層子是什麼?

特別是何院士的那個工作

謝邀。（誰邀請我回答這樣的問題？？？？）

錢三強根據當時的物理學發展水平，向毛澤東解釋，質子和中子是最小的、不可再分的基本粒子。毛澤東說：「我看不見得吧。從哲學的觀點來看，物質是無限可分的。質子、中子、電子，還應該是可分的，一分為二，對立統一嘛！不過，現在的實驗條件不具備，將來會證明是可分的。你們信不信？你們不信，反正我信。」 毛澤東關於物質無限可分的思想，引起了一些學者的注意。

這個層子模型似乎是用波函數描述強子內的層次結構，不太清楚內容。之後國內學術界即把北京「理論組」提出的關於強子結構的理論統稱為「層子模型」理論。在很長一段時間內，「層子」之名響徹中國，「夸克」卻很少再被人們提起了。學者們認為，「層子」是我們中國科學家命的名字，我們應當積極宣傳和使用。

在北京科學討論會結束的當晚，毛澤東、劉少奇、周恩來等國家領導人接見了各國代表，周恩來舉行了招待宴會。與會的巴基斯坦著名物理學家，1979年諾貝爾物理學獎獲得者薩拉姆（A.Salam）當著周恩來的面高度評價層子模型：「這是第一流的科學工作！」會後，他把層子模型的結果帶到了當年在美國召開的第13屆高能物理國際會議上。[19] 他還積極提倡開展「亞層子」問題的研究。另一位諾貝爾物理學獎獲得者格拉肖（S.L.Glashow）在不同場合都曾強調物理學家是象剝洋蔥一樣一層一層地深入物質結構，並且提議把構成夸克與輕子的下一級結構成分命名為『毛粒子』（Maons），以紀念已故的毛澤東主席，因為他一貫主張自然界有更深的統一性。[20] 與薩拉姆、格拉肖同一年獲得諾貝爾獎的溫伯格（S.Weinberg）也曾提到：「北京的理論物理學家小組長期以來一直偏愛某個夸克理論，但他們卻稱之為『層子』，而非夸克，因為這些粒子比尋常強子代表著更深層的現實。」[21]

這是中國科學家的獨立工作，曲高和寡，無人理會，本人也學不懂。毛主席除了搞革命，在科學上也十分有洞見，他曾對李政道說，如果不搞革命，他就可以潛心科學研究，也拿個諾貝爾獎。

我以前看到過一篇回憶層子模型產生過程的文章，一堆什麼群，很專業，我也看不懂。層子模型的意義在於這是首次作為物理實體提出且正式發表的亞強子結構模型，雖然因為文革的原因後來沒有繼續研究，但是這個首次很重要，所以得自然科學二等獎也沒什麼問題。至於緣起是毛澤東哲學和這個成果本身沒有關係，國外也有物理學家根據唯物辯證法研究粒子結構的，比如小林誠和益川敏英的老師坂田昌一。加來道雄的書里還反覆引用列寧的名言「電子是無限可分的。」這都沒啥關係。

不過這個首次也是很靠運氣的。蓋爾曼發表在前，但他為了能發表，討巧地說他的只是數學模型，不是物理實體。另一個物理學家說是物理實體，就沒法發表，只能發在預印本上。結果蓋爾曼名滿天下，但後一個人沒出名，不過他在很多年以後也得了理論物理的櫻井獎，也算是有一定認可了。

順便再扯遠一點，學術界的認可確實有時也很微妙。80年代末的高溫超導競賽中最成功的當然是朱經武，因為他的結果最好，但趙忠賢也得到認可，因此評上了中科院院士。趙忠賢的結果發布比朱經武晚，結果也沒朱經武好，之所以得到認可是因為他是在幾乎同一時間獨立做出來的。如果不是獨立做出來的而是跟著朱經武后面做的那意義就小很多了。後來有人懷疑是中國駐休斯敦領事把朱經武的結果發回國內後再讓趙忠賢做的，不過這種事也缺乏證據。趙忠賢在採訪中否認了這個傳言，他說自己是最早注意到穆勒的論文的，如果條件好一些那就不是「獨立發現」而是「發現」了。趙忠賢后來做得也很不錯，還剛得了個自然科學一等獎。

再扯個八卦，朱經武開始投稿時為了防止剽竊把超導體的化學式中間的一個元素換了，把釔改成了鐿，變成了另一個物質，到正式發表時才改回來。這也是學術界防止剽竊的常用手法。但後來發現他改的那個物質也是超導體……

丁兆君, 胡化凱. 「層子模型」 建立始末 [J]. 自然辯證法通訊, 2007, 29(4):62-67.

關洪. 層子模型前後——關於聲稱以馬克思主義哲學指導物理學研究的一個案例分析 [J]. 自然辯證法通訊, 2006, 28(2):97-103.

