本杰明?莫特爾森（1926—2022）

編譯 許林玉

本杰明?莫特爾森（Benjamin Mottelson）專門從事原子核結(jié)構(gòu)理論工作。20世紀50年代，莫特爾森與其丹麥同事尼爾斯?玻爾（Niels Bohr）密切合作，構(gòu)建了集體模型理論。1975年，莫特爾森和玻爾以及美國核物理學家詹姆斯?雷恩沃特（James Rainwater）一起榮獲諾貝爾物理學獎。

莫特爾森享年95歲，他幾乎整個研究生涯都在哥本哈根度過。作為哥本哈根大學核物理學界的領(lǐng)軍人物，他將玻爾在1921年創(chuàng)立的理論物理研究所（后更名為尼爾斯?玻爾研究所）重振雄風。莫特爾森熱情外向、興趣廣泛，這使他在丹麥國內(nèi)外都備受尊崇。

莫特爾森于1926年在美國出生，二戰(zhàn)期間從中學畢業(yè)后，被美國海軍派往普渡大學接受軍官培訓。1947年，莫特爾森獲得普渡大學學士學位，之后進入哈佛大學學習核物理學研究生課程。隨后在哈佛大學和美國原子能委員會的資助下，莫特爾森離開美國，到哥本哈根理論物理研究所繼續(xù)深造。

一到哥本哈根，莫特爾森就與玻爾見面，接著馬上開始就原子核模型開展合作。在1975年的諾貝爾獎獲獎感言中，莫特爾森將后來成為他們終生合作的研究項目描述為“通過長期共同積累的經(jīng)驗以及共同發(fā)展起來的理解而促成的志同道合者之間的對話”。

1953年，在丹麥皇家科學與文學院發(fā)表的一篇長達174頁的文章中，玻爾和莫特爾森提出了有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的集體或統(tǒng)一模型。作為最早提出該模型的人之一，莫特爾森指出，當帶電粒子相互作用時，會發(fā)生一種稱為庫侖散射的現(xiàn)象。在哥本哈根和其他地方進行的實驗證實了這一點。

1957年，巴?。˙ardeen）、庫珀（Cooper）和施里弗（Schrieffer）提出了BCS理論，用以解釋微觀超導現(xiàn)象。玻爾和莫特爾森隨即意識到核物質(zhì)具有類似于超導固體的特性，并在1958年與美國物理學家大衛(wèi)?潘恩斯（David Pines）共同撰寫的一篇重要論文中，闡述了這一見解。通過將BCS理論擴展到核領(lǐng)域，三位物理學家對具有偶數(shù)和奇數(shù)核子的同位素之間的穩(wěn)定性差異進行了解釋。20世紀60年代，玻爾和莫特爾森繼續(xù)對核結(jié)構(gòu)開展實驗，并致力于對整個領(lǐng)域進行全面研究。1969年，他們?nèi)〉昧说谝豁椫卮蟪晒霭媪瞬恍嘀鳌对雍私Y(jié)構(gòu)》（第一卷）。六年后，他們又完成了該書的第二卷。同年，他們獲得了諾貝爾獎。

1953年，莫特爾森在哥本哈根理論物理研究所新成立的歐洲核子研究中心（CERN）理論研究小組中擔任研究職位。1957年，歐洲核子研究中心遷至瑞士日內(nèi)瓦后，莫特爾森被任命為同年成立的北歐理論原子物理研究所教授。之后他一直在北歐理論原子物理研究所工作，直到1994年退休。

退休后，莫特爾森仍然作為名譽教授和客串講師繼續(xù)開展研究。2015年，這位88歲高齡的物理學家為一篇有關(guān)低溫、低密度物質(zhì)狀態(tài)（被稱作玻色-愛因斯坦凝聚體）的論文做出了貢獻。在晚年，莫特爾森努力解決的另一個問題是量子力學的基礎(chǔ)，他在與玻爾和奧利?伍爾夫貝克（Ole Ulfbeck）合著的論文中對此進行了研究，想要弄清楚量子力學的真正含義，以及其方程的實用性為何如此廣泛。他們認為，量子力學的合理基礎(chǔ)是“真正的偶然性原則”，這一原則表明，存在一種新的幾何而非原子世界觀，它具有空間和時間維度，但沒有質(zhì)量維度。他們對無因事件（如探測器的咔嗒聲）的解釋前衛(wèi)而激進，認為普朗克的量子常數(shù)在基礎(chǔ)理論中無足輕重。

莫特爾森喜歡游泳、騎自行車、聽音樂。每天，他會從哥本哈根北部郊區(qū)的家中騎行12千米，前往尼爾斯?玻爾研究所上班。他將憑借為原子核結(jié)構(gòu)理論做出的開創(chuàng)性貢獻而名垂青史，也會因為自己在物理學之外充滿溫情、興趣廣泛而被永遠懷念。

資料來源 Nature