利昂·萊德曼（美國粒子物理學(xué)家 ，發(fā)現(xiàn)μ中微子驗(yàn)證輕子的二重態(tài)結(jié)構(gòu)）

利昂·萊德曼（1922年7月15日-2018年10月3日），男，著名粒子物理學(xué)家，出生于紐約，1946年進(jìn)入哥倫比亞大學(xué)物理系讀研究生，1951年獲得博士學(xué)位后留校工作，1958年后任該校教授，1979-1989年曾任費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室主任，并主持設(shè)計(jì)了超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)建造計(jì)劃。利昂·萊德曼長期從事教育工作，曾任美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)理事會(huì)主席。他在粒子物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域成果卓著，并因“中微子束方法及通過發(fā)現(xiàn)μ中微子驗(yàn)證輕子的二重態(tài)結(jié)構(gòu)”而榮獲1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

2018年10月3日，利昂·萊德曼在愛達(dá)荷州去世，終年96歲?。

人物生平

1922年7月15日，利昂·萊德曼出生于美國紐約。

1931年，泡利為了解釋b衰變的連續(xù)能譜，提出了中微子假說。

1934年，費(fèi)密建立b衰變理論，間接地證明了中微子的存在。但是，很長時(shí)間人們未能直接地觀測(cè)到中微子，也不知道應(yīng)如何去測(cè)量它。

1956年，發(fā)現(xiàn)中性K介子；

1965年，發(fā)現(xiàn)反氘核；

1977年，發(fā)現(xiàn)γ粒子；他研究強(qiáng)子碰撞中輕子對(duì)的產(chǎn)生，開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)高能物理學(xué)的新方向；他最早在π-μ-e衰變過程中對(duì)李、楊宇稱不守恒原理做出實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等等。 萊德曼一生碩果累累。

1988年，與施瓦茨，施泰因貝格一起榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

人物成就

1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國伊利諾斯州巴塔維亞（Batavia）費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室的萊德曼（LeonM。Lederman，1922—）、美國加利福尼亞州蒙頓維（MountainView），數(shù)字通訊公司（DigitalPathways，Inc）的施瓦茨（MelvinSchwartz，1932—）和瑞士日內(nèi)瓦歐洲核子研究中心的斯坦博格（JackSteinberger，1921—），以表彰他們?cè)诎l(fā)展中微子束方法以及通過μ子中微子的發(fā)現(xiàn)顯示輕子的二重態(tài)結(jié)構(gòu)所作的貢獻(xiàn)。

發(fā)現(xiàn)輕子的二重態(tài)結(jié)構(gòu)

1962年，美國哥倫比亞大學(xué)的利昂·萊德曼、施瓦茨和斯坦博格等人，想到可以用加速器來產(chǎn)生中微子。他們?cè)诩~約長島布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的加速器上用質(zhì)子束打擊鈹靶以產(chǎn)生p介子束流。p介子在飛行中衰變?yōu)閙子，同時(shí)放出一個(gè)中微子。他們讓p介子束流通過很大質(zhì)量的鐵塊，使絕大部分的m子都被吸收掉，留下可以暢通無阻地穿過鐵塊的中微子，以便獲取相當(dāng)純的中微子束流。然后，他們將中微子束流注入火花室，觀察由此產(chǎn)生的新m子。其反應(yīng)過程如下：

顯見，這里產(chǎn)生的中微子與b衰變所產(chǎn)生的有所不同，后者的反應(yīng)過程是：

這說明，中微子至少有兩種：一種是電子中微子；另一種是m子中微子。萊德曼、施瓦茨和斯坦博格發(fā)現(xiàn)的是m子中微子。這樣，神秘的中微子不僅被探測(cè)到了，而且還發(fā)現(xiàn)它們具有與電子和m子分別相關(guān)的兩種屬性。

利昂·萊德曼、施瓦茨和斯坦博格的發(fā)現(xiàn)為后來建立弱電統(tǒng)一理論奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)現(xiàn)“底夸克”

標(biāo)準(zhǔn)模型的數(shù)學(xué)理論要求有第四個(gè)夸克——魅力夸克的存在?？墒侨藗儾]有發(fā)現(xiàn)這種夸克。后來，在1974年，塞繆爾丁和伯頓里克特（1976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）同時(shí)發(fā)現(xiàn)了這第四個(gè)夸克，其中一個(gè)叫J夸克，另一個(gè)叫psi夸克，現(xiàn)在稱為J/psi微粒。

