杰拉德·特·胡夫特

杰拉德·特·胡夫特（荷兰语：Gerard 't Hooft ，1946年7月5日－），荷兰理论物理学家，乌得勒支大学教授，于1999年因为“阐明物理学中弱电相互作用的量子结构”与其指导教授马丁纽斯·韦尔特曼一同获得诺贝尔物理学奖。二十世纪中后期最重要的理论家之一。1946年7月5日，杰拉德·特·胡夫特出生在荷兰登海尔德，但主要在海牙长大。在家中三个孩子里排行第二。特·胡夫特生长在一个充满学者的家庭，他的外祖母是诺贝尔奖得主弗里茨·泽尔尼克的姊妹，外祖父是莱登大学知名的动物学教授。舅舅尼可·范坎彭（英语：Nico van Kampen）在乌特勒支大学担任物理学教授。虽然他的母亲作为一名女性，并未从事科学事业，但她嫁给了一位海洋工程师。在父亲的影响下，特·胡夫特很早就展现对科学的兴趣。念小学时当学校老师问起未来志向时，他表示要成为一位“知晓一切事物的人”。小学毕业之后，特·胡夫特进入道尔顿学园（Dalton Lyceum）就读。这是一间实行道尔顿计划（英语：Dalton Plan）的教育机构，这套教学方法相当适合特·胡夫特。他轻松通过了科学、数学等科目，但对于语言课程不是很擅长。尽管如此，他还是完成了英语、法语、德语、古希腊语、和拉丁语的课程。十六岁那年，他参加了奥林匹克数学竞赛并获得了银牌。1964年，特·胡夫特通过了中学测验，进入乌特勒支大学学习物理。因为希望就读他舅舅所在的物理系，他选择了乌特勒支大学而非距离更近的莱登大学。由于特·胡夫特太过专注在科学，他的父亲坚持他参加学校里的一个精英社团“乌得勒支学生队”（Utrechtsch Studenten Corps），以期望他能从事一些课外活动。这某些程度上确实展现了一些效果，他曾在赛艇俱乐部“特里同”（Triton）担任指挥，与科学讨论社团“克里斯蒂安·惠更斯”（Christiaan Huygens）一起规划了一次科学类的全国学生代表大会。在物理的学习上，特·胡夫特决定追求他所认为理论物理中的核心—基本粒子物理。他的舅舅并不喜欢这个领域，所以当特·胡夫特要写“doctoraalscriptie”（在荷兰相当于硕士论文）时，他找上了新进的教授马丁纽斯·韦尔特曼。韦尔特曼当时在研究杨-米尔斯理论，由于这个理论在物理计算上无法被重整化，以当时而言并不算是主流的研究课题。特·胡夫特被交付的题目是阿德勒-贝尔-杰克威反常（英语：Adler–Bell–Jackiw anomaly），一个理论无法解释的电中性π介子衰变现象。当时的理论不允许π介子衰变产生光子，然而实际的实验却观测到这类的衰变。特·胡夫特当时也无法给出合理的解释。1969年，特·胡夫特选择韦尔特曼作为他博士学位的指导教授。他开始研究韦尔特曼正在研究的课题，杨-米尔斯理论的重整化。1971年他发表了第一篇论文，里头说明如何重整化杨-米尔斯场中质量为零的场。这项工作并未引起太多的注意，但韦尔特曼对于长久以来的问题被解决感到相当兴奋。在这之后他们发展了一套称为量纲正规化（英语：dimensional regularization）的方法。随后特·胡夫特的第二篇论文也发表，探讨了杨-米尔斯理论在自发对称破缺之后带质量场的重整化。这篇文章渐渐受到广泛注意，在1999年为两人赢得诺贝尔物理学奖。以这两篇文章为基础，1972年特·胡夫特完成了他的学位论文《杨-米尔斯场的重整化方法》。同一年，他与乌特勒支大学医学院的学生Albertha A. Schik结为夫妻。完成博士学位之后，特·胡夫特到了欧洲核子研究组织担任研究员。他和韦尔特曼一起试着完善杨-米尔斯理论的重整化计算。这段期间，他开始对强相互作用感到兴趣，认为这类的相互作用可以用零质量的杨-米尔斯理论来描述。根据计算的结果，这样的理论具有渐进自由的性质，符合深度非弹性散射（英语：deep inelastic scattering）实验的结果。这与物理学家所认知的杨-米尔斯理论相违背，过去我们所知的如重力和电磁作用其作用的强度随距离增加而减弱。然而这种人们熟知的性质无法解释深度非弹性散射的实验结果。1972年，特·胡夫特在一个小型会议中谈论到这个计算成果，一位物理学家库尔特·希门奇克（英语：Kurt Symanzik）便建议他发表这个成果。然而之后特·胡夫特仍未将此计算发表成论文。不久之后，休·波利策、大卫·葛罗斯、弗朗克·韦尔切克等人于1973年也得到了同样的结果，三人因此贡献获得了2004年的诺贝尔物理奖。1974年特·胡夫特回到乌得勒支大学担任助理教授。1976年受邀到斯坦福大学作学术访问，并到哈佛大学担任讲座教授。他的大女儿Saskia Anne在访问期间于波士顿出生，在回到乌得勒支大学作为教授职务时生下了二女儿Ellen Marga。2011年特·胡夫特被选为乌得勒支大学的杰出教授。1981年特·胡夫特获颁沃尔夫奖。