五、第一个获诺贝尔奖的日本人汤川秀树

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五、第一个获诺贝尔奖的日本人汤川秀树

汤川秀树———日本物理学家。1907年1月23日生于东京,1929年毕业于京都大学物理系,1932年任京都大学讲师,1933~1939年在大阪大学任教，研究原子核和量子场论。1939年回京都大学任物理学教授，直到1970年。其间1943~1945年兼任东京大学教授。1948年受聘为美国普林斯顿高级研究院客座教授,1949~1951年任哥伦比亚大学教授。1953~1970年任京都大学基础物理学研究所第一任所长。1975年以后长期患病,1981年9月8日在京都逝世。主要著作有：《理论物理学的进步》、《日本科学一百年一———个物理学家的看法》、《量子物理学入门》和《基本粒子理论入门》等。

1.他预言了介子的存在

1932年，查德威克发现中子后，海森堡就指出，原子核必定是由质子和中子这两种粒子组成。如果这种假设是正确的话，那么在原子核里就只能找到正电荷。由于这些正电荷处于核内，彼此距离很近，因此它们之间必定要产生巨大的排斥力。海森堡设想在这些正电荷之间应该存在着“交换力”，但他并没有对这种交换力做进一步探究。

汤川秀树认为，通常所说的电磁力是光子的输运，而在原子核里一定也存在着一个包含输运某种实体的“核力”。这样的力如果存在话，其作用一定是超短程的，也就是说，这种力的作用距离决不能大于原子核的线度(大约是一厘米的十万亿分之一），同时这种力也必定是非常强的，强到足以克服各个带正电质子间的斥力。然而，这种力也必定随距离的增加而非常迅速地减弱，因为，核的外面，即使在最接近它的电子的距离上，这种力也决不会被发现。

汤川秀树提出了一个理论，根据这一理论，原子核中质子和中子之间若输运一种粒子时，就会表现这种力来。这种粒子是具有质量的，而这种力的作用范围越短，粒子的质量就必须越大，由于这种力只在原子核线度这样短的距离上表现出来，这个粒子应该具有大约相当于二百个电子的质量，即一个质子(或中子）质量的九分之一上下。

当汤川秀树于1935年公布他的这一理论时，人们还未发现这种中等质量的粒子。但在第二年，安德森便发现了这样一种粒子，于是称之为介子。在一段时间内，介子似乎就是汤川秀树理论中提出的粒子。(这种粒子的寿命很短，但汤川秀树的理论已经预言到这一点)。

不幸的是，安德森的介子(μ介子）不能和原子核发生作用，而汤川秀树的理论却要求有这样的作用。不过到了1947年，鲍威尔发现了第二种介子(π介子），这种介子稍稍重一些，它满足了所有的要求。因而，汤川秀树荣获了1949年诺贝尔物理学奖一，成为第个获得诺贝尔奖的日本人。

1936年汤川秀树还预言原子核能够吸收核外最内层的一个电子，这等价于发射了一个正电子。因为最内层的电子属于“K壳层”所以这个过程就称为“K俘获”。这个预言在1938年得到证实。

2.哥哥的意志品质感染了我

汤川秀树的父亲小川琢治是地质学家。他把自己选择物理学作为终身事业归因于“不好交际”的个性，他更愿意在不需要和人打交道的情况下工作，而这正适合理论物理的研究。汤川从小都没有显示出什么超群的才能，反而在某些方面显得比较差劲，遇到麻烦也不愿多说话，于是家人给起了个绰号“我不想说”，学校里的同学们则叫他“权兵卫”(无名小卒）。他自认为生来就有悲观厌世的情绪。这种心理素质说不上健全，也容易引起周围人的误解。汤川在自传中写道：“至于我本人，我在上中学的过程中，变得愈加沉默了。我并不缺少朋友，我甚至也参加各种体育运动。总之，一个少年的内心世界在我的内心中揭开了。回想起来，我认为当时偏狭地试图保护自己。”

汤川的父亲曾一度不想让他考大学，而去读技术学校。但母亲小川小雪似乎更了解汤川，她坚决地支持汤川读大学，她说：“有些孩子是不声不响的。不仅仅是那些引人注目的和表现出才气的孩子会成为取得伟大成就的人。那些童年时代无声无息的人往往也能成为这样的人。”

汤川沉默的性格使他更能向内延伸自己的思维，他对事物的思考总是不满足现有的解释。这可以追溯到汤川的中学时代。有一天，他向二哥提出一个问题：

“一块石头分为两块，两块再分为四块，之后还能再分吗?”

“当然，四块分成八块，八块变成十六块……”二哥回答。

“最后分到不能再分了，又会怎样呢?”

“那就不能再分了。”

“不对，肯定可以再分。”汤川坚定地说。

兄弟俩各持己见，谁都不能说服谁。他们就约定各自去找证据，明天再来继续争论。第二天一早，二哥抱着一大堆书来找汤川，兴奋地说：“你看，这里写得清清楚楚。分到一定程度就不能再分了，小到眼睛看不见，就叫分子。”

没想到汤川还是不服，他固执地问：“把分子再分成两半，又会怎么样呢?”

“不能分就是不能分，你这人怎么就说不明白呢？”二哥有点急了。

最后两个人靠嘴已经不能分出胜负了，只好诉诸武力。

虽然那次决斗的胜败难以评价，但是二十多年后，汤川凭着不懈的努力，终于用更科学的物理方法证明了自己的观点———分子是可以再往下分的，并因此获得了诺贝尔奖。相信汤川的哥哥一定会非常的自豪，自己的拳头下面竟然打出一个诺贝尔物理学奖，毕竟，不是每一个哥哥都有这种运气。

另外，汤川对美丽险峻的群山有着深厚的感情。中学时代，他常常和同学们一起攀登京都的名山。登吉田山和大文字山，对他们来说十分轻松，就像茶余饭后的散步。睿山也登过好几次，每次都走不同的路线。白和道的七曲山上有熊出没，云母坂的坡陡峭崎岖，都没能让汤川退却。登山使他感受到心情舒畅，觉得胸怀豁然开朗。

学校经常举办猎兔活动。岩仓、松崎方向的后山里栖息着许多野兔。冬天，天还没亮，同学们就赶到学校集合，然后列队向山上进发。山上还积着雪，风刮在脸上仍然刺骨，兴奋的同学们对这些一点不在意。

在山顶上布下用绳子拴住的大网，由有经验的同学守住。汤川他们担任赶兔子的任务。他们编成横队，从杂草和灌木丛中追赶兔子。他们边跑，边打，边喊：

“嚯———咿!”

“嚯———咿!”

吆喝声与远山呼应，发出连绵不绝的回声。茶褐色的兔子惊慌地从灌木丛中蹿出来，飞快地往山上跑，然后撞在早已布下的大网上。高年级的同学把网上的兔子捉住，然后以机械般的准确性将兔子的膝盖折断。骨头断裂的声音，听起来异常清脆。

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