首頁>科學>

神秘失蹤的物理學怪才。物理學家費米曾將他列為牛頓伽利略一個級別的人物。他性格孤僻,自認為自己長得醜而不願意交女朋友。從照片上來看的話他並不醜,甚至有點帥。他曾經說過:物理學已經誤入歧途,我們都已經誤入歧途。他還說過:我喜歡伽利略,因為他知道什麼是害怕,人們只會看見他們想看見的東西。這位年輕的物理學家名叫埃託雷·馬約拉納,他失蹤的時候年僅32歲。

埃託雷·馬約拉納

1906年,馬約拉納出生在義大利的卡塔尼亞。他從小便擁有極高的數學天賦,計算速度非常之快,善於心算。他的父親是一個精明的商人。父親希望他可以接替自己的事業,從事商業。但是他有一個物理學家叔叔季裡諾·馬約拉納,這位從事物理學研究的叔叔,從小給年幼的馬約拉納帶來很深刻的影響。季裡諾·馬約拉納非常有趣,他一直認為愛因斯坦的相對論是錯誤的,他一直在證明自己的看法是正確的,但是自己這麼多年來的實驗,結果又始終證明愛因斯坦的相對論是正確的,這讓他自己感覺到很苦惱。可能是他叔叔的執著影響了他,於是在他17歲的時候,他進入了羅馬大學學習工程學。

在大學生活中,馬約拉納似乎對自己的專業並不感興趣。於是在1928年22歲的馬約拉納在好友賽格雷的建議下開始攻讀物理學,有實力的人自然會受到他人的認可。馬約拉納在好友賽格雷的推薦下,加入了羅馬大學物理研究所費米領導的研究小組。費米是何許人也呢?費米於1938年獲得諾貝爾物理學獎,他還被譽為原子能之父。

費米

研究所裡都是一些朝氣蓬勃的年輕人,因此馬約拉納很快就融入到其中。馬約拉納有著很強的分析與計算能力,最為關鍵的是他有著天才一般的物理直覺。也難怪,就連他的老師費米這位大物理學家也說,他就是一個天才!馬約拉納作為理論物理學家,曾發表過9篇文章,發表時間大部分集中在1931年到1932年間,這個時間距離他轉行攻讀物理也就三四年的時間而已。

前文說過,馬約拉納有著天才一般的物理直覺。1929年,他的一位同事將他對氮原子核的研究資料拿給馬約拉納看,希望馬約拉納能夠做一些修正。結果馬約拉納看到結果時,隨手就拿起一張紙開始計算起來,他忽然發現以往的原子核模型是錯誤的,他認為原子核中有一種不帶電的、質量和質子相差無幾的粒子,他給這種粒子還取了個名字,名叫中性粒子,而這個中性粒子就是我們現在常說的中子。物理的直覺告訴他,既然原子核裡面有這個中性粒子,它不帶電荷,根據同性相斥的原理那麼在原子核裡面一定還存在比電磁力還要強大的作用力,以保證原子核不會散架。

這些想法只是馬約拉納在得出自己的結果時的一種聯想,但後來我們都知道馬約拉納的想法是正確的,這種比電磁力還要強大的作用力,就是後來人們發現的強相互作用力。他的老師費米在知道這個情況後,堅決想讓自己的學生馬約拉納將自己的結果整理出來發表,如果馬約拉納聽從他老師的建議,將他的成果發表出來,定然會震驚當時的科學界,獲得諾貝爾獎也不在話下。但固執的馬約拉納沒有聽從他老師的意見,費米也是無可奈何。

果不其然,在1932年物理學家詹姆斯·查德威克用實驗證實了中子的存在,並於1935年獲得諾貝爾物理學獎。雖然查德威克已經做出了發現,但是費米仍然希望他的學生馬約拉納能夠將他自己在1929年的發現發表出來,但是馬約拉納只是隨意的說了一句話:現在已經有人把該做的都做了。馬約拉納對於諾貝爾獎、對於榮譽,他似乎並不在意,或許在馬約拉納的眼裡,既然這個理論已經搞出來了就沒有必要再說了,與其在這上面浪費時間,不如展開新的研究。

