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肯尼斯·威耳孙

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肯尼斯·G·威耳孙1982年诺贝尔物理学奖得主
Kenneth G. Wilson
出生(1936-06-08)1936年6月8日
马萨诸塞州沃尔瑟姆
逝世2013年6月15日(2013岁-06-15)(77岁)
缅因州索科
国籍 美国
母校哈佛大学
加州理工学院
知名于重正化群
相变
威耳孙循环
奖项沃尔夫物理学奖 (1980年)
诺贝尔物理学奖 (1982年)
科学生涯
研究领域理论物理
机构康乃尔大学
俄亥俄州立大学
博士导师默里·盖尔曼

肯尼斯·格德斯·威耳孙(英语:Kenneth Geddes Wilson,1936年6月8日-2013年6月15日),美国理论物理学家,利用电脑研究粒子物理学的先驱。于1982年,他因为相变研究而获得诺贝尔物理学奖,他的研究为不同现象的微妙本质提供了详细解释,这些现象包括冰的熔解及磁性的出现。这项研究是威耳孙对重正化群基础研究的一部分。他的同行都把他誉为理论物理学的伟人[1]

威耳孙对物理学主要的影响在于开发了一套详细的尺度理论:系统的基本属性和力随量度的尺度而定。为了计算相变是如何产生的,他制定了一套“分而攻之”的策略,把每一个尺度分开考虑,然后巧妙地应用重正化群理论,把相邻尺度的连结抽象化。这种做法为统计力学的相变和临界现象提供了深切的了解,使精确的计算变得可能[2][3][4]。利用他所创的“自旋块”技巧,他通过说明就解决了数个实在的数学样式[5]。在固体物理学中,重整群有一个重要课题,叫近藤效应,而它就是由威耳孙本人解决的[6]

然后他延伸这些对尺度的理解,去解答量子场论算子积展开性质的基础问题[7][8][9][10][11][12],还有解释重整群的物理意义[13]

他还开发了晶格规范理论,并成功把最初不能用电脑解决的强相互作用计算带入了电脑,从而加深了科学家们对强子夸克禁闭的理解[14]。他还厘清在这样的一套晶格中的手征性对称,这项对称是基本粒子相互作用的一项至关重要的特征[15]

生平

威耳孙在1936年1月8日出生于美国麻省沃尔瑟姆,他是家中六个孩子中的长子,父亲艾德格·布莱特·威耳孙(Edgar Bright Wilson)是哈佛大学一名著名的化学家,对微波发射作出过重要贡献。他的母亲曾受训成为物理学者。威耳孙上过好几家不同的学校,包括英国牛津的莫德林学院学校,最后转到宾夕法尼亚州的乔治学校。

他进入了哈佛大学,主修数学,曾在威廉·洛威尔·普特南(William Lowell Putnam)数学比赛中两度名列前五名。他同时是一名径赛项目的健将,代表哈佛参加一英哩赛跑项目。他在暑假期间曾于伍兹霍尔海洋研究所工作。他于1961年在加州理工学院获得博士学位,导师为默里·盖尔曼[16]

1963年,他进入康乃尔大学物理系任教,并于1970年成为教授。在这段时期,他还同时在斯坦福直线加速器中心进行研究[17]。他于1974年在康乃尔升任詹姆斯·A·威克斯(James A Weeks)讲座教授。

1980年,他获颁沃尔夫物理学奖,当年与他分享奖项的是迈克尔·菲沙(Michael Fisher)与利奥·卡达诺夫(Leo Kadanoff)。

1982年,他获颁诺贝尔物理学奖,获奖原因是他将量子场论,与二阶相变临界现象统计理论结合,即创立了重正化群理论[18][19][20] ,这个研究方法对后来的研究影响深远。

1985年,他获聘为康乃尔科学与工程理论及模拟中心(即现在的康乃尔高阶电脑中心)的院长,该中心为美国国家科学基金会所创立的五个超级电脑中心的其中一个。威耳孙博士于1988年转往俄亥俄州立大学任教,并于2008年退休。在逝世之前,威耳孙还活跃于研究物理学教育。

他的博士学生包括罗曼·贾基夫(Roman Jackiw)、迈克尔·佩斯金、塞尔日·吕达(Serge Rodaz)、保罗·金斯巴格及史蒂芬·R·怀特(Steven R. White)。

威耳孙的弟弟大卫也是康乃尔大学的教授,任职于分子生物学及基因学系,而威耳孙自1982年的妻子,艾莉森·威耳孙(Alison Wilson)则是一位著名的电脑学家。

