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'''层子模型'''是中国[[粒子物理]]理论工作者1966年提出的相对论性的[[强子]]结构模型。模型依据“无限可分”思想,认为强子内部由“层子”(即[[夸克]])构成,使用强子内部结构波函数及其重叠积分来描述强子的结构和转化过程。 == 背景 == {{also|粒子物理学#历史|物理学史#粒子物理学}} 20世纪中期是[[粒子物理学]]的[[强子]](包括[[介子]]和[[重子]])结构理论迅速发展的时期。1949年,[[恩里科·费米]]和[[杨振宁]]提出[[π介子]]是由[[核子]](包括[[质子]]和[[中子]])与[[反核子]]组成的假说,即[[费米-杨模型]]。1956年,[[坂田昌一]]提出[[坂田模型]],该模型认为强子由三种粒子:[[质子]]、[[中子]]和[[Λ粒子]]构成。坂田模型可以有效处理介子,但难以处理重子。1961年,[[默里·盖尔曼]]提出[[特殊酉群|{{math|SU(3)}}]][[对称性 (物理学)|对称性]]的[[八重道|八重法]]强子分类方案。1964年,盖尔曼根据八重法预言的[[Ω粒子]]被发现,同年,盖尔曼提出强子为复合粒子,由具有{{math|SU(3)}}对称性的[[夸克]]构成,即[[静态夸克模型]]。夸克模型提出之初,多数理论物理学家不相信夸克的存在,当时风行一时的[[S矩阵理论]]也不支持夸克。而盖尔曼在[[夸克模型]]提出之初将[[夸克]]看作数学符号。{{r|刘金岩|p=89}} [[File:1964年毛泽东与坂田昌一握手.jpg|thumb|1964年[[周培源]](中)陪同毛泽东(左)接见坂田昌一(右)]] 1963年,[[中国科学院哲学研究所]]主办的《自然辩证法研究通讯》从俄文转译刊登坂田昌一的一篇文章。文章关于基本粒子结构的思想,遵循[[弗里德里希·恩格斯|恩格斯]]观点“分子、原子不过是物质分割的无穷系列中的各个关节点”和[[弗拉基米尔·伊里奇·列宁|列宁]]观点“电子也是不可穷尽的”。{{r|丁兆君|p=63}}[[毛泽东]]注意到这篇文章,多次称赞此文,并与哲学工作者和科学工作者谈论他的物质无限可分等思想。{{notetag|1955年1月15日,毛泽东主持召开[[中共中央书记处]]扩大会议,听取[[钱三强]]等汇报,会议做出发展原子能事业的战略决策。{{r|毛泽东年谱第二卷}}据钱三强称,毛泽东在会议上询问质子、中子组成,钱三强说,根据目前研究,质子、中子是[[基本粒子]],是不可再分的。毛泽东说:“我看不见得。从哲学的观点看来,物质是无限可分的。质子、中子、电子,也应该是可分的。一分为二,对立统一嘛! 不过,现在实验条件不具备,将来会证明是可分的。你们信不信?你们不信,反正我信。”<ref>{{Cite book|title=钱三强文选|author=钱三强|publisher=浙江科学技术出版社|year=1994|isbn=|location=杭州|pages=271}}</ref>1964年8月18日,毛泽东召集[[康生]]、[[陈伯达]]、[[吳江 (理論家)|吴江]]、[[关锋]]、[[龚育之]]等谈哲学问题,认为时空是无限的,物质是无限可分的,“很欣赏《自然辩证法研究通讯》上坂田昌一的文章,以前没有看到这样的文章,他是辩证唯物主义者,引了列宁的话。”{{r|毛泽东年谱第五卷|p=389|q=“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,这是个真理。不信,就试试看。如果有竭,就没有科学了。世界是无限的。时间、空间,是无限的。空间方面,宏观、微观,是无限的。物质是无限可分的。所以科学家有工作可做。一百万年以后也有工作可做。听了些说法,看了些文章,很欣赏《自然辩证法研究通讯》上坂田昌一的文章,以前没有看到过这样的文章,是辩证唯物主义者,引了列宁的话。}}8月23日,毛泽东会见[[北京科学讨论会]]各国代表,同坂田昌一握手说读过他的文章。{{r|毛泽东年谱第五卷|p=395}}据[[于光远]]称,毛泽东当时对坂田说:“你的文章很好,我读过了”。<ref>{{Cite journal|title=毛泽东和自然辩证法|author=于光远|url=http://news.sina.com.cn/c/2006-08-29/181010863191.shtml|journal=自然辩证法研究|issue=12|doi=|others=|year=1993|volume=|page=52|pmid=|access-date=2019-03-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20190306044614/http://news.sina.com.cn/c/2006-08-29/181010863191.shtml|archive-date=2019-03-06|dead-url=no}}</ref>次日,毛泽东找于光远和[[周培源]]到住所谈话,他从坂田的文章谈起,谈了他对[[自然辨证法]]的一些见解,{{r|刘金岩2|p=51}}认为宇宙是无限的、人类对宇宙的认识是无限的、物质是无限可分的。{{r|毛泽东年谱第五卷|p=395|q=毛泽东说:坂田说基本粒子不是不可分的,电子是可分的,他这样说是站在辩证唯物主义立场上的。世界是无限的,世界在时间上、在空间上都是无穷无尽的。因此,我们对世界的认识也是无穷无尽的。宇宙从大的方面看来是无限的,宇宙从小的方面看来也是无限的。不但原子可分,原子核也可分,电子也可以分,而且可以无限地分割下去。}}于光远、龚育之等于是找人将坂田昌一文章重新译出,译者为张志贤,请[[庆承瑞]]、[[柳树滋]]作注释,并根据毛泽东几次谈话起草了编者按。