萊德曼博士研究方法

Ⅰ 請問誰有物理學家斯蒂芬·溫伯格 和利昂.萊德曼的傳記（或故事）越詳細越好，拜託啦

溫伯格（Steven Weinberg）1933年5月3日出生於美國紐約市。他曾先後在美國的康奈爾達大學、丹麥的哥本哈根大學以及美國德的普林斯頓大學學習，於1957年獲得哲學博士學位。

1960至1969年，受聘於美國伯克利加利福尼亞大學。1969年至1973年，到美國麻省理工學院擔任物理學教授。1979年因發展基本粒子之間的弱電相互作用理論的貢獻而獲得諾貝爾物理學獎金。

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萊德曼(Leon M.Lederman)1922年7月15日出生於紐約的一個移民家庭里。1952年在哥倫比亞大學獲博士學位。1946年進入由拉比教授主持的哥倫比亞大學物理研究生院。1948年萊德曼加入物理系的385MeV同步電子迴旋加速器，並隨實驗室主任布希(Booth)教授工作。1951年被邀請留在該實驗室。

萊德曼一生碩果累累。1956年發現中性K介子；最早在π-μ-e 衰變過程中對李，楊宇稱不守恆原理做出實驗檢驗，和吳健雄的鈷60實驗同一天向《物理評論》遞交論文；1965年發現反氘核；1977年發現γ粒子。由於在發展中微子束方法以及通過μ子中微子的發現顯示輕子的二重態結構所作的貢獻，1988年與施瓦茨，施泰因貝格一起榮獲諾貝爾物理學獎。

Ⅱ 什麼是粒子共振態

壽命極短的粒子被稱作為共振態。當粒子壽命短於10 -10 s ～ 10 -12 s 時，很難在探測器中留下徑跡而直接被探測到，只能通過其衰變產物的反應截面來觀測。在研究原子核的散射和反應過程中，當入射粒子能量取某一確定值時，散射或反應的截面突然變大，截面隨能量的變化曲線和力學中的共振曲線完全類似，因而被稱為共振態。用量子力學可以證明，這種共振現象的出現是由於在該能量附近，入射粒子與原子核結合成為一個亞穩復合核。經過一定時間後這亞穩復合核衰變為末態粒子,這類亞穩復合核被稱為共振態。共振態具有和穩定的強子類似的量子數，諸如自旋、宇稱、同位旋、奇異數和粲數等等，只是它可以通過強相互作用衰變。其壽命一般短到 10 -20 s ～ 10 -24 s 。
1953年，來自義大利的科學家費米(Enrico Fermi,1901-1954) （左圖） 和他的同事安得森（Herbert Anderson） (右圖) 在美國芝加哥大學的同步迴旋加速器上做實驗時發現了質子—介子系統中的第一個共振態，但是那時候人們並未想到有這么多共振態。
1952 年，美國物理學家格拉塞 (Donald Arthur Glaser) （左圖） 製成了世界上第一台泡室 （右圖為 格拉塞和他的泡室 ） ，在乙醚泡中顯示了宇宙射線中粒子的徑跡。這以後有好幾個物理研究組開始將泡室用於高能物理研究，不斷研究和發展泡室技術。

氣泡室在高能物理研究中起了重要的作用 ，人們首先在質子—反質子的湮沒中發現了一些共振態 ，後來在各種反應中出現了幾十個、幾百個共振 態 。60年代中，物理學家們一直在忙於尋找共振 態 ，直到今天，這項工作仍在繼續進行著。 由於格拉塞對高能物理學的傑出貢獻，他獲得了1960年度的諾貝爾物理學獎。
談到阿爾瓦雷斯（ Luis Walter Alvarez ， 1911 — 1988 ） （左圖） ，由於阿爾瓦雷斯發展了氫泡室技術和數據分析方法，從而有可能發現許多共振態，大大促進了粒子物理學的發展，把人們對物質世界的研究提高到了一個新的階段。

阿爾瓦雷斯 1911 年 6 月 13 日出生於美國加利福尼亞州的舊金山， 阿爾瓦雷斯在芝加哥大學原來主修的是化學，但他認為化學和數學都不大適合他的條件，乃轉向學習物理。阿爾瓦雷斯 1934 年獲碩士學位， 1936 年獲博士學位，後到伯克利加州大學勞倫斯（ Ernest Orlando Lawrence，1901—1958） （右圖） 任主任的輻射實驗室工作。