隨著美麗夸克的發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)家們開始懷疑是否有不止四種夸克。很快有了問題的答案，利昂萊德曼（1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）和他的小組發(fā)現(xiàn)了第五種夸克。這種夸克被命名為底夸克，而且底夸克帶有1/3的電荷?？茖W(xué)家們期望找到與底夸克相匹配的頂夸克。不幸的是，近20年過去了還沒有發(fā)現(xiàn)這種微粒。

尋找“上帝粒子”

看似雜亂無章的世界，是不是可以歸結(jié)為極少數(shù)的東西？不消說，用一個(gè)簡單的理論，即全能的“超統(tǒng)一理論”來描述我們生活的宇宙的錯(cuò)綜復(fù)雜性，是每一個(gè)物理學(xué)家的夢(mèng)想。

然而，這談何容易？偉大的愛因斯坦用他一生的大部分精力試圖統(tǒng)一引力和電磁力，但沒有結(jié)果，最終他還是抱憾離去。

盡管難以企及，尋求“統(tǒng)一”的接力依舊還在傳遞。萊德曼就是這諸多孜孜以求者當(dāng)中極為執(zhí)著的一位。在《上帝粒子》一書的開篇中，他有這樣一段描述：

我是在布朗克斯長大的，那時(shí)我經(jīng)常一連幾個(gè)小時(shí)地看我哥哥擺弄化學(xué)藥品。他是一個(gè)神童。我情愿做所有的家務(wù)活，以便他允許我看他做實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在他在做一些新奇商品的買賣，出售的東西包括狂歡的軟墊、升降機(jī)牌照或者印有流行字眼的T恤等。這些T恤能夠讓人們用一句長度不超過胸寬的話總結(jié)出他們的世界觀?？茖W(xué)家的目標(biāo)也不過如此。我的目標(biāo)就是活到能看到所有的物理學(xué)定律都被還原為一個(gè)簡潔優(yōu)美的公式，可以非常輕松地印到一件T恤的胸前。

少年時(shí)代讀過的一本書給萊德曼留下了極為深刻的印象。10歲那年，萊德曼曾因?yàn)槌雎檎疃P床不起，為了給他解悶、鼓勁，父親給他買了一本愛因斯坦和英菲爾德合著的《相對(duì)論的故事》。書里講的是科學(xué)上的偵探故事，每一個(gè)故事中都包括一個(gè)謎案、幾條線索和一個(gè)偵探。偵探通過線索來解決這一謎案。而數(shù)十年后萊德曼在《上帝粒子》一書中講述的故事，則有兩個(gè)謎案需要去解決，它們都跟粒子有關(guān)。

第一個(gè)就是人們苦苦追尋的由德謨克利特最早提出的不可見也不可分的物質(zhì)粒子——“原子”，它位于整個(gè)粒子物理學(xué)討論的基礎(chǔ)問題的核心。人們已經(jīng)為解決這個(gè)謎案奮斗了2500年，積累了上千條線索。在《上帝粒子》的前幾章中，萊德曼詳細(xì)地回顧了前輩們所做的工作。他告訴我們，有許多“現(xiàn)代”的思想，實(shí)際上早在16和17世紀(jì)，甚至在基督教產(chǎn)生之前幾個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)了。在《上帝粒子》的后幾章中，萊德曼又引導(dǎo)我們回到現(xiàn)在來追尋第二個(gè)、也許是更大的一個(gè)謎案，其主角便是他認(rèn)為在指揮著宇宙交響曲的粒子。

在萊德曼生動(dòng)流暢的筆觸中，我們可以看到兩位不同時(shí)代的科學(xué)家之間存在的天然的血緣關(guān)系。其中一位是個(gè)16世紀(jì)的科學(xué)家，他從比薩斜塔上將兩個(gè)重物拋了下來；另一位是個(gè)當(dāng)代的粒子物理學(xué)家（說的大概就是萊德曼自己吧？），他坐在寒風(fēng)掃過的伊利諾伊平原上一間臨時(shí)營房里，凍僵了手指，還在檢查從埋在封凍的地下、價(jià)值5億美元的加速器里流出來的數(shù)據(jù)。他們都問了相同的問題：什么是物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)？宇宙是怎樣運(yùn)行的？