{{r|刘金岩2|p=51}}}}1965年6月1日,《[[红旗 (杂志)|红旗]]》杂志从日文原文重新翻译刊登坂田昌一文章,并在编者按中强调“世界是无限的”、“世界是充满着矛盾的”、“物质是无限可分的”、“人类对自然界的认识同样是无穷无尽的”等毛泽东的论断。{{r|刘金岩2|p=52}}{{notetag|5月31日,《[[人民日报]]》提前一天转载该译稿及注释。日本共产党中央机关报《[[赤旗报]]》报道并转载了“编者按”,摘要刊登坂田文章。{{r|刘金岩2|p=52}}}}经过热烈讨论,{{notetag|1965年5月12日和6月17日,《红旗》编辑部哲学组和[[中国科学院哲学研究所]]自然辩证法组邀请北京部分物理学者和哲学学者两次座谈,讨论自觉运用[[辩证唯物主义]]研究物理学。中国科学院原子能研究所、中国科学技术大学、北京大学物理系和技术物理系等单位也组织了讨论。7月3日,北京自然辩证法学会筹委会举办报告会,600多自然科学工作者、哲学工作者参加,由朱洪元介绍坂田昌一文章相关问题。几次座谈会的发言先后发表在《红旗》和《[[光明日报]]》。{{r|刘金岩2|p=52}}}}物质无限可分思想被中国学者普遍接受。{{r|丁兆君|p=63}}{{notetag|署名为[[张文裕]]、[[朱洪元]]、[[汪容]]、[[杜远才]]、[[何祚庥]]、[[吴宗藩]],发表于《原子能》杂志1966年第1期的文章《“基本粒子”物理学的发展与展望》,总结粒子物理学史,认为物理学史上有三次大突破,而“在第四次大突破中就将要进一步揭露属于‘基本粒子’领域的更深入一层的矛盾,发现‘基本粒子’内部的结构和它们相互转化和相互作用的规律性。”<ref>{{Cite journal|title=“基本粒子”物理学的发展与展望|author=张文裕、朱洪元、汪容、杜远才、何祚庥、吴宗藩|url=|journal=物理通报|issue=4|doi=|others=|year=1966|volume=|page=145-155|pmid=}}(本文转载自《原子能》)</ref>这篇文章的同名初稿发表于《科学通报》1965年第8期,署名为张文裕、朱洪元、汪容。<ref>{{Cite journal|title=“基本粒子”物理学的发展与展望|author=张文裕, 朱洪元, 汪容|url=|journal=科学通报|issue=8|doi=|others=|year=1965|volume=|page=664-666|pmid=}}</ref>}} == 历史 == {{multiple image | align = right | direction = vertical | width = 217 | header = | image1 = 基本粒子理论研究座谈会.jpg | alt1 = | caption1 = 一次基本粒子理论研究座谈会 | image2 = 北京基本粒子理论组在研讨层子模型理论.jpg | alt2 = | caption2 = “理论组”在研讨层子模型理论 | image3 = 1966年汪容在北京物理讨论会全体会议上作报告.png | caption3 = 汪容代表北京基本粒子理论组,在北京物理讨论会全体会议上作题为《在毛泽东思想光辉照耀下研究基本粒子理论》的学术报告 }} 中华人民共和国成立前后,留学欧洲、美国学习和研究理论物理的[[张宗燧]]、[[彭桓武]]、[[胡宁]]、[[朱洪元]]等学者相继回国。{{r|刘金岩|p=86}}1956年12月,[[中共中央]]、[[中华人民共和国国务院|国务院]]批准《[[1956-1967年科学技术发展远景规划纲要]]》,场论和量子力学的基础的研究被列入57项重点研究任务中第56项“自然科学中若干基本理论问题的研究”,原子核与基本粒子物理学被列入物理学发展的重点。{{r|刘金岩|p=88}}{{notetag|关于中国当时支持粒子物理学发展的原因,[[张文裕]]说:“五十年代初,苏、美、欧等少数工业发达的国家已开始大力筹建高能加速器。……我国在当时则是毫无条件可言,但鉴于他的技术及应用可能与核工业有关,也确认了要开展高能物理的研究。”{{r|丁兆君3|p=425}}}} 1960年代初,朱洪元、胡宁、张宗燧分别在[[中国科学院原子能研究所]]、[[北京大学]]、[[中国科学院数学研究所]]带其学生、助手研究基本粒子理论,他们之间学术交流密切,组织了一个“基本粒子讨论班”。{{r|丁兆君|p=63}}为筹备[[北京科学讨论会一九六六年暑期物理讨论会]](简称“北京物理讨论会”),1965年6月,[[中国物理学会]]确定由朱洪元、胡宁、[[汪容]]负责,采取集体合作方式,准备基本粒子方面的报告内容。{{r|刘金岩|p=94}}时任中国科学院原子能研究所所长[[钱三强]]受托组织,由中国科学院原子能研究所基本粒子理论组、北京大学理论物理研究室基本粒子理论组、中国科学院数学研究所理论物理研究室、[[中国科学技术大学]]近代物理系理论组四个单位联合组成“北京基本粒子理论组”(以下简称“理论组”)。{{r|丁兆君|p=63}}四个单位分别召开学术讨论会,每星期至少召开一次全体报告会交流研究工作。“理论组”成立不久,朱洪元决定将研究方向转向强子结构。{{r|刘金岩|p=96}}一年之内,“理论组”共发表42篇研究论文(不包括综述),提出了关于强子结构的理论模型。{{r|丁兆君|p=65}} {| class="wikitable" |+北京基本粒子理论组成员名单{{r|丁兆君3|p=423}} !{{nowrap|带头人}} !单位 !