戴維·格羅斯(David?Gross),美國國籍,物理學家。1941年2月出生于美國華盛頓?,F任美國加利福尼亞大學圣塔芭芭拉分校物理學教授,卡弗里理論物理研究所所長。

1966年獲得美國加利福尼亞大學伯克利分校博士學位。1985年當選為美國科學與藝術學院院士,1986年當選為美國科學院院士。2004年獲得諾貝爾物理學獎。2011年當選為中國科學院外籍院士。

戴維·格羅斯在理論物理,尤其是規范場理論、粒子物理和超弦理論等方面做出了一系列開創性的研究成果。

中文名

戴維·格羅斯

外文名

David?Gross

國籍

美國

出生地

美國首都華盛頓

出生日期

1941年2月日

畢業院校

美國加州大學伯克利分校

職業

教育科研工作者

主要成就

2011年當選為中國科學院外籍院士

人物經歷

1941年2月,出生于美國華盛頓。

1966年,獲得美國加州大學伯克利分校博士學位。[4]

1972年,被普林斯頓大學聘為教授。[5]

戴維·格羅斯

1985年,當選為美國科學與藝術學院院士。

1986年,當選為美國科學院院士。

1997年1月,格羅斯來到了風景秀麗的加利福尼亞海濱,擔任加利福尼亞大學圣巴巴拉分校的卡夫利理論物理研究所所長。[1]

2004年,獲得諾貝爾物理學獎。

2005年,聘為中科院愛因斯坦講座教授,曾先后訪問浙江大學、清華大學、南京大學、蘭州大學、廈門大學、北京大學等科研院校,擔任多個大學的名譽教授。

2011年,當選為中國科學院外籍院士。

主要成就

科研成就

科研綜述

戴維·格羅斯[6]在理論物理,尤其是規范場理論、粒子物理和超弦理論等方面做出了一系列開創性的研究成果。他是量子色動力學的主要奠基人之一。量子色動力學作為描述自然界四種基本作用力之一的“強相互作用力”的基本理論,成為研究強子性質和原子核物理的基礎。他與合作者發現強相互作用具有漸進自由的特性,揭示了物質基本組元-夸克的強相互作用隨夸克之間距離變小反而變弱的重要性質,使得運用微擾量子場論的方法精確預言和分析高能物理唯像成為可能,并得到了廣泛的實驗驗證。漸進自由的另一重要推論是夸克禁閉現象,使得夸克不能離開強子而自由存在。該理論深刻地改變了科學家們對自然界基本作用力和作用方式的理解,完善了粒子物理學標準模型。同時,該理論暗示了自然界中各種基本相互作用力有可能統一地描述。超弦理論是最有可能成為正確描述量子引力和統一四種基本相互作用的理論。戴維·格羅斯對超弦理論的發展做出了突出的貢獻,他是“雜化弦理論”的創立者之一,該理論成為推動弦理論第一次革命性進展的最重要工作之一。

戴維·格羅斯

構成世界的最小單位

構成世界的最小單位是什么?自然中的各種作用力是通過什么形式相互作用的?這些作用力如何產生?這些貫穿了整個20世紀的問題至今仍然困擾著理論物理和實驗物理學。就是他們三位對夸克漸近自由現象的發現為上述問題找到答案提供了可能。一方面他們的研究成果為量子色動力學創建了基礎,同時也有助于創建關于夸克結構穩定性的標準模型。標準模型描述了與電磁力、強作用力、弱作用力有關的所有物理現象。通過過去幾屆諾貝爾獎得主在這方面的貢獻,標準模型已經具有了很強的理論立足點,因為它是惟一一種能夠兼顧愛因斯坦相對論和量子力學的理論模式。

揭示夸克漸近自由

三位科學家早在1973年就通過一個完善的數學模型揭示了夸克漸近自由。根據瑞典皇家科學院發布的聲明,諾貝爾物理學獎必須授予那些使全人類都受益的物理方面的重大發明或發現。諾貝爾獎評委會認為他們三人的研究成果對微觀世界的研究作出了重大貢獻,將他們的發現描述成“夸克世界一項精彩的發現”。瑞典皇家科學院說,由于三位科學家的發現,物理學朝著偉大的夢想又前進了一步,最終將形成一種涵蓋包括重力在內的解釋一切物理現象的理論體系。