在尋找這樣一件終極T恤的過程中，人們付出了持續(xù)幾個(gè)世紀(jì)的努力，并且取得了顯著的進(jìn)步。例如，牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力，可以解釋好多看起來毫不相關(guān)的現(xiàn)象：潮汐、蘋果落地、行星運(yùn)行和星系的形成。牛頓的T恤上寫著F=ma。再往后，法拉第和麥克斯韋揭開了電磁波譜的秘密。電、磁、陽光、無線電波和x射線都是同一種力的表現(xiàn)。1929年，勞倫斯建造了世界上第一臺(tái)粒子回旋加速器，打開了探索未知亞原子世界的大門……由此，物理學(xué)們家一步步地形成了對(duì)天地萬物組成的基本認(rèn)識(shí)。

如今，通過對(duì)多種粒子的研究，我們已經(jīng)建立了“標(biāo)準(zhǔn)模型”，可以把現(xiàn)實(shí)中的一切歸結(jié)為大約12種粒子和4種作用力。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型至今仍被證明是正確的，它將那些組成天地萬物的所有基本微粒系統(tǒng)地分門別類，形成了一張簡單的列表，并闡明了微粒之間相互作用的規(guī)律。

可是，在粒子物理學(xué)家眼中，標(biāo)準(zhǔn)模型里仍有兩種令人煩惱的缺陷。第一種與它的不完備性有關(guān)。頂夸克直到1993年初仍沒有找到（1995年宣布找到了）。中微子中尚有一種（τ中微子）也沒有被直接觀測(cè)到，物理學(xué)家所需要的許多數(shù)字還沒有獲得精確值。例如，我們不知道中微子是否有靜止質(zhì)量。我們需要知道CP對(duì)稱性的破壞——物質(zhì)的起源過程——是如何出現(xiàn)的。第二種缺陷則純粹是美學(xué)上的，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)模型還沒能達(dá)成數(shù)學(xué)的一致性。

到底是什么東西在阻礙我們得到那件完美的T恤呢？

萊德曼“咬牙切齒”地說：“宇宙中有一個(gè)無所不在的幽靈一樣的大壞蛋，正在阻止我們理解物質(zhì)的真正本質(zhì)，阻止我們獲得終極的知識(shí)?！边@個(gè)看不見的阻止我們了解真相的障礙叫希格斯場(chǎng)（HiggsField）。它那陰冷的觸角伸向宇宙的各個(gè)角落，而它的科學(xué)和哲學(xué)意義讓物理學(xué)家起了一身雞皮疙瘩。希格斯場(chǎng)通過一種粒子來施展它的邪惡的魔力。這種粒子的名字就叫做希格斯玻色子（Higgsboson）。尋找希格斯玻色子就是建造超級(jí)對(duì)撞機(jī)的主要原因之一。

這種小得超乎想像的微粒已經(jīng)處于當(dāng)今物理學(xué)疆域的核心，它對(duì)于我們最終理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)舉足輕重；而同時(shí)，它又是那樣的難以琢磨，所以萊德曼給它取了一個(gè)綽號(hào)：上帝粒子（GodParticle）。

不過，萊德曼原來取的名字是“該死的粒子”（GoddanmnParticle）：“考慮到它那‘惡毒’的本性，再加上花在它身上的巨額資金，我認(rèn)為這個(gè)名字可能更加合適?！钡霭嫔滩桓桑谑亲兺ㄒ幌戮统闪恕吧系哿Ｗ印?。

其實(shí)這個(gè)名字也是非常合適的，因?yàn)檫@個(gè)“該死的粒子”是如此神秘，與我們已知的任何東西都全然不同。如果希格斯玻色子真的存在（對(duì)此仍還有些疑問），并能識(shí)別出來，那就能回答一個(gè)長期以來只有哲學(xué)家和瘋子才會(huì)提出的“傻”問題：物質(zhì)為什么會(huì)有質(zhì)量？借用歐洲原子能委員會(huì)的發(fā)言人彼得·杰尼的說法：物理學(xué)家需要希格斯玻色子來解釋一個(gè)對(duì)普通人來說不是問題的問題：萬物皆有質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)那個(gè)雄心勃勃的“統(tǒng)一”目標(biāo)，物理學(xué)家一直在跟某些抽象的物理和數(shù)學(xué)理論打交道。這些理論有不少晦澀難懂的名稱（如超弦、超對(duì)稱性、超引力等）。英國著名的理論物理學(xué)家霍金說過：“如果我們能找到一個(gè)答案，我們將宣告人類理智的最后勝利，因?yàn)槲覀儗⒍蒙系鄣囊鈭D。”