成员 |- | rowspan="2" |{{nowrap|[[朱洪元]]}} |{{Nowrap|[[中国科学院原子能研究所|原子能所]]}} |[[张肇西]]、[[陈时]]、[[何祚庥]]、[[冼鼎昌]]、黄厚昌([[黃濤 (原子能所)|黄涛]])、[[鞠长胜]]、[[李炳安]]、[[阮图南]]、[[阮同泽]]、[[杜东生]]、[[汪容]]、[[徐德之]]、[[杨祥聪]]、[[郁鸿源]]、[[周荣裕]] |- |[[中国科学技术大学|中科大]] |[[刘耀阳]]、[[赵保恒]]、[[周邦融]] |- |[[胡宁]] |[[北京大学|北大]] |[[赵志咏]]、[[赵光达]]、[[陈激]]、[[高崇寿]]、[[黄朝商]]、[[刘连寿]]、[[钱治碇]]、[[秦旦华]]、[[宋行长]]、[[杨国桢]] |- |[[张宗燧]] |[[中国科学院数学研究所|数学所]] |[[安瑛]]、[[赵万云]]、[[陈庭金]]、[[朱重远]]、[[戴元本]]、[[侯伯宇]]、[[胡诗婉]]、[[周龙骧]] |} “理论组”文章将组成强子的粒子称为“夸克”、“亚基本粒子”、“元强子”、“基础粒子”等。1966年初的北京物理讨论会预备会议上,[[钱三强]]提议统一名称,会议一致决定命名为“层子”,以反映“层子”也只是物质结构无限层次中的一个层次。{{notetag|李华钟、冼鼎昌编写的中国粒子物理学家诗抄中关于冼鼎昌一首诗的“背景说明”称,“层子”一词是钱三强提议的。{{r|粒子诗抄}}冼鼎昌{{r|冼鼎昌}}、何祚庥{{r|何祚庥|p=57}}说法相同。黄涛则说是“反复讨论后由钱三强拍板命名为层子”。{{r|黄涛}}而刘金岩根据对戴元本的访谈写道,“层子”是[[冼鼎昌]]建议的命名。{{r|刘金岩|p=101|q=Hsien Ting-chang proposed the word “straton,” or cengzi 层子 in Chinese (literally “particle of one of the many strata of the structure of matter”), so as to emphasize that the straton is not the most fundamental constituent of matter.}}}}此后“理论组”提出的强子结构理论即统称“层子模型”理论。{{r|丁兆君|p=65}} 学术报告《在毛泽东思想光辉照耀下研究基本粒子理论》是1966年7月召开的北京物理讨论会的三篇重点论文之一。{{r|刘金岩|p=104}} 北京物理讨论会的基本粒子分组会议上,各国代表讨论了该报告和“理论组”宣读的三篇层子模型论文,大部分代表支持中国的基本粒子研究方法。{{r|刘金岩|p=101}}{{notetag|名古屋大学教授[[早川幸男]](李炳安称早川幸男是日本代表团团长,被丁兆君、胡化凯采信。{{r|丁兆君|p=65}}据当时《人民日报》报道,日本代表团团长是野上茂吉郎<ref>{{Cite news|url=|title=中日科学家举行座谈会交流经验 周培源和野上茂吉郎强调促进反帝团结|author=|date=1966-08-10|work=人民日报|accessdate=}}</ref>)认为:“中国的研究工作绝不是日本的一部分报纸、周刊杂志所中伤的那样的没有内容的工作,而是内容很充实的高水平的研究。”早川幸男认为,层子模型的工作比日本学者的工作更细致和系统,中国青年研究者的工作,精神上与日本[[朝永振一郎]]一代人同时代。日本代表团团长[[野上茂吉郎]]同钱三强等见面时说:“日本过去做了不少工作,但是没有钻下去,这次看来你们走在前面了。……日本理论物理学青年工作者有两个毛病:一是迷信美国,凡是美国物理杂志有的,就认为行、就作,自己独创很少。二是只信实验,实验没有证明的就不敢去想。中国的工作方向、方法正是日本青年学者所没有的。”日本代表团在会议闭幕后同中国粒子物理学家举行三天交流会讨论层子模型,返日后向同事详细介绍了层子模型具体内容。{{r|刘金岩|p=112}}}} 本拟北京物理讨论会后以英文发表层子模型理论的计算结果,受[[文化大革命]]影响,中国大多数科研活动停止、学术期刊停刊,计划搁浅。{{r|刘金岩|p=105}}文革期间,层子模型研究有零星进展。{{r|刘金岩|p=107}}{{notetag|1972年8月,张文裕、朱洪元、汪容、何祚庥等18位粒子物理学家联名写信给[[中华人民共和国国务院总理]][[周恩来]],呼吁重视高能物理研究。周恩来复信指出:“高能物理研究和高能加速器的预制研究,应该成为科学院要抓的主要项目之一。”其后《物理》、《科学通报》、《物理学报》等学术期刊相继复刊,在原子能研究所一部的基础上成立[[中国科学院高能物理研究所]],层子模型后继成果得以发表。{{r|刘金岩|p=106}}}}同一时期,国际上粒子物理学研究取得重大进展,最终建立了包含[[弱电相互作用|弱电统一理论]]、[[量子色动力学]]和夸克等[[基本粒子]]在内的[[标准模型]]。{{r|刘金岩|p=108}} 1976年文革结束后,中国的粒子物理理论研究逐渐恢复,钱三强、[[周培源]]等组织召开多次粒子物理会议。{{r|刘金岩|p=108}}{{notetag|1978年8月,在江西庐山召开文革后首次中国物理学会年会,周培源在开幕式讲话说:“在‘文化大革命’前短短十七年中,我国理论物理有两大贡献:一是完全独立地掌握了制造原子弹和氢弹的理论;二是提出了强子结构的层子模型。”{{r|刘金岩|p=109}}}}1980年1月,在广州召开世界华裔物理学家参加的[[广州粒子物理理论讨论会]]。朱洪元做题为《关于层子模型的回忆》的报告,系统总结层子模型计算结果,引起与会人员重视。{{r|刘金岩|p=109}}{{notetag|李政道说该报告“很重要、是具有历史意义的回忆。”美国休斯敦大学助理教授[[胡斑比]]说:“‘层子模型’在当时确实是一个很有意义的工作。……六十年代西方在粒子物理方面的思想比较乱,有忽视物理内容,只注重数学形式的倾向。在这个时候中国强调基本粒子还有结构,宣传坂田模型,后来又提出层子模型,重新强调要有物理思想,这确实是有指导意义的。”