1986年获得洛仑兹奖章，该奖章每四年颁发一次，表彰在理论物理上的杰出贡献。1995年成为斯宾诺莎奖最初的几位获奖人之一，该奖是荷兰最崇高的科学奖项。同年又获得富兰克林奖章。1999年因“阐明物理学中弱电相互作用的量子结构”与其指导教授马丁纽斯·韦尔特曼一同获得诺贝尔物理学奖。1971年发现的小行星9491（9491 Thooft）以特·胡夫特命名，特·胡夫特为该小行星未来的居民颁布了宪法。特·胡夫特的研究兴趣大致分为三个方向：基本粒子物理的规范理论、量子引力和黑洞、量子力学的基础研究。物理上特·胡夫特最为人所知的贡献是有关规范理论的研究。1901年：伦琴 / 1902年：洛伦兹、塞曼 / 1903年：贝克勒、皮埃尔·居里、玛丽·居里 / 1904年：瑞利 / 1905年：菲利普·莱纳德 / 1906年：汤姆孙 / 1907年：迈克耳孙 / 1908年：李普曼 / 1909年：马可尼、布劳恩 / 1910年：范德瓦耳斯 / 1911年：维恩 / 1912年：达伦 / 1913年：昂内斯 / 1914年：劳厄 / 1915年：劳伦斯·布拉格、亨利·布拉格 / 1917年：巴克拉 / 1918年：普朗克 / 1919年：施塔克 / 1920年：纪尧姆 / 1921年：爱因斯坦 / 1922年：玻尔 / 1923年：密立根 / 1924年：西格巴恩 / 1925年：弗兰克、赫兹1926年：让·佩兰 / 1927年：康普顿、威耳逊 / 1928年：理查森 / 1929年：德布罗意 / 1930年：拉曼 / 1932年：海森堡 / 1933年：薛定谔、狄拉克 / 1935年：查德威克 / 1936年：赫斯、安德森 / 1937年：戴维孙、汤姆孙 / 1938年：费米 / 1939年：劳伦斯 / 1943年：施特恩 / 1944年：拉比 / 1945年：泡利 / 1946年：布里奇曼 / 1947年：阿普尔顿 / 1948年：布莱克特 / 1949年：汤川秀树 / 1950年：鲍威尔1951年：考克饶夫、沃尔顿 / 1952年：布洛赫、珀塞尔 / 1953年：泽尔尼克 / 1954年：玻恩、博特 / 1955年：兰姆、库施 / 1956年：肖克利、巴丁、布拉顿 / 1957年：杨振宁、李政道 / 1958年：切连科夫、弗兰克、塔姆 / 1959年：塞格雷、张伯伦 / 1960年：格拉泽 / 1961年：霍夫施塔特、穆斯堡尔 / 1962年：朗道 / 1963年：维格纳、梅耶、延森 / 1964年：汤斯、巴索夫、普罗霍罗夫 / 1965年：朝永振一郎、施温格、费曼 / 1966年：卡斯特勒 / 1967年：贝特 / 1968年：阿尔瓦雷茨 / 1969年：盖尔-曼 / 1970年：阿耳文、奈尔 / 1971年：伽博 / 1972年：巴丁、库珀、施里弗 / 1973年：江崎玲于奈、贾埃弗、约瑟夫森 / 1974年：赖尔、休伊什 / 1975年：玻尔、莫特森、雷恩沃特1976年：里克特、丁肇中 / 1977年：安德森、莫特、范扶累克 / 1978年：卡皮察、彭齐亚斯、威尔逊 / 1979年：格拉肖、萨拉姆、温伯格 / 1980年：克罗宁、菲奇 / 1981年：布隆伯根、肖洛、西格巴恩 / 1982年：威耳孙 / 1983年：钱德拉塞卡、福勒 / 1984年：鲁比亚、范德梅尔 / 1985年：克利青 / 1986年：鲁斯卡、宾宁、罗雷尔 / 1987年：贝德诺尔茨、米勒 / 1988年：莱德曼、施瓦茨、施泰因贝格尔 / 1989年：拉姆齐、德默尔特、保罗 / 1990年：弗里德曼、肯德尔、泰勒 / 1991年：德热纳 / 1992年：夏帕克 / 1993年：赫尔斯、泰勒 / 1994年：布罗克豪斯、沙尔 / 1995年：佩尔、莱因斯 / 1996年：李、奥谢罗夫、理查森 / 1997年：朱棣文、科昂-唐努德日、菲利普斯 / 1998年：劳夫林、施特默、崔琦 / 1999年：胡夫特、韦尔特曼 / 2000年：阿尔费罗夫、克勒默、基尔比2001年：康奈尔、克特勒、威曼 / 2002年：戴维斯、小柴昌俊、贾科尼 / 2003年：阿布里科索夫、金兹堡、莱格特 / 2004年：格娄斯、波利策、韦尔切克 / 2005年：格劳伯、霍尔、亨施 / 2006年：马瑟、斯穆特 / 2007年：费尔、格林贝格 / 2008年：南部阳一郎、小林诚、益川敏英 / 2009年：史密斯、博伊尔、高锟 / 2010年：海姆、诺沃肖洛夫 / 2011年：珀尔马特、施密特、里斯 / 2012年：阿罗什、瓦恩兰 / 2013年：恩格勒、希格斯 / 2014年：赤崎勇、天野浩、中村修二 / 2015年：梶田隆章、麦克唐纳 / 2016年：索利斯、霍尔丹、科斯特利茨 / 2017年：魏斯、巴里什、索恩 / 2018年：阿什金、穆鲁、斯特里克兰 / 2019年：皮布尔斯、奎洛兹、麦耶