是的，在“上帝粒子”的背后，揭示了一個(gè)輝煌的、令人目眩的世界。可很快我們便會(huì)察覺到，我們并沒有得到所有的答案：電子、夸克和黑洞里面到底有什么呢？這些問題將牽引著我們繼續(xù)探究下去。

作品《上帝粒子》

究竟什么才是構(gòu)成宇宙的終極粒子？從哲學(xué)家德謨克利特由聞到烤面包的氣味《上帝粒子》 推導(dǎo)出“原子”存在的“思想實(shí)驗(yàn)”開始，無數(shù)的實(shí)驗(yàn)家和理論家為解開這一謎案已經(jīng)苦苦奮斗了2000多年。在本書前幾章中，當(dāng)代最偉大的粒子物理學(xué)家之一、1988年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主萊德曼用幽默生動(dòng)的語言，引領(lǐng)我們穿越歷史的長河，對(duì)人類探尋宇宙終極粒子的發(fā)現(xiàn)之旅作了簡要回顧。從中我們將會(huì)看到科學(xué)前輩們是如何通過一個(gè)一個(gè)的“尤里卡時(shí)刻”，將這一難題一步一步推進(jìn)到揭開宇宙最后之謎的關(guān)鍵——上帝粒子。

“上帝粒子”是利昂·萊德曼對(duì)希格斯玻色子的別稱。這種粒子是物理學(xué)家們從理論上假定存在的一種基本粒子，目前已成為整個(gè)粒子物理學(xué)界研究的中心，利昂·萊德曼更形象地將其稱為“指揮著宇宙交響曲的粒子”。通過萊德曼妙趣橫生的講述，我們不但能夠清楚地了解到現(xiàn)代物理學(xué)家們是如何尋找基本粒子的，讀到現(xiàn)代物理學(xué)史上的許多趣聞?shì)W事，還能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型、大型一理論、超弦和暗物質(zhì)等當(dāng)代物理學(xué)前沿問題有更為深刻的理解，其中也包括“為什么所有的物質(zhì)都有質(zhì)量”這一更為基本的問題。

對(duì)理論家的看法

在《上帝粒子》一書中，作為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的萊德曼不時(shí)地總要對(duì)理論物理學(xué)家挪喻一番。他承認(rèn)：實(shí)驗(yàn)和理論的相互作用是粒子物理學(xué)的樂趣之一；物理學(xué)總體上是在實(shí)驗(yàn)家和理論家這兩類人的相互影響下發(fā)展起來的，但兩者卻永無休止地陷入到一種愛恨交加的糾葛之中，因?yàn)槿藗兛傇谟?jì)算兩者的高下。他還不無譏諷地說：理論物理學(xué)家可能一輩子也碰不到實(shí)驗(yàn)工作中存在的智力挑戰(zhàn)，也經(jīng)歷不到其中的激動(dòng)和危險(xiǎn)。理論家面臨的唯一風(fēng)險(xiǎn)，是當(dāng)他們?cè)诓檎矣?jì)算錯(cuò)誤時(shí)用鉛筆戳到自己的腦袋瓜子。 在他看來，理論家經(jīng)常會(huì)得到一些并非恰如其分的榮譽(yù)。他還打了這樣一個(gè)比方：理論家、實(shí)驗(yàn)家和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)系就像農(nóng)夫、豬和塊菌的關(guān)系。農(nóng)夫把豬帶到可能有塊菌的地方，豬就開始努力地尋找塊菌。最后，豬找到了一塊，可正當(dāng)它要吃掉塊菌時(shí)，農(nóng)夫卻把塊菌拿走了。

不過，萊德曼對(duì)理論物理學(xué)家、1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主李政道似乎頗有好感，書中多處提及李政道（他說他“不是很了解楊振寧”），對(duì)李政道在中餐館點(diǎn)菜的“派頭”印象尤深，還有一段很傳神的描繪：