他还认为用物质无限可分思想指导粒子物理研究的方向是对的。{{r|刘金岩|p=109}}哈佛大学赖曼物理实验室[[胡比乐]]认为:“不能将层子模型完全等同于夸克模型,夸克刚提出来时并不是作为物质的一个层次,仅仅是数学上的处理方法。把夸克作为比基本粒子更深一层的粒子是后来的事情,具体说是在层子模型提出来之后,所以层子模型比夸克模型进了一步。”{{r|刘金岩|p=110}}}}[[李政道]]提议将层子模型的论文重新整理为英文,得到与会人员赞同,但没有实行。会议后,朱洪元、宋行长、朱重远合作撰写了《层子模型的回顾与展望》{{r|朱洪元}}。{{r|刘金岩|p=110}}随着[[量子色动力学]]成为公认的描述[[强相互作用]]的正确理论,层子模型淡出了中国粒子物理学界。{{r|刘金岩|p=111}} 1982年,“理论组”的39人因层子模型的贡献获[[国家自然科学奖二等奖]],主要获奖人为朱洪元、胡宁、何祚庥、戴元本。<ref>{{Cite book|title=当代中国物理学家学术谱系——以几个分子学科为例|author=胡化凯,丁兆君,陈崇斌,汪志荣|publisher=上海交通大学出版社|year=2016|isbn=9787313144881|location=上海|pages=310}}</ref><ref>{{Cite web|title=何祚庥对氢弹理论和层子模型研究的贡献|url=http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/7/351471.shtm|accessdate=|author=刘磊 刘立 任安波|date=2016-07-18|format=|publisher=中国科学报|language=|archive-date=2019-03-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20190313051513/http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/7/351471.shtm|dead-url=no}}</ref>“理论组”成员中,张宗燧、朱洪元、胡宁、戴元本、何祚庥、冼鼎昌、赵光达、杨国桢、张肇西九人先后当选[[中国科学院院士]],其他人后来多成为各方粒子物理研究的学术带头人。{{r|丁兆君|p=66}} == 内容 == 层子模型的基本物理假定是:一、强子由层子构成,层子满足一定的对称性。二、强子是层子通过强相互作用结合成的[[束缚态]],可用相对论协变的[[波函数]]描述。在不清楚层子动力学性质时,可半[[唯象理论|唯象]]地引入波函数。三、强子参与的相互作用可归结为构成强子的相应层子所参与的相互作用。<ref>{{Cite journal|title=层子模型|author=补掘|url=|journal=华中师范大学学报(自然科学版)|issue=4|doi=|others=|year=1984|volume=|page=30|pmid=}}</ref> 当时认为“层子”服从[[综合统计]]或[[费米统计]],刘耀阳引入后来被称为“[[色荷|颜色]]”的[[量子数]],解决了“层子”与费米统计之间的矛盾。<ref name=江向东>{{Cite journal|title=鲜为人知的基础研究重大成果——刘耀阳夸克颜色的发现|author=江向东|url=http://inspirehep.net/record/1480433/files/%E9%B2%9C%E4%B8%BA%E4%BA%BA%E7%9F%A5%E7%9A%84%E5%9F%BA%E7%A1%80%E7%A0%94%E7%A9%B6%E9%87%8D%E5%A4%A7%E6%88%90%E6%9E%9C%E2%80%94%E2%80%94%E5%88%98%E8%80%80%E9%98%B3%E5%A4%B8%E5%85%8B%E9%A2%9C%E8%89%B2%E7%9A%84%E5%8F%91%E7%8E%B0.pdf|journal=中国科技史料|issue=1|doi=|others=|year=1999|volume=20|page=1-8|quote=据层子模型工作的参与者回忆,当时的学术带头人认为,最重要的事乃是确定基本粒子内部是否有结构,是否符合‘[[一分为二]]’的思想,因而把主要精力用来求强子的波函数。介子是由2个夸克组成的束缚态,重子是由3个夸克组成的束缚态,而当时还没有处理束缚态的场论。通过引进由强力决定的波函数概念,来反映夸克在复合粒子里束缚得很厉害的图象,要想得到多少实质性的结果自然有困难。}}</ref>{{notetag|1966年2月7日完成,发表于《原子能》1966年第3期(江向东认为是“世界上第一篇意义明确的带色夸克模型的论文”),明确引入后来被称为“[[色荷|颜色]]”的新[[量子数]],解决了“层子”与费米统计的矛盾。这一成果并未在北京物理讨论会上被明确提及。{{r|江向东}}}}原子能所把原子核研究中处理束缚态的场论方法做相对论推广,构造了一个关于介子的{{math|SU(6)}}模型后,用同种方法求出静止状态重子的{{math|SU(6)}}对称的波函数。又对这些波函数做相对论性改进,从而解释强子的{{math|SŨ(12)}}对称性。{{r|丁兆君|p=64}}原子能所使用波函数进行了一些计算并与实验数据比对,绝大部分符合得很好,于是朱洪元将其改写为[[Bethe-Salpeter方程]](当时量子场论框架下唯一的描述束缚态的相对论性方程)的协变形式。北大的研究者把{{math|SU(6)}}、{{math|SŨ(12)}}对称的波函数写成简洁形式。数学所的戴元本等人将其改写成[[协变场论]]形式,并写出用于计算的一些S矩阵元[[费曼规则]]。