費米曾這樣介紹過自己的這位學生,他對發表研究成果很消極,他不願意在這上面浪費時間,他有很多的成果,往往只需要稍加補充和完善就可以發表出來了,但是他從來都不這麼做,有時候馬約拉納還會隨手將自己的計算成果寫在餐巾紙上或者是煙盒的背面,然後隨手一揉就扔到了他桌前的垃圾桶中,他的同事都知道他的性格有些孤僻,愛單打獨鬥,但是他對於整個物理學研究所的幫助是巨大的。

1932年,馬約拉納致力於研究一種能夠涵蓋所有已發現的基本粒子,以及其相互作用的超級理論,這與愛因斯坦所追求的大統一理論有一些相似。他為他的超級理論寫了很多附錄,這些附錄中的研究就是通往超級理論的基礎,他對於中微子的研究就是附錄之一。他在20世紀30年代初期就研究過宇稱不守恆的問題,同樣這也只是其中的一個附錄。

1933年,馬約拉納離開羅馬大學物理研究所前往德國學習,他來到哥本哈根,找到了玻爾,向他學習原子模型。沒過多久,馬約拉納患上了嚴重的胃炎,同年的秋天,他回到了家裡。因為疾病他的性格變得十分的冷酷,不愛說話。於是在自己的家裡開始了長達4年的幾乎像閉關一樣的生活,在這4年中他沒有發表任何論文,但是卻完成了其它一些雜七雜八的研究,比如電子工程、數學、相對論、地球物理等等,他的這些研究成果同樣也沒有發表出來。

沉寂了4年之後,1937年馬約拉納突然要去應聘義大利那不勒斯大學的一個教授職位。但是這個教授職位規定要提交一篇研究論文,於是馬約拉納從他的抽屜中隨手拿出了一篇關於中微子的研究論文,順利應聘上了教授職位。可是他在這所學校裡並沒有待很久的時間,在這所學校待了幾個月之後,1938年3月25日,馬約拉納給自己的家人和那布勒斯大學物理研究所所長各自留了一封信,然後自己就登上了一艘開往西西里首府巴勒莫的輪船。他在出發之前帶走了所有重要的科研筆記,以及他半年的薪水。

在他抵達巴勒莫時,他又給那不勒斯大學物理研究所所長卡瑞利回了一封電報,電報中只有一句話:別緊張,信隨後就到。他在巴勒莫沒有呆多久時間就買了回那不勒斯的船票,和他一同坐船的人可以證明馬約拉納確實坐船回到那不勒斯了,因為他們在那不勒斯下船之時還發現馬約拉納在船艙裡睡覺,但是自此之後馬約拉納就離奇失蹤了,人們不知道他究竟去了哪裡。時至今日,義大利人民也沒有忘記他,他多次成為科幻作品中的主角,還有關於他的連環畫集,在連環畫中,馬約拉納的結局是被外星人接走了。

結語:

馬約拉納曾預言一種可能存在的自然界組成的基本粒子,現在物理學家習慣稱其為馬約拉納粒子,這是一種中性的不帶有任何電荷的滿足相對論量子力學、自旋為1/2的粒子。但是直到現在實驗中也沒有證實這種粒子的存在,但是可以確定的是,馬約拉納粒子將會是人類解開大自然最終奧秘的一把關鍵的鑰匙。物理學家執著於在實驗中找到馬約拉納粒子,同時它也成為了當今人類在物理學中最基礎的科學難題之一,入選科學雜誌列出的人類現階段最重要的125個科學難題。

他到底去了哪裡?現在已無從知曉。我們需要記住的是,這是一位天才一般的年輕物理學家,他22歲的時候才開始學習物理,僅用了幾年的時間就做出了很大成就,他的老師費米給予他很高的評價。

22
  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 《Nature Com》:一種無襯底、柔性、防水的OLED