在午餐會(huì)開始討論嚴(yán)肅話題之前，李政道先在一個(gè)恭敬的餐館領(lǐng)班遞來的小便箋本上點(diǎn)菜——每星期來吃飯他都要干這些瑣事。李政道點(diǎn)菜很有派頭，那真是一種藝術(shù)。只見他瞅了一下菜單、便箋本，用漢語向服務(wù)員問了一個(gè)問題，而后皺皺眉頭，提筆劃過紙面，認(rèn)真地寫下幾個(gè)符號(hào)。接著是另一個(gè)問題，在一個(gè)符號(hào)上做了一下改動(dòng)。為了得到神的指引，他瞥了一眼錫制的浮雕天花板，然后，大筆一揮而就。最后再看時(shí)，他的兩只手都停在便箋本上，一只手五指伸開，傳遞著教皇對(duì)眾人的祝福，另一只手則握著鉛筆桿。一切盡在此間？陰陽、色、香和味的完美交融？

《上帝粒子》以流暢風(fēng)趣的文筆描繪了一個(gè)杰出的科學(xué)家群體，但作者顯然沒有刻意去拔高或一味地頌揚(yáng)他們（包括作者自己）。正如萊德曼所指出的那樣：科學(xué)家通常也是普通人。正因?yàn)槿绱?，他們才有著巨大的多樣性，使得人們?nèi)绱擞腥ぁ?/p>

在他眼里，科學(xué)家有的很安靜，也有的雄心勃勃；他們有的受好奇心驅(qū)動(dòng)，也有的是為了一己私利；他們有的有著天使般的美德，也有的貪得無厭；他們有的絕頂聰明，也有的年老時(shí)還像孩子般天真。窮根問底，神魂顛倒，心灰意懶。

世人印象

《上帝粒子》一書中不時(shí)流露出來的真情，展示了一個(gè)真誠、諧趣、可愛的萊德曼形象。例如他談到“科學(xué)家之間能力的差距也是巨大的”：這是允許的，因?yàn)榭茖W(xué)既需要建筑大師，也需要混凝土操作工人。我們之中有權(quán)威無上的人，有絕頂聰明的人，有心靈手巧的人，有直覺靈敏的人。但對(duì)于科學(xué)來說，最最重要的還是——運(yùn)氣。這里面甚至也有傻瓜和笨蛋！

據(jù)萊德曼說，對(duì)于他的這個(gè)觀點(diǎn)，他的母親有一次抗議道：“（笨蛋）你是萊德曼 指別人相對(duì)你來說的吧。”他的回答很干脆：“不，媽媽，是像其他的笨蛋一樣笨?！彼赣H又問：“那他是怎樣得到博士學(xué)位的？”萊德曼答道：“坐臀，媽媽?！彼又忉屨f：坐臀是一種耐著性子把工作干完的能力，一遍又一遍地做，直到把工作完成。那些頒發(fā)博士學(xué)位的也是人——遲早他們會(huì)讓步的。

萊德曼甚至還坦率地披露了他對(duì)于同行、1976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主丁肇中的偏見，以及他還沒獲得諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)的那種“酸葡萄”心理。他在書中寫道：

丁肇中是一個(gè)小心謹(jǐn)慎、循規(guī)蹈矩而又有條理的實(shí)驗(yàn)家，我在給他寫的推薦信中故意夸大了他的一些弱點(diǎn)——要想幫人找工作，這樣做很有效。但我這樣做只是為了說明：“丁肇中是個(gè)狂熱、酸腐的中國科學(xué)家”。實(shí)際上，我對(duì)丁肇中是懷有偏見的，因?yàn)樗莻€(gè)中國人，這種偏見還是我小時(shí)候養(yǎng)成的。那時(shí)我爸爸開了家小洗衣店，因此經(jīng)常聽他講起中國人與他進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的許多事情。長大以后，與中國科學(xué)家共事總讓我有點(diǎn)兒神經(jīng)質(zhì)。

萊德曼還提到，當(dāng)他端坐書房撰寫《上帝粒子》一書時(shí)，仍能回憶起17年前聽到丁肇中獲得諾貝爾獎(jiǎng)的消息時(shí)的那種感覺：“作為一個(gè)科學(xué)家，作為一個(gè)粒子物理學(xué)家，我為這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)而感到萬分高興，高興之中自然也有幾分對(duì)發(fā)現(xiàn)者的嫉妒，甚至還有一點(diǎn)‘惡狠狠’的怨恨。這該算正常的情緒反應(yīng)吧，因?yàn)槲以?jīng)在那里工作過——應(yīng)該說丁肇中一直在做我未做完的實(shí)驗(yàn)！雖然在1967－1968年時(shí)還沒有可以得到這種精確結(jié)果的儀器，但我們?cè)诓剪斂撕谖膶?shí)驗(yàn)室所作的那個(gè)實(shí)驗(yàn)孕育了兩項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)，如果當(dāng)初我們有一個(gè)功率更強(qiáng)的探測(cè)器，如果比約肯那時(shí)在哥倫比亞大學(xué)，如果我們更聰明一點(diǎn)……”

