杰拉德·特·胡夫特
杰拉德·特·胡夫特 Gerard 't Hooft | |
|---|---|
 | |
| 出生 | 1946年7月5日 荷兰登海尔德 |
| 国籍 |  荷兰 |
| 母校 | 乌得勒支大学 |
| 知名于 | 量子场论 量子引力 |
| 奖项 | 丹尼·海涅曼数学物理奖（1979年） 沃尔夫奖（1981年） 洛仑兹奖章（1986年） 斯宾诺莎奖（1995年） 富兰克林奖章（1995年）  诺贝尔物理学奖（1999年）罗蒙诺索夫金质奖章（2010年） |
| 科学生涯 | |
| 研究领域 | 理论物理学 |
| 机构 | 乌得勒支大学 |
| 博士导师 | 马丁纽斯·韦尔特曼 |
| 博士生 | 罗贝特·戴克赫拉夫 赫尔曼·弗尔林德 |
赫拉尔杜斯·“杰拉德”·特·胡夫特（荷兰语：Gerardus "Gerard" 't Hooft，发音：[ˈɣeːrɑrt ət ˈɦoːft]；1946年7月5日—），荷兰理论物理学家，乌得勒支大学教授，于1999年因为“阐明物理学中电弱相互作用的量子结构”与其指导教授马丁纽斯·韦尔特曼一同获得诺贝尔物理学奖。[1]二十世纪中后期最重要的理论家之一。
生平
[编辑]早年
[编辑]1946年7月5日，杰拉德·特·胡夫特出生在荷兰登海尔德，但主要在海牙长大。在家中三个孩子里排行第二。特·胡夫特生长在一个充满学者的家庭，他的外祖母是诺贝尔奖得主弗里茨·泽尔尼克的姊妹，外祖父是莱登大学知名的动物学教授。舅舅尼可·范坎彭在乌特勒支大学担任物理学教授。虽然他的母亲作为一名女性，并未从事科学事业，但她嫁给了一位海洋工程师。[2]在父亲的影响下，特·胡夫特很早就展现对科学的兴趣。念小学时当学校老师问起未来志向时，他表示要成为一位“知晓一切事物的人”。[2]
小学毕业之后，特·胡夫特进入道尔顿学园（Dalton Lyceum）就读。这是一间实行道尔顿计划的教育机构，这套教学方法相当适合特·胡夫特。他轻松通过了科学、数学等科目，但对于语言课程不是很擅长。尽管如此，他还是完成了英语、法语、德语、古希腊语、和拉丁语的课程。十六岁那年，他参加了奥林匹克数学竞赛并获得了银牌。[2]
求学
[编辑]1964年，特·胡夫特通过了中学测验，进入乌特勒支大学学习物理。因为希望就读他舅舅所在的物理系，他选择了乌特勒支大学而非距离更近的莱登大学。由于特·胡夫特太过专注在科学，他的父亲坚持他参加学校里的一个精英社团“乌得勒支学生队”（Utrechtsch Studenten Corps），以期望他能从事一些课外活动。这某些程度上确实展现了一些效果，他曾在赛艇俱乐部“特里同”（Triton）担任指挥，与科学讨论社团“克里斯蒂安·惠更斯”（Christiaan Huygens）一起规划了一次科学类的全国学生代表大会。
在物理的学习上，特·胡夫特决定追求他所认为理论物理中的核心—基本粒子物理。他的舅舅并不喜欢这个领域，所以当特·胡夫特要写“doctoraalscriptie”（在荷兰相当于硕士论文）时，他找上了新进的教授马丁纽斯·韦尔特曼。韦尔特曼当时在研究杨-米尔斯理论，由于这个理论在物理计算上无法被重整化，以当时而言并不算是主流的研究课题。特·胡夫特被交付的题目是阿德勒-贝尔-贾基夫反常，一个理论无法解释的电中性π介子衰变现象。当时的理论不允许π介子衰变产生光子，然而实际的实验却观测到这类的衰变。特·胡夫特当时也无法给出合理的解释。
1969年，特·胡夫特选择韦尔特曼作为他博士学位的指导教授。他开始研究韦尔特曼正在研究的课题，杨-米尔斯理论的重整化。1971年他发表了第一篇论文，里头说明如何重整化杨-米尔斯场中质量为零的场。[3]这项工作并未引起太多的注意，但韦尔特曼对于长久以来的问题被解决感到相当兴奋。在这之后他们发展了一套称为因次正规化的方法。随后特·胡夫特的第二篇论文也发表，探讨了杨-米尔斯理论在自发对称破缺之后带质量场的重整化。[4]这篇文章渐渐受到广泛注意，在1999年为两人赢得诺贝尔物理学奖。
以这两篇文章为基础，1972年特·胡夫特完成了他的学位论文《杨-米尔斯场的重整化方法》。同一年，他与乌特勒支大学医学院的学生Albertha A. Schik结为夫妻。[2]
学术生涯
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完成博士学位之后，特·胡夫特到了欧洲核子研究组织担任研究员。他和韦尔特曼一起试著完善杨-米尔斯理论的重整化计算。这段期间，他开始对强交互作用感到兴趣，认为这类的交互作用可以用零质量的杨-米尔斯理论来描述。根据计算的结果，这样的理论具有渐进自由的性质，符合深度非弹性散射实验的结果。这与物理学家所认知的杨-米尔斯理论相违背，过去我们所知的如重力和电磁作用其作用的强度随距离增加而减弱。然而这种人们熟知的性质无法解释深度非弹性散射的实验结果。1972年，特·胡夫特在一个小型会议中谈论到这个计算成果，一位物理学家库尔特·叙曼齐克便建议他发表这个成果。[2]然而之后特·胡夫特仍未将此计算发表成论文。不久之后，休·波利策、大卫·葛罗斯、弗朗克·韦尔切克等人于1973年也得到了同样的结果，三人因此贡献获得了2004年的诺贝尔物理奖。[5][6]
1974年特·胡夫特回到乌得勒支大学担任助理教授。1976年受邀到史丹佛大学作学术访问，并到哈佛大学担任讲座教授。他的大女儿Saskia Anne在访问期间于波士顿出生，在回到乌得勒支大学作为教授职务时生下了二女儿Ellen Marga。[2]2011年特·胡夫特被选为乌得勒支大学的杰出教授。[7]
荣誉
[编辑]1981年特·胡夫特获颁沃尔夫奖。[8]1986年获得洛仑兹奖章，该奖章每四年颁发一次，表彰在理论物理上的杰出贡献。[9]1995年成为斯宾诺莎奖最初的几位获奖人之一，该奖是荷兰最崇高的科学奖项。[10]同年又获得富兰克林奖章。[11]1999年因“阐明物理学中电弱相互作用的量子结构”与其指导教授马丁纽斯·韦尔特曼一同获得诺贝尔物理学奖。[1]