阿爾瓦雷斯參加過許多重大的基礎科學和應用科學研究項目。他所在的伯克利輻射實驗室成了核物理學的研究中心，費米當時就在這里工作。

1964年，美國物理學家蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929—） （左圖） 提出 大多數基本粒子都是由更新的粒子誇克組成的 ， 他將誇克分為3種：上誇克（u）、下誇克（d）和奇誇克（s）。 他說：「如果我們允許電荷為非整數值，那麼可以構造一個簡單而優美的方案」，即上誇克、下誇克和奇誇克的電荷數分別為2/3、-1/3、-1/3，質子是由兩個上誇克、一個下誇克組成的；中子則是由一個上誇克、兩個下誇克組成的。

1964年，美國物理學家蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929—） （左圖） 提出 大多數基本粒子都是由更新的粒子誇克組成的 ， 他將誇克分為3種：上誇克（u）、下誇克（d）和奇誇克（s）。 他說：「如果我們允許電荷為非整數值，那麼可以構造一個簡單而優美的方案」，即上誇克、下誇克和奇誇克的電荷數分別為2/3、-1/3、-1/3，質子是由兩個上誇克、一個下誇克組成的；中子則是由一個上誇克、兩個下誇克組成的。
1974 年，丁肇中（Samuel Chao Chung Ting） （上左圖） 和里克特（Burton Richter） （上右圖） 分別獨立地發現了新粒子 J/ψ ，其質量約為質子質量的三倍， 壽命比共振態的壽命長上萬倍 ，原有的誇克理論已無法解釋新的實驗事實，因此引入了第四種誇克——粲誇克（c）。

1977年美國科學家萊德曼（Leon Max Lederman） （上圖） 發現了由第五種更重的誇克——底誇克（b）構成的強子。根據理論上的對稱性，物理學家預言應該存在第六種誇克稱為頂誇克（t）。
為了尋找頂誇克（t）的蛛絲馬跡，各國物理學家整整奮鬥了17年。 美國、西歐中心、德國、日本等國不惜巨資建造一個個大型高能加速器。美國費米實驗室的頂誇克組對有疑問的誇克的軌跡做了幾千次的測量 （上二圖） ， 終於在1994年4月26日找到了頂誇克存在的證據 （上一圖為示意圖） 。

北京譜儀國際合作組新發現的共振態是在分析 J/ψ 的輻射衰變到質子反質子過程中找到的，即丁肇中教授和里希特教授1974年發現的、由一對正反粲誇克組成的 J/ψ粒子 衰變到光子和這個新共振態，此共振態再衰變到質子反質子對。 J/ψ 的衰變研究是研究輕強子譜和尋找新粒子的理想物理過程。
分析結果表明: 這個新共振態的質量為18.59億電子伏特, 寬度小於0.3億電子伏特 （左圖） 。需要特別指出的是，它的質量小於質子和反質子的質量之和。此前在分析北京譜儀改造前在二十世紀九十年代初獲取得的800萬事例數據時就發現這個共振態存在的跡象，但當時由於統計量有限，不足以確定為新共振態。

北京正負電子對撞機和北京譜儀在1999年初完成了升級改造，整體綜合性能大幅度提高。在此後兩年的運行中，北京譜儀獲取了5800萬的 J/ψ 事例，比世界上其他實驗組高一個數量級以上 (右圖) 。北京譜儀國際合作組對這些數據進行了深入細致的分析和研究後發現了新粒子，可見高統計量對新發現的至關重要。

目前，已明確排除這個新共振態用任何已知的共振態來解釋的可能性，從而確認是一個新的粒子。粒子物理把由誇克、反誇克組成的粒子稱為強子，之前的實驗觀察到的強子都是由兩個或三個誇克（反誇克）組成的。