2013年6月15日,他在美国缅因州索科逝世,享年77岁[1][21]

奖项及荣誉

注释

  1. ^ 1.0 1.1 Overbye, Dennis. Kenneth Wilson, Nobel Physicist, Dies at 77. NY Times. June 20, 2013. 
  2. ^ Wilson, Kenneth G. "Renormalization Group and Critical Phenomena. I. Renormalization Group and the Kadanoff Scaling Picture". Phys. Rev. B. 1971, 4 (9): 3174. doi:10.1103/PhysRevB.4.3174. 
  3. ^ Wilson, Kenneth G. "Renormalization Group and Critical Phenomena. II. Phase-Space Cell Analysis of Critical Behavior". Phys. Rev. B. 1971, 4 (9): 3174. doi:10.1103/PhysRevB.4.3184. 
  4. ^ Wilson, Kenneth G.; Fisher, Michael E. "Critical exponents in 3.99 dimensions". Phys. Rev. Lett. 1972, 28 (4): 240. doi:10.1103/PhysRevLett.28.240. 
  5. ^ Wilson, Kenneth G. "Feynman-Graph Expansion for Critical Exponents". Phys. Rev. Lett. 1972, 28 (9): 548. doi:10.1103/PhysRevLett.28.548. 
  6. ^ Wilson, Kenneth G. "The renormalization group: Critical phenomena and the Kondo problem". Rev. Mod. Phys. 1975, 47 (4): 773. doi:10.1103/RevModPhys.47.773. 
  7. ^ Wilson, Kenneth G. "Non-lagrangian models in current algebra". Phys. Rev. 1969, 179 (5): 1499. doi:10.1103/PhysRev.179.1499. 
  8. ^ Wilson, Kenneth G. "Model of coupling constant renormalisation". Phys. Rev. D. 1970, 2 (8): 1438. doi:10.1103/PhysRevD.2.1438. 
  9. ^ Wilson, Kenneth G. "Operator product expansions and anomalous dimensions in Thirring model". Phys. Rev. D. 1970, 2 (8): 1473. doi:10.1103/PhysRevD.2.1473. 
  10. ^ Wilson, Kenneth G. "Anomalous dimensions and breakdown of scale invariance in perturbation theory". Phys. Rev. D. 1970, 2 (8): 1478. doi:10.1103/PhysRevD.2.1478. 
  11. ^ Wilson, Kenneth G. "Renormalization Group and Strong Interactions". Phys. Rev. D. 1971, 3 (8): 1818. doi:10.1103/PhysRevD.3.1818. 
  12. ^ Wilson, Kenneth G. "Quantum Field - Theory Models in Less Than 4 Dimensions". Phys. Rev. D. 1973, 7 (10): 2911. doi:10.1103/PhysRevD.7.2911. 
  13. ^ Wilson, K. G.:Problems in physics with many scales of length, Scientific American, August 1979 互联网档案馆存档,存档日期2012-07-10.
  14. ^ Wilson, Kenneth G. "Confinement of Quarks". Phys. Rev. D. 1974, 10 (8): 2445. doi:10.1103/PhysRevD.10.2445. 
  15. ^ Wilson, Kenneth G. "A remnant of chiral symmetry on the lattice". Phys. Rev. D. 1982, 25 (10): 2649. doi:10.1103/PhysRevD.25.2649. 
  16. ^ Wilson, K. G. (1961). "An investigation of the Low equation and the Chew-Mandelstam equations", Dissertation (Ph.D.), California Institute of Technology. [1] .
  17. ^ Wilson, K. G. "Broken Scale Invariance and Anomalous Dimensions", Stanford Linear Accelerator Center (SLAC,)Stanford University, Laboratory of Nuclear Studies, Cornell University, United States Department of Energy (through predecessor agency the Atomic Energy Commission), (May 1970).
  18. ^ Wilson, Kenneth G.; Kogut, J. "The renormalization group and the ϵ expansion". Phys. Rept. 1974, 12 (2): 75. doi:10.1016/0370-1573(74)90023-4. 
  19. ^ Wilson, Kenneth G. "The renormalization group and critical phenomena". Rev. Mod. Phys. 1983, 55 (3): 583. doi:10.1103/RevModPhys.55.583. 
  20. ^ Wilson, K. G. "Critical phenomena in 3.99 dimensions". Physica. 1974, 73 (1): 119. doi:10.1016/0031-8914(74)90229-8. 
  21. ^ Physics Nobel laureate Kenneth Wilson dies. Cornell Chronicle. June 18, 2013. 

参考资料

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肯尼斯·威耳孙
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