朱洪元, 宋行長, 朱重遠. 層子模型的回顧與展望 [J]. 自然辯證法通訊, 1980(3):19-23.

大概看看這幾篇就行了。朱洪元院士等人是當年層子模型的研究者，關洪教授1962年開始跟隨胡寧先生研究粒子內部結構，屬於歷史在場者。丁兆君，胡化凱訪問過當事人。

簡單來說，層子模型就是一種走錯方向的夸克的模型，層子就是夸克的另一種稱呼。如果層子模型走對了路，或者是提前轉到夸克模型的正確方向（1964年蓋爾曼的夸克模型還很不成熟），現在也許就不必接受「夸克」這一古怪命名了。

1966 年 7 月下旬將在北京舉行北京科學討論會 1966 年暑期物理討論會，屆時將有來自亞洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲國家及一些地區的 140 多位代表參加會議。為了準備此次會議，在北京民族飯店召開了預備會。在這次預備會議上，……錢三強提議用 「層子」 這個名字代替 「夸克」、「元強子」 等，……大家一致接受了這個名字。——《「層子模型」 建立始末》

按李華鐘的說法，層子模型的失敗在於不接納非亞貝爾規範場理論，因為當時有人認為這是崇洋媚外。

1974年，我在北京中國科學院高能物理研究所報告非亞貝爾規範場重整化群，強調了「漸近自由」的重要性，但是得不到認同和支持. 當時國內研究層子模型的主導仍然意圖在發展低能束縛的動力模型. 層子模型未能和非亞貝爾規範場理論的結合，沒有正確的動力學互作用機制，雖有創新的動機開始卻未能達成公認標誌性的成果，到目前為止，夸克動力學模型的紅外行為，夸克結合成強子的動力模型，仍是懸而未解的問題.

李華鍾. 規範場和夸克動力學模型——關於 QCD 和層子模型的議論 [J]. 物理, 2006, 35(4):340-344.

對於「一分為二」思想的影響，江向東認為：

當時的學術帶頭人認為，最重要的事乃是確定基本粒子內部是否有結構，是否符合「一分為二」的思想，因而把主要精力用來求強子的波函數。介子是由2個夸克組成的束縛態，重子是由3個夸克組成的束縛態，而當時還沒有處理束縛態的場論。通過引進由強力決定的波函數概念，來反映夸克在複合例子里束縛得很厲害的圖象，要想得到多少實質性的結果自然有困難。事實上，夸克間的束縛力即強力，與夸克的「顏色」大有關係，服從一門叫做「量子顏色動力學」規律。

江向東. 鮮為人知的基礎研究重大成果——劉耀陽夸克顏色的發現 [J]. 中國科技史雜誌, 1999, 20(1):1-8.

因此，劉耀陽院士的工作就顯得尤為重要了。江向東認為劉耀陽在1966年率先提出了帶色夸克模型，具有開創性意義。至於劉耀陽1966年的境遇，江向東引用劉耀陽信件說：

劉耀陽回憶說：1966年暑期「當年有一個重要的北京科學討論會（有33個國家和地區的一百多人參加——筆者注），完全可以想像得出，有的人一心要在這次會上利用層子模型宣傳毛澤東思想。我被拒之門外，會議上當然也不會提到我的工作。這事充分反映出（我的）文章的遭遇。」

江向東. 鮮為人知的基礎研究重大成果——劉耀陽夸克顏色的發現 [J]. 中國科技史雜誌, 1999, 20(1):1-8.

接下來，由於文革的開始，「一切工作都停頓下來」「從1966年到1976年，我們和外界是隔絕的……我們是最早做色理論的……到了1976年，我發現這方面的工作已經做完了」（劉耀陽語，轉引自江向東）。在這裡，劉耀陽是完全有理由感到遺憾的。在另一個可能的世界，中國物理學家完全能贏得更多榮譽。

順帶一提，我看見網上有人說由於何祚庥壓制，劉耀陽才未能出頭。這沒什麼依據，事實上何祚庥是最早引用劉耀陽文章的人之一。說劉耀陽不認同「一分為二」思想和層子模型就更無依據了，不知道這些說法都怎麼來的。

劉耀陽對層子模型的評價是：

最後,我想說,正如目前所提倡的創新,應當允許那些看起來不怎麼成熟的東西存在,其中未必沒有一點可取之處.……層子模型遇到重層子和束縛態個頭大以及相對論性束縛態理論等難題,但明確宣布層子是真實的存在就完全體現它的價值.

劉耀陽. 六十年代粒子物理理論研究的回憶 [J]. 物理, 2012, 41(9):565-568.

對中國物理學家建立層子模型的研究歷程，已見的歷史當事人都是予以肯定的。而已經成為歷史陳跡的層子模型本身，「對其價值評定，卻是眾說紛紜，褒貶不一」（《「層子模型」 建立始末》）。