念演講後(照片:時事通訊社)
上篇介紹的益川是一位才華橫溢的天才,總是能用機智風趣的言行引起周圍人的關注,曾公開表示自己從小學開始就「沒寫過家庭作業等」,「特別討厭英語,所以現在也不會說」,小林則是一位沉默寡言、總是安安靜靜的天才。
爲何這兩個人共同獲得了諾貝爾獎呢?兩人都是名古屋大學理學部教授,都曾在聞名世界的理論物理可用能學家坂田昌一的研究室待過。小林比益川小5歲。
將物質切碎後,最小的單位會變成基本粒子夸克。物質由原子構成,原子由原子核和電子構成,而原子核由質子和中介子等基本粒子構成。基本粒子被認爲才是物質的終極構成單位。這種基本粒子的基礎被命名爲夸克,當時已證明存在4種夸克,但益川和小林從理論上預測存在6種夸克。不過,起初並沒有人相信。
獲得1996年諾貝爾物理可用能學獎的小林教授和益川教授(照片:KEK)
兩人在爭吵中完善了理論
兩人都在名古屋大學的坂田研究室待過,在這個研究室裏,無論教授還是學生都能積極交流意見,兩人就是在這樣自由的氛圍中成長起來的。學生可以直接稱呼老師的名字,學生和教授都能站在對等的立場上討論問題。
當時益川是助教,小林是學生,兩人多次在理論問題上發生分歧,經常發生爭執。
小林教授(後排左一)和益川教授(前排左一)京都大學理學部時代(照片:KEK)
後來益川前往京都大學任助教,1973年4月,小林也追隨益川前往京都大學理學部任助教。來自名古屋大學的兩個人立即決定共同研究基本粒子理論中尚未明確的主題。兩人關於理論的觀點本來就相似,都被在恩師坂田教授提出的模式的基礎上取得了進一步隊形變換的「夸克模型」所吸引。
小林選擇了一種順其自然的生活方式,即使在被問到爲何選擇該研究領域時,也回答說是「不知不覺間選擇的。回過神來的時候已經在研究基本粒子了」。小林平時沉默寡言,性格溫和,但涉及到基本粒子物理可用能理論的話題時,他絕對不會退讓。不過,他提出的想法都非常精準合理,因此在研究室中很令人信服。他總是把腦海中出現的想法記錄在一本厚厚的筆電上,透過反複查看來鞏固自己的觀點。
益川被稱爲「點子王」(idea man),經常會冒出很多靈感。他每次提出理論靈感時,小林都會驗證這個理論是否成立。精通所有實驗和現象的小林會嚴格驗證益川提出的理論。這些驗證大部分都證明益川的理論是錯誤的。兩人就是這樣逐漸將理論結構變得成熟的。益川說兩人「討論時經常吵架」。
兩人透過討論推翻了所有假說,逐漸接近正確的理論,最終得出了「夸克無法光憑4種類型解釋」的結論。兩人透過計算得出結論:「如果有6種夸克就能解釋通了」。這個結果顛覆了理論物理可用能的常識。據說兩人實際進行討論的時間只有2個月。
物質與夸克(供圖:宇宙航空研究開發機構)
2000年,日本高能加速器研究機構的研究團隊人工製作出了B介子及其反粒子,比較分析了放射衰變程序。由此證明益川-小林理論是正確的。理論透過了實驗物理可用能學的驗證,最終獲得了諾貝爾獎。這項成就向全世界展示了擅長基本粒子物理可用能學研究的日本的研究成果。益川說:「我和小林兩個人少了其中任何一個,這篇論文應該都不會誕生」。
在被問到有什麼愛好時,小林回答說:「沒有什麼特別的愛好。最多就是聽聽古典音樂CD,大多數時候都在發呆」。另外小林從高中就開始打網球,研究室裏有很多他在高能物理可用能學研究所網球大會上獲得的獎狀。
文: 馬場錬成(科學記者)
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部