{{r|丁兆君|p=65}}通过强子内部结构波函数及波函数的重叠积分统一解释强子的电磁性质、电磁跃迁过程和弱相互作用过程的层子模型于是完成。 <!-- 按照层子模型,介子波函数可写为:<math>\chi_{\alpha \beta, \lambda}(x_1, x_2)=\lang 0|T\{\psi_{\alpha}(x_1)\tilde\psi_{\beta}(x_2)\}|a_{\lambda}(p)\rang</math>,重子波函数可写为:<math>B_{\alpha \beta \gamma}(x_1, x_2, x_3)_{\lambda} = \lang 0|T\{\psi_{\alpha}(x_1)\psi_{\beta}(x_2)\psi_{\gamma}(x_3)\}|B_{\lambda}(p)\rang</math>。其中<math>\psi(x)</math>是层子场,<math>\lambda</math>是强子自旋在动量方向上的投影。<ref>{{Cite journal|title=相对论层子模型中的介子和重子波函数|author=李炳安|url=|journal=物理学报|issue=1|doi=|others=|year=1975|volume=|page=21|pmid=}}</ref> --> == 评价 == 在中国学术界,“层子模型工作几乎是尽人皆知,而对其价值评定,却是众说纷纭,褒贬不一。”褒扬者认为“是强子结构研究的重要开拓”(李炳安、冼鼎昌),已“非常接近最后的结果”(何祚庥),也有人认为层子模型对物理学没有积极意义(关洪),没有标志性成果(李华钟)。{{r|丁兆君|p=66}} * “理论组”成员中,[[何祚庥]]认为:“用相对论协变形式的夸克模型,一直到1968年才有和我们相仿的工作,而且其具体结果还没有层子模型来得自然和合理。”并认为无限可分思想帮助了科学研究。{{r|何祚庥|p=58}}黄涛认为:建立“相对论协变的层子模型这项工作,大大提高了中国粒子物理工作者的科学水平。层子模型理论优于当时国际上非相对论夸克模型,国际上相对论夸克模型文章发表是在此后的1-2年。”“北京基本粒子组率领不同单位的一大批青年研究队伍合作攻关的创新精神,非常值得称赞和传承,这在中国物理学史上也是少见的。”{{r|黄涛}} [[刘耀阳]]认为:“层子模型遇到重层子和束缚态个头大以及相对论性束缚态理论等难题,但明确宣布层子是真实的存在就完全体现它的价值。”<ref>{{Cite journal|title=六十年代粒子物理理论研究的回忆|author=刘耀阳|url=|journal=物理|issue=9|doi=|others=|year=2012|volume=41|page=568|pmid=}}</ref>冼鼎昌认为:“‘层子模型’是强子结构研究的一个重要开拓,它是在层子之间的动力学理论提出来之前的一个方向性的系统工作。这个理论中提出的强子内部结构波函数和波函数的重叠积分的概念沿用至今,随着层子间强相互作用的动力学理论的建立,它们越来越细致地被确定下来。”{{r|冼鼎昌}} * 中国1970年代的[[非阿贝尔规范场论]]研究{{notetag|[[杨振宁]]与[[罗伯特·米尔斯]]于1954年提出[[杨-米尔斯理论]](一种[[非阿贝尔规范场论]]),成为[[弱电统一理论]]和[[量子色动力学]]的基础。中美关系局部解冻后,杨振宁多次回中国做关于规范场论研究的学术报告(1972年在北京,1973年在广州,1974年在上海),吸引了一批学者从事相关研究。{{r|丁兆君2}}}}倡导者[[李华钟]]:“当时国内研究层子模型的主导仍然意图在发展低能束缚的动力模型。层子模型未能和[[非亚贝尔规范场理论]]的结合,没有正确的动力学互作用机制,虽有创新的动机开始却未能达成公认标志性的成果,到目前为止,夸克动力学模型的红外行为,夸克结合成强子的动力模型,仍是悬而未解的问题。”李华钟认为,为了物质无限可分的哲学信仰,以“半唯象的方式寻求层子低能束缚态,是一种别无其他现成方法的选择”。而1967年[[弱电统一理论]]出现、1973年[[渐进自由]]发现后,中国粒子物理学家仍不重视规范场论,则是因“过分强调哲学信仰”而错失机会。“探索过程中的得失是科学研究的常事,层子模型研究虽未成功,研究的精神和经验教训是建国以来学术研究宝贵的财富,从今天的学术环境回顾层子模型[,]可以说它体现了一种朴素的学风,一种值得推崇的创新意识和团队精神。同时,也告诫人们信仰和哲学不可以代替物理和物理思想”。{{r|李华钟}} * 胡宁1960年代的研究生[[关洪]]:“当时在大家都不清楚怎样恰当处理束缚态场论的情况下,层子模型做出了有自己特色的探索,取得了一定程度的可喜成果,不失为一种有积极意义的尝试。层子模型的道路最终没能走通,这在科学研究中也是常事。”{{r|关洪|p=102}}“除了层子是夸克的另一种说法之外,层子模型并没有给今天的物理学留下什么有积极意义的东西。”{{r|关洪|p=103}} * [[中国科学技术大学]]副研究馆员丁兆君、[[中国科学技术大学人文与社会科学学院]]教授胡化凯:1960年代,“夸克模型只限于讨论由对称性能够得出的强子分类、新粒子预言和粒子的质量、自旋、电荷、磁矩等静态性质;而层子模型不但考虑了对称性,还考虑了强子的高速运动,包含层子动力学的某些信息,是相对论协变的,这些都是其胜于夸克模型之处。”“它在理论上和方法上都有创新,研究结果得到了国际同行的认可和好评,是当时我国粒子物理理论研究领域取得的一项重要创新性成果。”{{r|丁兆君|p=66}} * [[中国科学院自然科学史研究所]]副研究员刘金岩:未能以英文正式发表层子模型的计算结果,导致层子模型未对粒子物理学发展产生中国粒子物理学家预期的影响。{{r|刘金岩|p=85}}{{notetag|[[阿卜杜勒·萨拉姆]]参加北京物理讨论会并做了报告。