majorana失踪的原因是什么?
轶事:
1,马约拉纳是计算天才:只要他在身边,没有人能用计算尺和笔来计算。只要你需要问他,请告诉我1538的对数,或者243的平方根乘以578的立方根是多少...费米和他曾经有一次计算能力PK,费米用了纸笔尺子,马约拉纳只用了脑子,比赛结果是平局...费米的计算能力是:当《奥本海默》爆炸原子弹时,他站在很远的地方,手里拿着一张纸。原子弹的冲击波来了。他把纸扔掉,然后根据纸被卷走的高度、速度和距离计算出释放的能量。冲击波没了,他就出来了,和精密仪器测试的结果不相上下...
费米曾经计算过中子的寿命,然后开始在黑板上计算,然后马约拉纳想了又想,然后费米说我得出结果了,然后马约拉纳说,十五分钟了。。费米当时就郁闷了,把粉笔扔了,走了出去。
2.费米和小马的对话。
马约拉纳:每500年出现一个阿基米德或牛顿这样的科学家,每100年出现一个爱因斯坦和玻尔这样的科学家。
费米:那我会在什么位置?
理智点,费米。我不是在说你和我。我们只是在谈论爱因斯坦和玻尔。
Majorana:物理学中的独狼。
阅读2010第9期作者:唐爽
跟理论物理打了十几年的交道,从来没有关注过ettore majorana(1906-1938)这个名字。直到读了马盖乔最近出版的《辉煌的黑暗》,我才知道在30年代的物理学界曾经有过这样一位杰出的极客。虽然他的一生只有短短的32年,真正花在研究物理上的时间也只有五六年左右,但他的才华和敏锐的洞察力,尤其是他对当时许多物理问题的超前思考,只能用“无与伦比”来形容。
二十一岁时,马约拉纳在罗马大学物理研究所加入了恩利克·费密(1938年获得诺贝尔物理学奖,是第一个核反应堆的发明者)领导的研究小组。这个小组在物理学界非常有名,汇集了一批当时最优秀的意大利年轻物理学家,理论和实验并重,工作效率极高。所有人都以费米为中心工作,只有马约拉纳是独狼。但是,他超强的分析计算能力和天才的物理直觉,对整个课题组来说是无价的。但是,有一件事一直让费米头疼和无奈,那就是马约拉纳对发表研究成果的消极态度。很多时候一个实验做完,同事就把实验结果给majorana看,majorana马上就能分析计算,给出理论解释。可怕的是,这些稍加补充和完善就可以发表的分析和结论,往往就写在他随手抓起的一个烟盒或者餐巾纸的背面,而他在做了一个宏观的论述之后,就把这些纸片揉碎,直接扔进了垃圾桶!
最让费米不爽的大概就是马约拉纳没有发表他关于中子的理论,而这一极其重要的发现被归功于维尔纳·海森堡(因建立量子力学而获得1932年诺贝尔物理学奖)的名字。现在我们都知道原子核是由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成的。但是在那个时候,中子还没有被发现。人们认为原子核是由带正电荷的质子和带负电荷的电子组成的,因为似乎只有在电子的参与下,质子才能被“异性相吸”的电磁力聚集在一起。比如氮核,按照旧理论,应该是由十四个质子和七个电子组成的。原子核的另一个重要参数是自旋数,它是由构成原子核的每个基本粒子的自旋数加减而成的。质子和电子的自旋数都是一半,所以按照当时的模型,无论如何加减,氮原子核的自旋数一定是半整数(整数加一半)。1929年,费米研究小组成员佛朗哥·拉塞蒂(Franco Rasetti)在访问加州理工学院期间测量了氮原子核的自旋数,但结果是“1”。Majorana立刻意识到传统的质子核模型肯定是错误的。原子核中没有电子。它应该是由带正电的质子和一个质量与质子相近、自旋为一半的不带电粒子组成。