能拿到諾貝爾獎(jiǎng)，自然是件很光彩的事。萊德曼承認(rèn)，諾貝爾獎(jiǎng)給獲得者罩上了一層神圣的光環(huán)?！凹词故悄阕詈玫呐笥?，一個(gè)你從小玩到大的伙伴，一旦他獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，在你眼中他的形象也會(huì)有所改變?！鲍@此殊榮確實(shí)使他的生活發(fā)生了改變，甚至還會(huì)“帶來一些有趣的副效應(yīng)”，因?yàn)楣妼?duì)你的頭銜的敬畏永遠(yuǎn)不會(huì)消失。

有一次，當(dāng)萊德曼想為芝加哥的公立學(xué)校做點(diǎn)什么時(shí)，諾貝爾獎(jiǎng)的光環(huán)就起作用了。人們聆聽著他的講話，方便之門一個(gè)個(gè)也打開了，“一夜之間就有了加強(qiáng)城市中學(xué)科學(xué)教育的計(jì)劃”。諾貝爾獎(jiǎng)這張不可思議的“通票”，竟使一個(gè)人可以對(duì)社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生不小的影響。萊德曼感嘆：“不管你因?yàn)槭裁礃s獲諾貝爾獎(jiǎng)，你都會(huì)立刻成為一個(gè)各方面都精通的專家?！毕氡赜腥藛栠^他，他才有這番調(diào)侃：“巴西的債務(wù)？當(dāng)然懂。公共安全？沒問題。‘萊德曼教授，請(qǐng)告訴我，婦女的裙子多長為好？’‘當(dāng)然是越短越好嘍！’我在心里這么說。不過，我確實(shí)很想憑借這個(gè)榮譽(yù)為美國高等科學(xué)教育的發(fā)展盡一份力。為這項(xiàng)事業(yè)計(jì)，讓我再拿一次諾貝爾獎(jiǎng)不好嗎？”

多少年來，科學(xué)家在人們的頭腦中似乎都已經(jīng)“固化”成了一種模版式的形象。但翻一翻《上帝粒子》一書，聽一聽萊德曼的夫子自道，再瞧一瞧他的“自畫像”，相信你看到的會(huì)是一個(gè)“真實(shí)”的科學(xué)家，一個(gè)“可愛”的萊德曼。

關(guān)注教育

1998年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國科學(xué)家利昂·萊德曼（Leon。Lederman）教授是國際科學(xué)理事會(huì)能力建設(shè)委員會(huì)成員。他對(duì)小學(xué)的科學(xué)教育投入了極大的關(guān)注。在召開的國際科學(xué)理事會(huì)（ICSU）能力建設(shè)委員會(huì)（CCBS）2000年例會(huì)，即“小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)教育國際會(huì)議”上，他頗感興趣地介紹了他對(duì)小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)教育的看法以及“Handson（動(dòng)手做）"教育方案的具體內(nèi)容。 終身從事物理學(xué)研究，并且獲得了諾貝爾獎(jiǎng)這一最高榮譽(yù)，卻對(duì)小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)教育如此熱衷，利昂·萊德曼教授首先對(duì)我們的疑惑做了解釋。他始終對(duì)所有的科學(xué)領(lǐng)域都保持著濃厚的興趣，并對(duì)人類在20世紀(jì)百年的發(fā)展有深刻認(rèn)識(shí)：正是科學(xué)，使人類創(chuàng)造了一個(gè)嶄新的高科技世界，人們的生活與思維也在隨著科技的發(fā)展不斷變化。作為一名曾經(jīng)從事教學(xué)工作的科學(xué)家，利昂·萊德曼教授認(rèn)為要把科學(xué)教育作為教育的一個(gè)重要部分。孩子未來的性格更多是由他們的早期經(jīng)驗(yàn)所致，從小進(jìn)行科學(xué)教育會(huì)對(duì)他們的一生產(chǎn)生影響，因此，現(xiàn)今教育任務(wù)的一個(gè)重要方面是使孩子們長大以后無論從事何種職業(yè)，都能對(duì)科學(xué)抱以積極的態(tài)度。這就是萊德曼教授關(guān)注小學(xué)科學(xué)教育的重要原因。