何祚庥撰文称,萨拉姆对[[周恩来]]高度评价层子模型说:“这是第一流的科学工作。”{{r|何祚庥|p=58}}1972年9月初,萨拉姆再次访华并做关于粒子物理的报告。报告结束后,他同张文裕、汪容、何祚庥、戴元本等20多位物理学家座谈,过程中多次称赞层子模型工作并关心研究进展。{{r|刘金岩|p=114}}[[谢尔登·格拉肖]]曾强调物理学家剥洋葱般一层一层地深入物质结构,总能找到更基本的组成部分。“夸克和轻子是否都有共同的更基本的组成部分呢?许多中国物理学家一直是维护这种观念的。”他提议将“构成物质的所有这些假设的组成部分”命名为“[[毛粒子]]”。<ref>{{Cite book|title=毛泽东的读书生活|chapter=毛泽东与自然科学|chapterurl=https://www.guancha.cn/GongYuZhi/2013_12_21_194236.shtml|author=[[龚育之]]|publisher=[[生活·读书·新知三联书店]]|year=2014|isbn=978-7-108-03101-3|location=北京|pages=135|access-date=2019-03-02|archive-date=2019-02-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20190217142342/https://www.guancha.cn/GongYuZhi/2013_12_21_194236.shtml|dead-url=no}}</ref>[[史蒂文·温伯格]]曾提到:“北京的理论物理学家小组长期以来一直偏爱某个夸克理论,但他们却称之为‘层子’,而非夸克,因为这些粒子比寻常强子代表着更深层的现实。”{{r|丁兆君|p=66}}[[阿卜杜勒·萨拉姆]]、[[史蒂文·温伯格]]、[[谢尔登·格拉肖]]三人因对[[基本粒子]]间[[弱相互作用]]和[[电磁相互作用]]的统一理论([[弱电相互作用|弱电统一理论]])的贡献,共同获得1979年[[诺贝尔物理学奖]]。}}“层子模型顺应了当时粒子物理学的发展趋势。国际主流视强子为点粒子之际,中国物理学家思考粒子物理发展方向,从认为强子内部有物理实体的观点出发,借鉴核物理和量子场论方法,绕过求解束缚态场论方程,引入强子内部结构波函数和层子波函数的重叠积分等概念,给出一套计算S矩阵元的近似方法。他们系统研究了强子的电磁和弱衰变过程,所取得的部分理论计算结果吻合当时的实验结果,在当时处于理论前沿。”{{r|刘金岩|p=115|q=The straton model put forward by Chinese physicists in the 1960s fit well into an emerging trend of particle physics at that time. When the dominant academic view held hadrons to be point particles, Chinese physicists directed their thoughts towards the future of particle physics. In their theoretical exploration of hadrons’ inner structure, starting from the idea that there are physical entities inside hadrons and borrowing methods from nuclear physics and quantum field theory, they chose not to tackle the quantum field equation of bound states; rather, they introduced concepts including the wave function of hadrons' inner structure and the overlapping integral of straton’s wave functions, and offered a set of approximation methods to work out the S-matrix element. Some of their theoretical calculation results obtained from the systematic research of hadrons’ electromagnetic and weak decay processes are consistent with contemporary experimental results elsewhere and were cutting-edge for that moment in theoretical research.}}“1960年代和1970年代,中国物理学家既致力于追求真理,又能适应特定的政治、意识形态、外交要求。唯物辩证法和毛泽东的物质无限可分思想对中国粒子物理研究产生了重要影响。为1966年暑期物理讨论会所做的学术准备直接导致了层子模型的诞生。”{{r|刘金岩|p=116|q=During the 1960s and 1970s, Chinese physicists were not only dedicated to the pursuit of truth; they managed to address the political, ideological and diplomatic concerns of the time as well. Materialistic dialectics and Mao Zedong's idea that matter is infinitely divisible had a significant influence upon Chinese research of particle physics. The academic preparation for the 1966 Summer Physics Colloquium directly led to the birth of the straton model.