1971年发现的小行星9491（9491 Thooft）以特·胡夫特命名，[12]特·胡夫特为该小行星未来的居民颁布了宪法。[13]
研究
[编辑]特·胡夫特的研究兴趣大致分为三个方向：基本粒子物理的规范理论、量子重力和黑洞、量子力学的基础研究。[14]
基本粒子物理的规范理论
[编辑]物理上特·胡夫特最为人所知的贡献是有关规范理论的研究。
- 证明了规范理论的可重整化
- 引力协变量子化
- 独立发现了量子色动力学的渐近自由
- 特·胡夫特-泊里雅可夫磁单极解
- 在规范理论中的其他重要工作，包括夸克禁闭、大N展开、QCD弦、瞬子、反常等
- 独立提出了量子引力中的全息原理
参考资料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 The Nobel Prize in Physics 1999. Nobel Foundation. [2008-10-09]. （原始内容存档于2008-10-21）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 't Hooft, G. Gerardus 't Hooft - Autobiography. Nobel web. 1999 [2010-06-10]. （原始内容存档于2013-05-31）.
- ^ G. 'tHooft. Renormalization of massless Yang-Mills fields. Nuclear Physics B: 173–199. [2018-04-02]. doi:10.1016/0550-3213(71)90395-6. （原始内容存档于2021-01-07）.
- ^ G.'t Hooft. Renormalizable Lagrangians for massive Yang-Mills fields. Nuclear Physics B: 167–188. [2018-04-02]. doi:10.1016/0550-3213(71)90139-8. （原始内容存档于2021-03-08）.
- ^ The Nobel Prize in Physics 2004. Nobel Web. 2004 [2010-10-24]. （原始内容存档于2018-06-29）.
- ^ Politzer, H. David. The Dilemma of Attribution (PDF). Nobel Web. 2004 [2010-10-24]. （原始内容存档 (PDF)于2017-08-09）.
- ^ Prof. dr. Gerard ‘t Hooft has been appointed Distinguished Professor. Utrecht University. [2012-04-19]. （原始内容存档于2012-04-19）.
- ^ The 1981 Wolf Foundation Prize in Physics. Wolf Foundation. [2015-01-23]. （原始内容存档于2011-09-27）.
- ^ Lorentz medal. 莱顿大学. [2015-01-23]. （原始内容存档于2015-09-05）.
- ^ NWO/Spinoza Prizes 1995-2000. The Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO). [2015-01-23]. （原始内容存档于2020-06-22）.
- ^ Franklin Laureate Database. The Franklin Institute. （原始内容存档于2010-06-01）..
- ^ JPL Small-Body Database Browser. NASA. [2015-01-22]. （原始内容存档于2021-02-14）.
- ^ 9491 THOOFT - Constitution and Bylaws. G. 't Hooft. [2015-01-22]. （原始内容存档于2010-06-10）.
- ^ 't Hooft, G. Gerard 't Hooft. [24-20-2010]. （原始内容存档于2011-02-01）.
相关文献
[编辑]- Time in Powers of Ten: Natural Phenomena and Their Timescales, World Scientific Publishing Company, 2014 [2014-10-07], ISBN 978-981-4489-80-5, （原始内容存档于2021-12-16）
- Playing with Planets, World Scientific Publishing Company, 2008 [2014-10-07], ISBN 978-981-279-307-2, （原始内容存档于2021-04-27）
外部链接
[编辑]
- 特·胡夫特主页 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 1999年诺贝尔奖得主专访 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 诺贝尔官方网站杰拉德·特·胡夫特自传 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
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