國內(nèi)外小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)教育的具體方式存在一定差異，萊德曼教授認(rèn)為不能說哪一種方式更好，但有一點(diǎn)，在從事小學(xué)教學(xué)時(shí)，應(yīng)注意使用正確的工具?！癏andson”的教育方案就是一種很不錯(cuò)的工具。萊德曼教授在一些國家的中小學(xué)也接觸過部分強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的教學(xué)方法，但他認(rèn)為這些并不是他所提倡的真正意義上的“Handson”。“Handson”的創(chuàng)新在于要求教師和學(xué)生都圍繞一些具體的問題進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。學(xué)生在教師的幫助下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察，并通過親身體驗(yàn)得出結(jié)果。他們必須創(chuàng)造性地思考問題，自己決定要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，在師生共同的討論中，學(xué)會(huì)如何解決和處理問題。“Handson"的教育方案關(guān)鍵強(qiáng)調(diào)了科學(xué)教育的兩個(gè)部分：一是過程，即如何進(jìn)行工作；二是內(nèi)容，即對(duì)事實(shí)的認(rèn)可。事實(shí)是無可爭(zhēng)議的，在決定如何去發(fā)現(xiàn)事實(shí)的前續(xù)階段，即實(shí)驗(yàn)的思考準(zhǔn)備階段也是相對(duì)容易的，這些都可以由孩子自己主動(dòng)去完成。利昂·萊德曼教授從自己的體驗(yàn)出發(fā)，認(rèn)為孩子們探尋事實(shí)的過程與科學(xué)家們的研究過程是一樣的，他們先產(chǎn)生想要了解某事物的動(dòng)機(jī)，然后制定方案、收集資料、組織過程，最終分析并得出結(jié)論。教師在其中的作用是鼓勵(lì)與激發(fā)學(xué)生們討論，而并不是讓學(xué)生認(rèn)為自己懂得了全部知識(shí)。

很多人認(rèn)為，在學(xué)生受教育的過程中，教師起著最主要的作用，但利昂·萊德曼教授卻認(rèn)為，教師、家長以至科學(xué)家等社會(huì)各界人士都應(yīng)在孩子的科學(xué)教育中做出努力。

這次會(huì)議一個(gè)很重要的話題就是教師培訓(xùn)的問題，在“Handson”教育方案最初實(shí)施時(shí)曾失敗，原因就是忽視了對(duì)教師的培訓(xùn)。現(xiàn)實(shí)情況是，在許多國家，很多教師并沒有接受過科學(xué)教育，但在知識(shí)爆炸的現(xiàn)今社會(huì)，每天都有新的事物產(chǎn)生，因而對(duì)教師而言每天都應(yīng)不輟地學(xué)習(xí)。停止學(xué)習(xí)，即意味著思維的落后，這就要求教師也應(yīng)像孩子一樣對(duì)新鮮事物始終抱有強(qiáng)烈的興趣。認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)后，“Handson”教育方案的實(shí)施者們，近年來做了大量的教師科學(xué)教育的培訓(xùn)工作，也取得了很大成績。

“Handson”教育方案同樣鼓勵(lì)家長來協(xié)助教師，因?yàn)榻處熤皇呛⒆咏邮芙逃囊粋€(gè)來源，但家長可以在白天或晚上任何可能的情況下教育孩子。在芝加哥，他們?yōu)榧议L開辦了一些周末學(xué)校，向家長們介紹“Handson”教育方案具體的過程和實(shí)施的意義，讓家長們意識(shí)到這是一場(chǎng)教育革命，家長們有必要與孩子們一起學(xué)習(xí)，去適應(yīng)新的形勢(shì)。美國學(xué)校周圍是一個(gè)個(gè)社區(qū)，在社區(qū)中幫助家長學(xué)習(xí)是很方便，也是很有必要的。