}}“参与模型计算的青年研究者朝气蓬勃,敢于接受或提出新想法,在模型研究中提升了研究能力。改革开放时期,他们和他们更年轻的同伴融入国际粒子物理学界,在理论和实验研究中均有成就。”{{r|刘金岩|p=116|q=Full of vigor and vitality, these young researchers who participated in the calculation of the model had the courage both to accept and to propose new ideas. The construction of the model improved their research competence. In the new era of reform and opening up, these young scholars and their younger peers integrated into the international particle physics circle and achieved good results both in theoretical and experimental research.}} == 注释 == {{notefoot}} == 参考 == {{reflist|refs= <ref name=刘金岩>{{Cite journal|title=Chinese Physicists' Construction of the Straton Model in Social Context|author=Liu Jinyan|url=http://sourcedb.ihns.cas.cn/cn/ihnsexport/201310/W020180731400206507328.pdf|journal=Chinese Annals of History of Science and Technology|issue=1|doi=|others=|year=2018|volume=2|page=85-122|pmid=|access-date=2019-03-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20190306043002/http://sourcedb.ihns.cas.cn/cn/ihnsexport/201310/W020180731400206507328.pdf|archive-date=2019-03-06|dead-url=no}}(中译文见《[http://sourcedb.ihns.cas.cn/cn/ihnsexport/201310/W020180731400207016775.pdf 社会语境中的层子模型构建] {{Wayback|url=http://sourcedb.ihns.cas.cn/cn/ihnsexport/201310/W020180731400207016775.pdf |date=20190306043402 }}》)</ref> <ref name=刘金岩2>{{Cite journal|title=坂田昌一与中国科学家及毛泽东的交往|author=刘金岩, 张柏春, 吴岳良|url=|journal=自然科学史研究|issue=12|doi=|others=|year=2015|volume=34|page=39-60|pmid=}}</ref> <ref name=丁兆君>{{Cite journal|title=“层子模型”建立始末|author=丁兆君, 胡化凯|url=http://www.cssn.cn/zhx/zx_kxjszx/201407/t20140709_1247227.shtml|journal=自然辩证法通讯|issue=4|doi=|others=|year=2007|volume=29|page=62-67|pmid=|access-date=2019-03-02|archive-date=2021-10-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20211016095627/http://www.cssn.cn/zhx/zx_kxjszx/201407/t20140709_1247227.shtml|dead-url=no}}</ref> <ref name=丁兆君2>{{Cite journal|title=华裔物理界的一次盛会 1980年广州粒子物理理论讨论会的召开及其意义与影响|author=丁兆君|url=|journal=科学文化评论|issue=4|doi=|others=|year=2011|volume=8|page=46|pmid=}}</ref> <ref name=丁兆君3>{{Cite journal|title=中国粒子物理学家学术谱系的形成与发展|author=丁兆君, 