他把这种粒子称为“中性质子”,后来被人们发现。具体到氮核,它的组成应该是七个质子加上七个“中性质子”。同时,他也意识到,为了防止原子核因为内部的质子排斥而分崩离析,原子核中必须存在一种比电磁力强得多的相互作用力,他称之为“交换力”——这就是后来人们所说的强相互作用力。他的核稳定性理论可以说是现代量子色动力学的前身。但出于某种原因,尽管费米努力,马约拉纳拒绝发表这一理论。几个月后,俄罗斯的Ivanenco承认了中子的存在,海森堡也发表了与majorana非常接近的理论。费米抱怨他错过了机会,但他只是一笑置之。当费米再次要求他至少公布现有的结果以便证明时,他只得到一句淡淡的话,“海森堡已经做了他现在应该做的一切。”马约拉纳的工作作风与费米格格不入,两人关系并不融洽,但费米对他的评价仍然极高,甚至将他列为牛顿和伽利略式的人物。
最近,随着《李政道传》的出版,关于谁最先提出宇称不守恒的观点,出现了争论。事实上,也许majorana是第一个认为宇称可能不守恒的人——宇称问题曾经作为一个令人困惑的纯数学问题出现在他的中微子理论中。当然,思考并不意味着证明。
宇称是描述粒子在空间中逆向演化性质的物理量。就像我们有些人习惯用右手写字,有些人习惯用左手写字一样,基本粒子也有相似的特征——左手和右手。对于大多数粒子来说,左手和右手是对称的,也就是说,如果有一个粒子是左手的,那么一定也有一个粒子是右手的。如果一个左手粒子照镜子,你在镜子里看到的是一个右手粒子。在粒子的相互作用中,如果用左手粒子替换同类的右手粒子,结果不变,这种相互作用具有左右手对称性。粗略来说,这就是宇称守恒。宇称不是只在弱相互作用过程中守恒,一般涉及中微子。中微子很奇怪,都是左手的。换句话说,如果一个左手中微子照镜子,镜子里什么也没有,因为右手中微子根本不存在。马约拉纳是中微子方面的专家,他大概已经意识到了中微子的这种高度不对称性。虽然他在三十年代初构建的中微子理论与现在普遍接受的理论有很大不同,但它也可以解释迄今为止的所有相关实验。如果中微子的静止质量为零,这两种理论将永远无法区分好坏。但本世纪初一系列关于中微子振荡的实验基本肯定了中微子具有静态质量,所以这两种理论的最终判断可能已经不远了。
除了majorana,还有一个人错过了宇称不守恒的发现。根据Magueijo在《华丽的黑暗》中的描述,阿卜杜勒·萨拉姆(他凭借弱电统一理论获得了1979年的诺贝尔物理学奖)从在英国剑桥读博士的时候就对传统中微子理论和majorana中微子理论的数学结构感到困惑。大约1956年初,在李政道和杨振宁发表宇称不守恒论文之前,有一次他从美国飞回英国,途中无所事事,于是他又开始思考中微子。突然,我灵光一闪,想到如果中微子有最大左右不对称,即只有左手中微子没有右手中微子,那些困扰他多年的问题就可以解决了!这实际上意味着他的一只脚已经跨过了宇称不守恒之门的门槛。萨拉姆一下飞机,就迅速把自己的想法详细写了出来,拿给已经审核过博士论文的佩尔看。没想到,派尔的回答竟然是:“我根本不相信左右对称会在弱核力中被破坏。”这个想法我都不会去碰。”萨拉姆不甘心,直接联系了“中微子之父”泡利(1945年诺贝尔物理学奖获得者)。但泡利警告说,如果他提出这样愚蠢的想法,无异于自我毁灭。萨拉姆最终放弃了他的想法,关上了他打开的门。这说明在科研过程中,提出一个观点很重要,如何证明同样重要,而看到一个离经叛道的观点的意义并敢于发表尤为重要。这次教训之后,萨拉姆有点走向另一个极端——他经常冲出来发表不成熟的结论。当然,这是可以理解的。毕竟他错过了一个重要的发现。毕竟像马约拉娜这样视名利如粪土的人少之又少。