談到科學(xué)家在科學(xué)教育中的角色，利昂·萊德曼教授認(rèn)為，科學(xué)家應(yīng)擔(dān)負(fù)起不可推卸的責(zé)任。有時(shí)教師和家長并不能回答學(xué)生提出的所有問題，因此他們組織了一些科學(xué)家通過E－mail、電話等方式為教師提供支持和幫助，并直接回答一些學(xué)生提出的很專業(yè)的問題?？茖W(xué)家們雖然很忙，但他們有責(zé)任幫助孩子，因?yàn)楹⒆邮俏磥?，他們中的一部分今后也可能成為科學(xué)工作者。并且許多科學(xué)家本身也是教師，有著豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，他們很樂意提供幫助。

利昂·萊德曼教授顯然對(duì)科學(xué)教育有著許多新的想法，他還提到了讓高年級(jí)學(xué)生幫助低年級(jí)學(xué)生的教學(xué)學(xué)習(xí)方式，他認(rèn)為高年級(jí)學(xué)生在幫助學(xué)弟學(xué)妹的過程中自己也在學(xué)習(xí)，并且可以早早地開始他們的“教師生涯”，畢竟要培養(yǎng)一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的教師需要20年的時(shí)間。

展望教育未來的發(fā)展趨勢(shì)，利昂·萊德曼教授反復(fù)強(qiáng)調(diào)了科學(xué)教育的重要性，他指出只有探尋更加合理的教育方法，教育才能跟上科學(xué)發(fā)展的步伐。

自我評(píng)價(jià)

“它過于復(fù)雜，有許多過于武斷的參數(shù)?！崩骸とR德曼說，“我們其實(shí)不明白，為了創(chuàng)造我們都知道的宇宙，造物主干嗎要轉(zhuǎn)動(dòng)20個(gè)門把來設(shè)定20條參數(shù)?！薄拔覀兩钌畹馗械?，這幅圖畫并不美麗?！?/p>

——利昂·萊德曼在1985年的一部電視片里評(píng)價(jià)夸克標(biāo)準(zhǔn)模型不大優(yōu)美，不大簡明。

萊德曼在得知自己獲得諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)，開玩笑地說:“我沒有更早得到諾貝爾獎(jiǎng)，是因?yàn)樗麄儾荒軟Q定為了什么發(fā)現(xiàn)而授予我諾貝爾獎(jiǎng)”。萊德曼以畢生精力從事高能物理實(shí)驗(yàn)，做出了多項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，許多工作都是開創(chuàng)性的，直到此時(shí)，他已經(jīng)66歲了，還活躍在實(shí)驗(yàn)研究的前沿上，擔(dān)任著名實(shí)驗(yàn)研究基地——美國費(fèi)米加速器實(shí)驗(yàn)室（FNAL）所長。

科學(xué)著作

《基本粒子物理學(xué)史》派斯（A·Pais）著，楊建鄴等譯，武漢出版社2002年出版。作者是當(dāng)代著名物理學(xué)家和物理學(xué)史家。該書包含了20世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的巨量信息：從放射性的發(fā)現(xiàn)，量子物理的提出到夸克模型、楊-米爾斯場(chǎng)、弱電統(tǒng)一模型、粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的建立，最后還對(duì)大統(tǒng)一理論、超引力和超弦理論做了中肯的評(píng)述。作者作為當(dāng)事者和一線的研究者，使全書呈現(xiàn)出詩史般的人類探索自然奧秘的英雄時(shí)代。

《基本粒子發(fā)現(xiàn)簡史》楊振寧著，原為英文著作，譯作由上海科學(xué)技術(shù)出版社1963年出第一版，1979年第二次印刷。這本小冊(cè)子簡要地闡述了基本粒子物理學(xué)較早期的發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)了一些非常重要的思想——比如對(duì)稱性的觀念是如何影響粒子物理研究的。特別是全書封面使用了荷蘭著名畫家艾舍爾的騎士圖，寓意深刻，廣為人知。

《尋覓基元：探索物質(zhì)的終極結(jié)構(gòu)》霍夫特（G·’tHooft）著，馮承天譯，上海科技教育出版社2002年出版。作者為1999年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。該書精彩地描述了粒子物理學(xué)1965—1990年間最富創(chuàng)造性的進(jìn)展；還對(duì)尋求比現(xiàn)在已知更小的結(jié)構(gòu)、黑洞及大統(tǒng)一等課題提出獨(dú)到的看法或作出預(yù)測(cè)。

《上帝粒子》（美）利昂·萊德曼迪克·泰雷西著，米緒軍，古宏偉，趙建輝，陳宏偉譯。定價(jià)：33。50元，25開，427頁，上?？萍冀逃霭嫔?，2003年12月出版。