尋找多誇克態一直是國際高能物理實驗的重要目標。在實驗上早期發現的數百個介子共振態和重子共振態中，都沒有多誇克態的確鑿證據。最近，國際上有幾個實驗組在進行這方面的探索，並取得了顯著進展。 北京譜儀國際合作組 新發現的粒子由於特有的性質，尤其是很窄的寬度而很難歸結為通常的誇克—反誇克結合態，因而被推測為可能是一種多誇克態。有些物理學家認為，所發現的共振態粒子可能是重子反重子束縛態，類似於氘核是質子和中子組成的束縛態。

歐洲核子研究中心著名的理論物理學家J.Ellis最近在一篇評論國際高能物理研究在這個領域的最新進展的文章中，高度評價了北京譜儀的這一發現及其對發展強相互作用理論的重要意義。中外物理學家正對這個新共振態的性質和衰變特性從理論和實驗上進行深入的研究和討論。

Ⅲ 萊德曼關於科學本質的觀點

一、科學思想的相對性和歷史性
科學是一個不斷探究、生產知識的過程。科學知識的相對性有兩方面的古義：一方面，由於新的觀察常常對主流理論提出挑戰，知識的發展變化是必然的；同時，已有的觀察數據，也可能會被新的理論更恰當更合理地解釋。
科學理論的作用在於總結和描述客觀事件的內在聯系，解釋客觀現象，並對未來事件作出科學預測。鑒定一個理論的優劣，主要看它是否精確地反映了客觀世界，是否簡單明了且易於理解，是否有效地幫助預測未來事件．是否自洽並可最終被客觀事實所檢驗。科學家們假定，縱然無法保證絕對真理的獲得．但存在日益精確的逼近，以解釋客觀世界的自然萬物是如何運作的。
盡管科學思想是不斷發展變化的，然而很多基本的科學知識和規律又是相對穩定的。科學理論的發展具有革命性和繼承性。科學理論的革命性在於改變舊理論的基本概念和原理，突破和超越舊理論，新理論不僅可以解釋舊理論能夠解釋的所有現象，而且可以解釋舊理論不能解釋的現象。科學理論的繼承性或者表現為理論概念的延伸，或者表現為把舊理論作為一種特例包含在新理論之中。在科學界，對已有科學理論的修正甚於對其直接的摒棄。例如牛頓的運動定律並沒有因為愛因斯坦的相對論的建立而被徹底推翻，而是被描述為在一個更為普遍的概念中有限范圍內應用的近似。
二、科學的實踐性
科學不相信權威。沒有一個科學家有權判決誰的理論更正確或更接近真理，無論其多麼著名或多麼受尊敬。科學認為宇宙萬物總是以一定的形式或規律運行，因而任何科學研究成果，都應是可重復的並最終接受實踐的檢驗。科學家必須重視收集數據，以便為自己的理論提供證據。這樣的證據得自於在天然或人工實驗室對特定現象的觀察和測量(運用人的感官或藉助科學儀器)。科學家進行科學研究的方法是多種多樣的。比如：自然條件下的描述性研究，實驗室條件下控制變數的研究，相關變數的
研究等。
三、科學的客觀性和主觀性
打開有關科學的教科書，常常會看到類似的如下定義或描述：科學是人類對自然界及其客觀規律的認識；科學定律反映自然界的事物、現象之問的內在的、必然的、本質的聯系；科學定律具有普遍性……學生往往會因此而形成誤解，認為科學是絕對客觀的。事實上，科學的「偏見」是不可避免的。比如，科學家從問題的提出，到現象觀察及實驗設計，以及對數據的解釋．常常是在現有科學理論的指導和影響下進行的。同時，科學家個人的知識背景、國籍、性別、信念和經歷等也可能會影響他們進行科學觀察或實驗的方式及結論。例如，多年來有關靈長類的研究中男性科學家往往注重男性的競爭性和社會行為，而不久前參與此領域的女性科學家則認為女性靈長類建立公社的行為更重要。
科學的客觀性是與科學的實踐性緊密相連的。基於同樣的科學數據，科學家可能會得出完全不同的結論．但任何科學結論最終要接受實踐的檢驗。盡管科學的觀察及實驗不可能達到絕對的客觀，但是科學家仍需要分析偏見可能的來源並採取措施努力減少可能避免的偏見及其影響。例如，防止未發現的偏見的措施之一就是在某個研究領域里同時有多個不同的研究者或研究小組進行工作。
四、科學的創造性與理智性
毋庸置疑，科學研究是一項富有創造性的工作。然而，對科學家在科研中哪些具體階段需要運用他們的豐富想像力和創造力的問題的回答，卻眾口不一。有人認為科學家只在提出科學假設或設計科學實驗階段需要運用他們的想像力和創造力；很少有人想到從問題的提出，到數據收集及數據分析，乃至如何解釋數據得出結論，科學的創造性的影響貫穿科學研究的始終。
除r前面講過的科學的實踐性，科學也是邏輯推理和想像力的混台體。科學的概念不能自動地從數據中產生。科學家想像客觀世界如何運作並設法為其假說或理論尋求證據，就如同詩人寫詩，音樂家作曲一樣，都是一種充滿創造性的勞動。雖然任何想像力和創造力都可以用於提出科學假說或理論，但是科學的結論必須符合邏輯推理的原則，最終必須接受實踐的檢驗。
五、科學與社會文化的關系
科學的產生是由於社會實踐的需要。作為一種社會活動，科學不可避免地反映社會的價值觀和世界觀。同時，社會文化的價值取向也直接影響科學研究經費的分配、科學研究的方向及方法的選擇，甚至決定對科學解釋或結論的取捨．歷史上「日心說」及「地心說」的長期斗爭便是典型的一例。
無論在對待社會問題還是科學研究方面，科學家與其他人一樣．個人偏見難以避免。那種完全獨立於個人與社會偏見之外的完全客觀的「純」科學是不存在的。
六、教學活動舉例——科學的本質
如何在科學教學中提高學生對科學的本質的理解?一般有兩種途徑：一方面是將科學的本質貫穿於科學內容的教學之中，如在學習分子、原子模型時，教師應注重對「證據」的展示以及推論的討論，而不應將分子或原子理論當成「事實」來講解；另一方面，也可以針對學生的特點。設計一些特殊活動以澄清學生中普遍存在的有關對科學的本質的誤解

