戴维·格罗斯（卡弗里理论物理研究所所长）

人物经历

1941年2月，出生于美国华盛顿。

1966年，获得美国加州大学伯克利分校博士学位。

1972年，被普林斯顿大学聘为教授。

1985年，当选为美国科学与艺术学院院士。

1986年，当选为美国科学院院士。

1997年1月，格罗斯来到了风景秀丽的加利福尼亚海滨，担任加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的卡夫利理论物理研究所所长。

2004年，获得诺贝尔物理学奖。

2005年，聘为中科院爱因斯坦讲座教授，曾先后访问浙江大学、清华大学、南京大学、兰州大学、厦门大学、北京大学等科研院校，担任多个大学的名誉教授。

2011年，当选为中国科学院外籍院士。

科学研究

科研综述

戴维·格罗斯在理论物理，尤其是规范场理论、粒子物理和超弦理论等方面做出了一系列开创性的研究成果。他是量子色动力学的主要奠基人之一。量子色动力学作为描述自然界四种基本作用力之一的“强相互作用力”的基本理论，成为研究强子性质和原子核物理的基础。他与合作者发现强相互作用具有渐进自由的特性，揭示了物质基本组元-夸克的强相互作用随夸克之间距离变小反而变弱的重要性质，使得运用微扰量子场论的方法精确预言和分析高能物理唯像成为可能，并得到了广泛的实验验证。渐进自由的另一重要推论是夸克禁闭现象，使得夸克不能离开强子而自由存在。该理论深刻地改变了科学家们对自然界基本作用力和作用方式的理解，完善了粒子物理学标准模型。同时，该理论暗示了自然界中各种基本相互作用力有可能统一地描述。超弦理论是最有可能成为正确描述量子引力和统一四种基本相互作用的理论。戴维·格罗斯对超弦理论的发展做出了突出的贡献，他是“杂化弦理论”的创立者之一，该理论成为推动弦理论第一次革命性进展的最重要工作之一。

构成世界的最小单位

构成世界的最小单位是什么？自然中的各种作用力是通过什么形式相互作用的？这些作用力如何产生？这些贯穿了整个20世纪的问题至今仍然困扰着理论物理和实验物理学。就是他们三位对夸克渐近自由现象的发现为上述问题找到答案提供了可能。一方面他们的研究成果为量子色动力学创建了基础，同时也有助于创建关于夸克结构稳定性的标准模型。标准模型描述了与电磁力、强作用力、弱作用力有关的所有物理现象。通过过去几届诺贝尔奖得主在这方面的贡献，标准模型已经具有了很强的理论立足点，因为它是惟一一种能够兼顾爱因斯坦相对论和量子力学的理论模式。

揭示夸克渐近自由

三位科学家早在1973年就通过一个完善的数学模型揭示了夸克渐近自由。根据瑞典皇家科学院发布的声明，诺贝尔物理学奖必须授予那些使全人类都受益的物理方面的重大发明或发现。诺贝尔奖评委会认为他们三人的研究成果对微观世界的研究作出了重大贡献，将他们的发现描述成“夸克世界一项精彩的发现”。瑞典皇家科学院说，由于三位科学家的发现，物理学朝着伟大的梦想又前进了一步，最终将形成一种涵盖包括重力在内的解释一切物理现象的理论体系。

渐近自由

夸克被认为是质子、中子的组成单位。强作用力存在于夸克之间，它是原子核内起维系作用的力量，它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子中的质子和中子束缚在一起。夸克之间越接近，强作用力越弱。当夸克之间非常接近时，强作用力是如此之弱，以至于它们完全可以作为自由粒子活动。这种现象叫作“渐近自由”，即渐近不缚性。与此相反，当夸克之间的距离越大时，强作用力就越强。

渐近自由的作用

渐近自由最大的作用是有可能对自然界各种作用力有一个统一的描述方式。QCD这一理论在最近几年欧洲粒子研究中心的实验中得到了很好的证实。但是专家认为，要想能够统一认识自然界中的各种作用力，可能还要对标准模型进行一些修改，一种可能就是引入一种新的粒子概念。

四种作用力

对于自然界的四种作用力，其中最为大家熟知的就地心引力。比如苹果落地、太空飞船升空等都直接涉及地心引力问题。有时候地心引力作用力非常强大，如彗星撞击地球表面造成巨大的陨石坑；但有时在微观世界中，比如在电子和质子间的作用力往往就非常微弱。物理学家在“标准模型”理论中提到了另外三种交互作用力：电磁作用力，弱作用力，强作用力。根据标准模型，认为夸克构成原子核中的质子和重子，加上远离原子核的电子共同构成原子。扩展之，原子构成分子，分子构成物质，这样宇宙万物就能够完整地表述了。

