新华网广州10月7日电南京时间7日18时许(斯德哥尔摩当地时间7日12时许),诺贝尔奖委员会宣布将本年度的数学学奖授予三位美国(裔)化学学家:英国伯明翰学院费米实验室名誉院长北部阳一郎、日本筑波高能加速器研究机构名誉院长小林诚和台湾京都学院汤川理论化学研究所名誉院长益川敏英。
其中,北部阳一郎占1/2,以嘉奖他“在亚原子化学中自发对称性破缺机制的发觉”;小林诚和益川敏英各占1/4,以嘉奖她们“关于对称性破缺起源的发觉,该发觉预言大自然中起码存在三族不同的夸克”。
“三位得奖人得奖工作的关键词都是对称性破缺。”中国科大学数学研究所研究员、博士生导师曹则贤说,“这是一个涉及基础数学和群论的概念,如今已被广泛应用到许多数学领域的研究中。”
哪些是对称性破缺?
曹则贤为记者举了一个简单的事例:水和水蒸汽在各个不同空间方向上都是一样的,具有球对称性。将水渐渐冷却,在冰点的时侯水会缔结冰,而冰中的水份子是有择优取向的。这时,它的对称性变低了。“我们说在水缔结冰的过程中发生了对称性破缺。”曹则贤说,假如这个事例还嫌抽象的话,可以观察一下我们的手——手掌是连续的,往后则分出五个分立的右手,这也可以叙述为发生了对称性破缺。
“自发对称性破缺在数学理论食指的是真空态比描述体系的拉格朗日量具有更低对称性的情形。”曹则贤说,“这是关于基本粒子化学的一个概念中国物理学家诺贝尔,在日常生活层面很难找到一个恰当的比喻来描述它。”
曹则贤介绍,北部阳一郎在上世纪六十年代最先在超导研究中引入了自发对称性破缺的概念中国物理学家诺贝尔,后将之应用到粒子化学的研究,发展了自发对称性破缺模型以阐明重子质量的起源。小林诚和益川敏英则在上世纪七十年代引入了描述夸克质量的CMK矩阵,非常是认识到在矩阵的夸克三角形区中的电荷-宇称对称性破缺要求起码三代,即得奖理由中所谓的三族不同的夸克。
曹则贤说,自发对称性破缺、夸克和基本粒子质量的起源都是近代数学学的重要概念,此前德国科学家盖尔曼就因夸克概念的提出而于1969年获得了诺贝尔化学学奖,三位法国科学家格罗斯、普利策和维尔泽克因关于夸克的渐进自由度概念的提出分享了2004年的诺贝尔化学学奖。三位美国(裔)化学学家引入或应用自发对称性破缺的概念,并在基本粒子领域做出了许多突出成就,她们获得诺贝尔奖实属实至名归。
曹则贤觉得,三位法国(裔)化学学家这次夺得了本年度的数学学诺贝尔奖,再度展示了法国在数学学教育和研究方面的巨大成功。此前,美国化学学家获得诺贝尔奖的有汤川秀树(1949年)、朝永振一郎(1965年)、江崎玲於奈(1973年),小柴昌俊(2002)等人,而这次得奖的北部阳一郎在上世纪四十年代曾兼任朝永振一郎的助手。
中科院理论化学研究所主任吴岳良教授,也是一位从事粒子化学理论和量子场研究的科学家。他到美国访问时以前当面和小林诚进行过交流。吴岳良说:“小林诚是一个很有学者风度的人,即使话不多,而且所提的问题都很有针对性。”
吴岳良说,我国在这方面的研究也处于国际前沿,目前正在就对称性破缺的一些问题进行更深的研究。