马约拉纳关于中微子的论文可以在世界上流传,还有一个小故事。1932年左右,他致力于构建一个能够覆盖所有基本粒子及其相互作用的“超级”理论。这和爱因斯坦后半生奉行的大一统理论颇为相似。从这个角度来说,也可以说马约拉纳是大统一理论的开创者。不幸的是,他的“超级”理论并不奏效——至少在当时是这样。这个未完成的宏被他扔进了抽屉。他的中微子理论只是这个理论的附录,当然也进了抽屉。
1933年,由于健康原因,马约拉纳辞去了在罗马大学物理研究所的职务,开始了长达4年的“闭门”生活。在这四年里,他没有发表任何论文,但完成了一些杂七杂八的小规模研究,包括地球物理、电子工程、数学和相对论。1937年,在没有任何预兆的情况下,他突然闯关,申请了意大利巴勒莫大学的教授职位。申请要求之一是必须提交论文,于是他拿出了尘封了五年的关于中微子的附录,让世人有机会一睹他充满想象力的中微子理论。Majorana的出现大大超出了招聘委员会的预期,这也让他们非常尴尬。因为以马约拉纳在物理学界的地位,只要他申请,当然这个位置是属于他的。麻烦的是这个职位已经给另一个申请人预留了,而且还涉及到其他几个人的提升。意大利教育机构最后不得不在那不勒斯大学为马约拉纳设立了一个新职位,理由是他太杰出了,以了结此事。
一个附录有这样的标准。马约拉娜的抽屉里有多少“宝藏”?很遗憾我们从未见过面。马约拉纳有一句名言:“物理学误入歧途,我们都误入歧途。”我们可以把这句话理解为单纯的谈论物理学,也就是说,马约拉纳觉得物理学的整个研究方向都是错的,他可能已经看到了真理之路。有人把这句话解读得更“深刻”,认为他的意思是物理应该造福人类,但现在可能变成毁灭人类的工具。也有人怀疑他可能是发现核裂变和链式反应(原子弹和核反应堆的基础)奥秘的第一人,并推断这是他后来带着所有重要笔记从世界上消失的根本原因。以马约拉纳当时的立场,这并非空穴来风。因为费米的研究小组是公认的最“应该”首先掌握这两个发现(尤其是核裂变)的,却被错误地交给了别人。
马约拉纳是一个神秘的人物,且不说他在物理学上超前的不可思议的思维,但他对生活中一些小事的判断却相当令人费解。比如他一直没有女朋友,因为他觉得自己太丑了。但从他的照片来看,他并不帅,但无论如何也不丑。至于他的死(严格来说应该是失踪),就更离奇了。1938年3月25日,他给家人和他工作的那不勒斯大学物理研究所所长安东尼奥·卡瑞里留了一条短信,然后登上了一艘开往西西里首府巴勒莫的邮船。普通人和警方都把这两封信解读为自杀信。但是,有两件事令人费解——他领了半年工资,拿走了所有重要的科研笔记,这不像是一个要自杀的人。尽管如此,如果事情就此打住,大多数人还是会认为他是自杀。没想到,他安全抵达巴勒莫,并给卡瑞里发了一封电报和一封信。电报只说“不要紧张,信很快就来”,信中明确表示他已经放弃了自杀的念头。根据记录,他确实买了一张去那不勒斯的船票,有一个舱友(三个人住一个舱)曾经作证说,他在那不勒斯下船的时候,马约拉娜还在舱里睡觉。但是马略拉纳从无到有。没有人确切知道他是否在那不勒斯下船,甚至他是否上了开往那不勒斯的船也不得而知。这种不确定的结局,给后人留下了想象的空间。因此,几十年来,人们一直声称在世界不同的角落见过马约拉娜。一个版本是:20世纪60年代初,他经常在智利的一家酒吧吃饭,在餐巾上解数学题...这些传言都无法证实,恐怕都是媒体炒作。今天,意大利人没有忘记他。他曾多次担任科幻小说或电影的主角,甚至有一本关于他的科幻漫画集。漫画里,majorana的结局是最出彩的——被外星人接走!