戴维·格罗斯

荣膺2004年诺贝尔物理学奖

三位美国科学家30余年前发表的研究成果，让他们荣膺2004年诺贝尔物理学奖。此前，戴维·格罗斯、戴维·波利策和弗兰克·维尔切克这三人已经得到的物理学大奖无数，独缺分量最重的诺贝尔奖。1973年，维尔切克正在普林斯顿大学读研究生，师从格罗斯。师徒俩1973年发表论文，揭示了粒子物理强相互作用理论中的渐近自由现象。当时他们分别只有32岁和22岁。同年，波利策也独立发表了相关论文。

科研成果奖励

在从事物理学研究的几十年间，他曾获得美国国家科学院、美国物理学会、美国科学促进会和一些私人基金会的多项科学大奖。2004年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维·格罗斯（David J.Gross）、戴维·波利策（H.David Politzer）和弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek），以表彰他们对量子场中夸克渐近自由过程中的开创性发现，他们发现量子场中夸克渐近自由现象，构建适用于所有物质的“万有理论”。

报告

2008年5月30日，戴维·格罗斯教授做客兰州大学，这位有着美国科学院院士、欧洲科学院院士等多个头衔的国际学术界的重量级人物，在一场题为《基础物理学未来的革命》的报告中，以其大科学家儒雅谦逊的风范，风趣幽默的谈吐给兰大学子奉献了一道精美的学术大餐。报告会前，兰大副校长李廉还向其颁发了兰大客座教授聘书。

弦理论的由来

在长达两个小时的报告中，戴维·格罗斯教授主要介绍了弦理论的由来、发展现状以及未来可能的发展。他说：“过去，我们已经有了关于基本粒子的成功理论，粒子之间存在着四种相互作用力，即重力、磁力、强相互作用力、弱相互作用力。爱因斯坦曾试图将四种力统一起来，建立一种大统一理论，但是失败了。现在发展的弦理论，最初是为了解决量子力学的一些问题，随后不断发展，形成了一套试图将四种力统一起来的理论。很多人认为弦理论相当于哲学，不能创造什么直接的经济价值，最重要的价值是，它可以帮助回答人们感兴趣、想理解的问题。在我看来，弦理论是一个我们还没有完全了解的理论，它要接受检验。我们只能知道现在发生的事情，但谁能知道明天会怎么样呢？”尽管格罗斯教授的报告会全部用英语，但现场300名兰大学子仍然听得津津有味，多数学生边听边在记事本上记录着，到场的学生90%是兰大物理学院的。

感兴趣的工作

报告会开始前，记者向格罗斯教授提问：“您1973年出成果，2004年才荣获诺贝尔物理学奖，等了31年，获奖时的感受怎样？”格罗斯教授回答说：“虽然很多科学家在各自的岗位上默默耕耘了许多年，得不了诺贝尔奖，但这并不妨碍他们成为伟大的科学家。获得诺贝尔奖并不是第一位的，更何况，科学家也不是为获奖而工作，单纯为获奖而工作是很愚蠢的想法。人们之所以从事科学研究，主要是因为人们对科学感兴趣，真正的奖励是工作中有新的发现，诺贝尔奖只是一种荣誉，一个记号，不能看得太重。”

在谈到中国科学家何时能获得诺贝尔奖时，格罗斯教授表示，“诺贝尔奖往往会表彰20年前甚至30年前取得的成就，我坚信，中国科学家有一天肯定会获得诺贝尔奖，但这个过程还需花一些时间。”

建议

报告会结束后，一名大学生将格罗斯教授“堵”在走廊里用英语讨教：“很多人都想知道您成功的经验，您对我们大学生有什么建议？”

格罗斯回答说：“几乎每到一个地方都有人问我这个问题，我没有什么经验可谈，但我会勉励大学生：干自己喜欢的事；敢于提问，而且要经常提问；敢于承担风险。大家都知道，干自己喜欢的事不一定都能成功，但年轻人还是要敢于尝试。尝试了有可能失败，但不去尝试就不可能成功，做自己喜欢的事，即使失败了也是快乐的。”

中国贡献

戴维·格罗斯非常关心中国科学的发展，近年每年来中国访问和讲学，为推动中国基础研究的发展和提升中国在国际科学界的影响付出了积极的努力。促成了中国理论物理和数学领域“青年科学家交流访问计划”的实施。促成2006年国际超弦年会在中国召开，近6000名听众聆听大会开幕式特邀报告。应邀参加2008年和2011年诺贝尔奖获得者北京论坛，2010年世博会高峰论坛等。2005年起接受中国科学院院长的邀请担任国际顾问委员会主席，对中国科学院理论物理研究所的发展发挥了积极的作用，使得中国科学院获美国卡弗里基金会的捐赠，建立了依托于理论物理所的中国科学院卡弗里理论物理研究所（KITPC），成为全世界包括哈佛和剑桥等世界一流大学在内的15个成员之一。KITPC以全新模式运行，吸引了许多国际顶尖科学家前来开展较长期的研究项目，为国内年轻学者创造了与世界顶尖科学家进行合作交流的机会，在国际上建立起良好的声誉。戴维·格罗斯曾多次强调：“科学研究就像一棵树，树干和根就是基础研究，只有重视基础研究，树才有可能长出树叶，甚至开花、结果。”