戴維·格羅斯

漸近自由

夸克被認為是質子、中子的組成單位。強作用力存在于夸克之間,它是原子核內起維系作用的力量,它將質子和中子中的夸克束縛在一起,并將原子中的質子和中子束縛在一起??淇酥g越接近,強作用力越弱。當夸克之間非常接近時,強作用力是如此之弱,以至于它們完全可以作為自由粒子活動。這種現象叫作“漸近自由”,即漸近不縛性。與此相反,當夸克之間的距離越大時,強作用力就越強。

漸近自由的作用

漸近自由最大的作用是有可能對自然界各種作用力有一個統一的描述方式。QCD這一理論在最近幾年歐洲粒子研究中心的實驗中得到了很好的證實。但是專家認為,要想能夠統一認識自然界中的各種作用力,可能還要對標準模型進行一些修改,一種可能就是引入一種新的粒子概念。

戴維·格羅斯

四種作用力

對于自然界的四種作用力,其中最為大家熟知的就地心引力。比如蘋果落地、太空飛船升空等都直接涉及地心引力問題。有時候地心引力作用力非常強大,如彗星撞擊地球表面造成巨大的隕石坑;但有時在微觀世界中,比如在電子和質子間的作用力往往就非常微弱。物理學家在“標準模型”理論中提到了另外三種交互作用力:電磁作用力,弱作用力,強作用力。根據標準模型,認為夸克構成原子核中的質子和重子,加上遠離原子核的電子共同構成原子。擴展之,原子構成分子,分子構成物質,這樣宇宙萬物就能夠完整地表述了。

榮膺2004年諾貝爾物理學獎

三位美國科學家30余年前發表的研究成果,讓他們榮膺2004年諾貝爾物理學獎。此前,戴維·格羅斯、戴維·波利策和弗蘭克·維爾切克這三人已經得到的物理學大獎無數,獨缺分量最重的諾貝爾獎。1973年,維爾切克正在普林斯頓大學讀研究生,師從格羅斯。師徒倆1973年發表論文,揭示了粒子物理強相互作用理論中的漸近自由現象。當時他們分別只有32歲和22歲。同年,波利策也獨立發表了相關論文。

科研成果獎勵

在從事物理學研究的幾十年間,他曾獲得美國國家科學院、美國物理學會、美國科學促進會和一些私人基金會的多項科學大獎。2004年諾貝爾物理學獎授予美國科學家戴維·格羅斯(DavidJ.Gross)、戴維·波利策(H.DavidPolitzer)和弗蘭克·維爾切克(FrankWilczek),以表彰他們對量子場中夸克漸近自由過程中的開創性發現,他們發現量子場中夸克漸近自由現象[2],構建適用于所有物質的“萬有理論”。

榮譽表彰

2011年當選為中國科學院外籍院士。[3]

中國貢獻

戴維·格羅斯非常關心中國科學的發展,近年每年來中國訪問和講學,為推動中國基礎研究的發展和提升中國在國際科學界的影響付出了積極的努力。促成了中國理論物理和數學領域“青年科學家交流訪問計劃”的實施。促成2006年國際超弦年會在中國召開,近6000名聽眾聆聽大會開幕式特邀報告。應邀參加2008年和2011年諾貝爾獎獲得者北京論壇,2010年世博會高峰論壇等。2005年起接受中國科學院院長的邀請擔任國際顧問委員會主席,對中國科學院理論物理研究所的發展發揮了積極的作用,使得中國科學院獲美國卡弗里基金會的捐贈,建立了依托于理論物理所的中國科學院卡弗里理論物理研究所(KITPC),成為全世界包括哈佛和劍橋等世界一流大學在內的15個成員之一。

戴維·格羅斯

KITPC以全新模式運行,吸引了許多國際頂尖科學家前來開展較長期的研究項目,為國內年輕學者創造了與世界頂尖科學家進行合作交流的機會,在國際上建立起良好的聲譽。戴維·格羅斯曾多次強調:“科學研究就像一棵樹,樹干和根就是基礎研究,只有重視基礎研究,樹才有可能長出樹葉,甚至開花、結果?!?/span>