Ⅳ 萊德曼的個人簡介

利昂·萊德曼1922年7月15日出生於紐約的一個移民家庭里，父親經營一家手工洗衣房。萊德曼從小就在紐約上小學、中學和市立學院，然後進哥倫比亞大學，1951年在哥倫比亞大學獲博士學位。他先是主修化學，由於哈爾勃（I.Halpern）和中學同學克萊因（M.J.Klein）的影響，後轉學物理。1943年畢業後在美軍服役三年，1946年進入由拉比教授主持的哥倫比亞大學物理研究生院。 當時物理系正在建造一台385MeV同步電子迴旋加速器。1948年利昂·萊德曼加入這個加速器實驗室，並隨加速器實驗室主任布希（Booth）教授工作。他的博士論文題目是關於威耳遜雲室的建造。這時，拉比邀請了許多專家到哥倫比亞來參加加速器的工作，共同推進這項新的課題，其中也有斯坦博格。1951年利昂·萊德曼完成了博士論文，被邀請留下，一干就是28年。在這里做了許多有關π介子的工作。
1958年利昂·萊德曼到歐洲核子研究中心作學術休假，工作了一年。在那裡他組織了一個小組做g-2實驗。
1961年利昂·萊德曼擔任Nevis實驗室主任直到1978年。1979年任費米國家加速器實驗室主任，負責建造第一台超導電子同步加速器，這是當時世界上能量最大的加速器。
利昂·萊德曼是一位成果累累的實驗物理學家，他在1956年就發現了中性K介子；他研究了強子碰撞中輕子對的產生，開創了實驗高能物理學的新方向，最早在π-μ-e衰變過程中對李、楊宇稱不守恆原理做出實驗檢驗，和吳健雄的鈷60實驗同一天向《物理評論》遞交論文；1965年發現反氘核；1977年發現γ粒子。
利昂·萊德曼在1989年從費米實驗室退休，在芝加哥大學當物理學教授。這一年他還被聘為依利諾斯州長科學顧問。他協助建立教師學院，培訓科學和數學教師，在這里有近二萬名教師進修。1991年他被選為美國科學促進協會會長。