湯川秀樹 Hideki Yukawa

湯川秀樹 Hideki Yukawa
國立成功大學光電科技研究所林宣鳴研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

湯川秀樹( 1907 – 1982 )日本理論物理學家，在 1949 年獲得諾貝爾物理學獎，是第一名獲得諾貝爾獎的日本人。

他於 22 歲畢業後，便從事理論物理學，尤其是基本粒子理論的研究。

1926 年，薛丁格（E. Schrodinger）波動力學的提出，震驚了全世界的物理學家。湯川感覺到自己正處在物理的革命時期。所以在茫然不著頭緒的情況下，他決定只專心的精讀薛丁格的文章。

湯川秀樹的學術研究開始於 1929 年。日本當時的物理學家和西方並沒有接觸，只有少數人做量子物理方面的研究。其中量子場論和原子核理論物理則沒有人做，湯川秀樹必須在乏人指導的情況下，獨自探索這兩方面的研究。

在 1935 年，他在《日本數學和物理學會雜誌》發表「關於基本粒子的相互作用」論文，解釋了原子核之內質子與中子之間的相互作用，當時，甚至「基本粒子」這名稱都還未被普遍的使用，介子理論已經對基本粒子的作用，提出一個統一的看法。

1937 年春天，波爾來到了日本，並且也到大阪大學訪問。秀樹趁這機會向波爾說明他的介子理論，但波爾顯然不感興趣，只簡單地問了一句：「你喜歡有新粒子嗎？」。就在波爾離開日本不久，安德生、尼得梅耶及史崔特、史帝文生發現新粒子的消息，便傳到了日本。

秀樹馬上就寫了一封信，函寄「日本物理-數學會刊」，說明安德生新發現的粒子，可能就是他所提出的介子。同時，歐本海默、塞柏和史杜克爾堡也發表了相似的看法。因此，秀樹和田滿懷興奮地對介子理論作更進一步的研究。

在 1935 年，他在《日本數學和物理學會雜誌》發表「關於基本粒子的相互作用」論文，解釋了原子核之內質子與中子之間的相互作用，提出核子的介子理論並預言介子的存在。1947 年，英國的鮑威爾等人在宇宙射線中發現了 $$\pi$$ 介子，證實了湯川秀樹的核子理論。

湯川秀樹在 1949 年獲得諾貝爾物理學獎，而鮑威爾也在 1950 年獲得諾貝爾物理學獎。除此之外，他還發表了多篇科學論文及講義，包括《量子力學入門》（1946 年）及《基本粒子理論入門》（1948 年）等著作。

秀樹的理論給西方物理學家很大的影響，尤其是對史杜克爾堡、巴拔、坎梅爾、弗羅里克及海特勒等人，他們馬上跟尋秀樹介子的觀念。在秀樹發表第三篇介子理論後，他們也陸續發表了相關的文章，也得到了和秀樹相同的核力。

但有一點不同，西方只限於核力方面的討論，而秀樹的介子，不僅是核力強作用力的媒介，同時介子和輕子也有弱作用存在，因而使得介子會蛻變成輕子。所以秀樹的介子，不僅有強作用力，而且有弱作用力，這便是當時東西方對介子的不同看法。

當時介子理論遭遇到一個問題，即理論預測的介子生命期，和安德生發現的粒子生命期並不相同。秀樹領導的理論群，對這個問題研究了四年之後，發現了問題的答案─原來有兩種介子存在，一種是秀樹介子，後來稱為 $$p$$ 強子（pion），另外一種是安德生介子，後來稱為緲子（muon）。

參考資料：
1. http://zh.wikipedia.org/zh-tw/
2. http://blog.udn.com/ming3508/908943
http://campus2.chgsh.chc.edu.tw/ … 2/00050149/0013.htm