汪志荣|url=http://staff.ustc.edu.cn/~qunwang/temp/genealogy.pdf|journal=中国科技史杂志|issue=4|doi=|others=|year=2014|volume=35|page=411-432|pmid=|access-date=2019-03-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20190306044311/http://staff.ustc.edu.cn/~qunwang/temp/genealogy.pdf|archive-date=2019-03-06|dead-url=no}}</ref> <ref name=关洪>{{Cite journal|title=层子模型前后——关于声称以马克思主义哲学指导物理学研究的一个案例分析|author=关洪|url=|journal=自然辩证法通讯|issue=2|doi=|others=|year=2006|volume=28|page=97-103|pmid=}}</ref> <ref name=朱洪元>{{Cite journal|title=层子模型的回顾与展望|author=朱洪元、宋行长、朱重远|url=|journal=自然辩证法通讯|issue=3|doi=|others=|year=1980|volume=|page=19-23|pmid=}}</ref> <ref name=何祚庥>{{Cite journal|title=关于新中国理论物理研究的一段回忆|author=何祚庥|url=|journal=北京党史|issue=1|doi=|others=|year=2005|volume=|page=55-58|pmid=}}</ref> <ref name=冼鼎昌>{{Cite book|title=中国科学院科技创新案例(二)|chapter=“层子模型”是强子结构研究的重要开拓|chapterurl=http://www.cas.cn/zt/jzt/cxzt/zgkxykjcxale/200410/t20041010_2668220.shtml|author=冼鼎昌|publisher=学苑出版社|year=2004|isbn=|location=北京|pages=55|access-date=2019-03-02|archive-date=2020-04-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20200404204501/http://www.cas.cn/zt/jzt/cxzt/zgkxykjcxale/200410/t20041010_2668220.shtml|dead-url=no}}</ref> <ref name=黄涛>{{Cite journal|title=纪念我的导师朱洪元先生诞辰100周年|author=黄涛|url=http://cpc-hepnp.ihep.ac.cn:8080/jwk_xdwlzs/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=12181|journal=现代物理知识|issue=4|doi=|others=|year=2017|volume=|page=55|pmid=|access-date=2019-03-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20190306043622/http://cpc-hepnp.ihep.ac.cn:8080/jwk_xdwlzs/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=12181|archive-date=2019-03-06|dead-url=no}}</ref> <ref name=李华钟>{{Cite journal|title=规范场和夸克动力学模型——关于QCD和层子模型的议论|author=李华钟|url=http://www.wuli.ac.cn/fileup/PDF/20060414.pdf|journal=物理|issue=4|doi=|others=|year=2006|volume=35|page=344|pmid=|access-date=2019-03-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20160112235004/http://www.wuli.ac.cn/fileup/PDF/20060414.pdf|archive-date=2016-01-12|dead-url=no}}</ref> <ref name=粒子诗抄>{{Cite journal|title=粒子诗抄(续一)|editor=李华钟、冼鼎昌|url=|journal=物理|issue=2|doi=|others=|year=2002|volume=|page=124|pmid=}}</ref> <ref name=毛泽东年谱第二卷>{{Cite book|editor=中共中央文献研究室|title=毛泽东年谱(1949-1976)第二卷|last=|first=|publisher=中央文献出版社|year=2013|isbn=978-7-5073-3992-5|location=北京|pages=337}}</ref> <ref name=毛泽东年谱第五卷>{{Cite book|editor=中共中央文献研究室|title=毛泽东年谱(1949-1976)第五卷|last=|first=|publisher=中央文献出版社|year=2013|isbn=978-7-5073-3992-5|location=北京|pages=}}</ref> }} [[Category:物理学史]] [[Category:粒子物理学]] [[Category:强子]]
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