Марри Гелл-Ман

Физик, придумавший слово «кварк», — и взял его не из формул, а из романа Джеймса Джойса. Марри Гелл-Ман получил Нобелевскую премию в 1969 году за классификацию элементарных частиц, но самую знаменитую свою идею — кварковую модель — поначалу предлагал как удобную схему, не веря, что кварки существуют на самом деле.

Вундеркинд с Манхэттена

Он родился 15 сентября 1929 года на Нижнем Манхэттене в семье евреев-иммигрантов из Восточной Европы. Отец, Артур Исидор Гелл-Ман, до эмиграции Исидор Гельман, был уроженцем Хоросткова в Галиции, подростком переехал с родителями в Черновицы, а в 1911 году эмигрировал в США, поселился на Нижнем Истсайде и работал учителем в еврейском детском приюте. Мать, Паулина Райхштейн, приехала с родителями из Янова. Старший брат Бен (Бенедикт) Гельман стал журналистом и фотографом, многолетним колумнистом газеты «The Southern Illinoisan».

В детстве Гелл-Ман считался вундеркиндом, отличался любознательностью и любовью к природе. После Колумбийской подготовительной и грамматической школы он поступил в Йельский университет в 15 лет, окончил его с дипломом бакалавра наук в 1948 году, а докторскую степень по физике получил в Массачусетском технологическом институте в 1951 году. Научным руководителем в МТИ был Виктор Вайскопф.

Восьмеричный путь и странность

В 1952 году Гелл-Ман начал работать в Чикагском университете с Энрико Ферми — сначала преподавателем, затем ассистент-профессором и адъюнкт-профессором. В 23 года он опубликовал основополагающую работу по странности и очарованию элементарных частиц, положив начало революции в физике элементарных частиц. Его работы 1950-х годов объяснили природу каонов и гиперонов; классификация этих частиц привела к появлению нового квантового числа — странности. Формула Гелл-Мана — Нисидзимы сначала появилась из эмпирических наблюдений, а затем была объяснена кварковой моделью. Вместе с Абрахамом Пайсом он объяснил многие трудные аспекты физики этих частиц.

В 1961 году Гелл-Ман и Нисидзима предложили классификацию адронов — независимо от них такую же классификацию примерно тогда же предложил Ювал Нееман. Свою модель Гелл-Ман назвал восьмеричным путём: в ней присутствовали октеты частиц, и он использовал аналогию с восьмеричным путём в буддизме, что отражало его интересы в тот момент.

Три кварка для мастера Марка

В 1964 году Гелл-Ман и независимо от него Джордж Цвейг постулировали кварковую модель элементарных частиц: вводились кварки — частицы, из которых состоят адроны. Имя кваркам Гелл-Ман нашёл в книге Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», где в одном из эпизодов звучит фраза «Три кварка для мастера Марка!». Цвейг называл их тузами, но это название не прижилось. Кварки были признаны основополагающими элементарными объектами, а современная теория взаимодействия кварков — квантовая хромодинамика — основывается на работах Гелл-Мана. Кварковая модель стала частью КХД и пережила открытие кварковых ароматов.

Отдельно, в совместной работе с Ричардом Фейнманом — как и их соперникам Джорджу Сударшану и Роберту Маршаку, — Гелл-Ману удалось впервые прояснить природу слабого взаимодействия. Эта работа последовала за открытием нарушения чётности Ву Цзяньсюн, после предсказания этого явления Янг Чжэньнином и Ли Чжэндао.

Калтех, Санта-Фе и ягуар

С 1955 года Гелл-Ман работал в Калифорнийском технологическом институте: адъюнкт-профессор, с 1956 года профессор, с 1967 года почётный профессор, с 1993 года — в отставке. В 1974—1988 годах был регентом Смитсоновского института, в 1979—2002 годах — директором фонда Макартуров. В 1984 году участвовал в основании Института Санта-Фе — некоммерческой организации в городе Санта-Фе, призванной содействовать изучению сложных систем и утверждению теории сложности как отдельной междисциплинарной науки. В 1994—2001 годах служил в United States President's Council of Advisors on Science and Technology. Был почётным профессором теоретической физики в отставке в Калтехе и одновременно профессором факультета теоретической физики и астрономии в университете Нью-Мексико в Альбукерке, состоял членом совета директоров энциклопедии Британника и членом совета Wildlife Conservation Society.

В 1990-х годах он занялся проблемой сложных систем, активно сотрудничая с Институтом Санта-Фе. По результатам этих исследований написал популярную книгу «Кварк и ягуар: приключения в простом и сложном» — название взято из строки стиха Артура Шже: «Мир кварка непосредственно связан с ягуаром, мечущимся в ночи». Джордж Джонсон написал биографию Гелл-Мана под названием «Странная красота: Марри Гелл-Ман и революция в физике XX века». Гелл-Ман был коллекционером антиквариата из Восточной Азии и увлекался лингвистикой.

Признание

Нобелевскую премию по физике он получил в 1969 году. Среди других наград — премия Дэнни Хайнемана в области математической физики от Американского физического общества (1959), Golden Plate Award от Academy of Achievement (1962), премия Эрнеста Лоуренса (1966), премия памяти Рихтмайера (1966), медаль Франклина (1967), премия Джона Карти от Национальной академии наук США (1968), Research Corporation Award (1969), стипендия Гуггенхайма (1971), Почётный свиток за экологические достижения (Global 500 Roll of Honour) от Экологической программы ООН (1988), премия Эриче (1990), премия Уильяма Проктера за научные достижения (2004), звание гуманиста года от Американской гуманистической ассоциации (2005), медаль Альберта Эйнштейна (2005), юбилейная медаль «20 лет независимости Республики Казахстан» (2012) и медаль Гельмгольца (2014). Почётный доктор Йельского, Чикагского, Колумбийского, Кембриджского, Оксфордского и ряда других университетов.

Он был членом Национальной академии наук США (1960), Американского философского общества (1993), Американской академии искусств и наук (1964), иностранным членом Лондонского королевского общества (1978), Индийской национальной академии наук (1984), Российской академии наук (1994, по Отделению ядерной физики), Американского физического общества и Американской ассоциации содействия развитию науки, почётным членом МОИП (2014). Подписал «Предупреждение учёных человечеству» (1992). Умер 24 мая 2019 года в Санта-Фе.

Что о нём спрашивают

Правда ли, что кварки назвали в честь строчки из Джойса?

Да. Имя кваркам Гелл-Ман нашёл в книге Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», где звучит фраза «Три кварка для мастера Марка!». Джордж Цвейг, независимо постулировавший ту же модель, называл частицы тузами, но это название не прижилось.

Почему его модель называется восьмеричным путём?

В классификации адронов, предложенной Гелл-Маном и Нисидзимой в 1961 году, присутствовали октеты частиц. Кроме того, Гелл-Ман использовал аналогию с восьмеричным путём в буддизме — это отражало его интересы в тот момент.

Чем он занимался после физики элементарных частиц?

В 1990-х годах Гелл-Ман занялся проблемой сложных систем и активно сотрудничал с Институтом Санта-Фе, у истоков которого стоял в 1984 году. По результатам этих исследований он написал популярную книгу «Кварк и ягуар: приключения в простом и сложном».