Si calea celor opt (1929-). Eminent fizician al celei de-a doua jumătăţi a secolului XX, Murray Gell-Mann posedă ceva din anvergura vizionară a lui Albert Einstein, Niels Bohr şi a altor fondatori ai fizicii moderne. Lui Gell-Mann, creatorul teoriei „quark"-urilor, i se datorează dezvoltarea cromodinamicii cuantice (QCD), teoria care descrie unităţile constitutive fundamentale ale materiei şi interacţiunile particulelor subatomice.

În general, modelul quarkurilor avansat de Gell-Mann, care a evoluat din schema sa de clasificare cunoscută sub numele de Calea celor opt (Eightfold Way), a pus capăt confuziei ce domnea în fizică în urma descoperirii experimentale a sute de particule subatomice, după terminarea celui de-al doilea război mondial.

Mai mult, Gell-Mann a fost unul dintre cei mai importanţi teoreticieni ai „modelului standard" aflat în plină evoluţie, care are ca scop îmbinarea celor două forţe, tare şi slabă, într-o singură teorie unificatoare, În ultimii ani, la Institutul Santa Fe din New Mexico, el a abordat şi probleme de cosmologie, în care fizicienii din domeniul studiului particulelor joacă un rol tot mai important, precum şi alte chestiuni ştiinţifice de interes mai larg.

Născut la 15 septembrie 1929 în New York, Murray Gell-Mann a fost fiul lui Arthur Gell-Mann şi al lui Pauline Reichstein. Imigrant din Austro-Ungaria şi nevoit să-şi abandoneze studiile pentru a-şi ajuta părinţii în Statele Unite, Arthur Gell-Mann a învăţat perfect limba engleză şi a lucrat la o şcoală de limbi străine ce a dat faliment o dată cu declanşarea Marii Depresiuni.

Neputând să studieze el însuşi, a încurajat interesul fiului său în domeniul ştiinţelor naturii, dar Gell-Mann afirmă că cel mai important mentor al său a fost fratele mai mare, Ben, care l-a învăţat să citească la vârsta de trei ani şi care manifesta o diversitate de preocupări culturale şi ştiinţifice. Crescând în New York, Ben şi Murray făceau lungi plimbări în Van Cortland Park din Bronx, frecventau muzeele din oraş, învăţau limbi străine şi citeau împreună poezie şi cărţi de ficţiune.

„Ben şi cu mine voiam să înţelegem lumea şi să ne bucurăm de ea", scria mai târziu Gell-Mann, „nu să o împărţim în felii, într-un mod arbitrar. Nu făceam diferenţieri categorice între domenii precum ştiinţele naturii, ştiinţele sociale şi comportamentale, ştiinţele umaniste şi artele. De altfel, nu am crezut niciodată în necesitatea unor astfel de distincţii."

Urmând cursurile unei şcoli pentru copii supradotaţi, Gell-Mann a găsit plicticoase multe materii. Nu a agreat fizica în liceu şi, când a intrat la Yale University, la cincisprezece ani, a acceptat să frecventeze cursuri de specialitate doar ca să îi facă plăcere tatălui său. Dar curând a fost captivat de eleganţa şi farmecul estetic al fizicii teoretice. După absolvire, în 1948, a devenit cercetător la Massachusetts Institute of Technology. A obţinut titlul de doctor în fizică trei ani mai târziu.

Traiectoria carierei lui Gell-Mann este legată de două cuceriri majore în fizică, ulterioare celui de-al doilea război mondial. Una dintre ele a reprezentat-o dezvoltarea teoretică a electrodinamicii cuantice, care s-a concretizat într-o abordare remarcabil de precisă în fizica electronului şi a altor particule încărcate electric.

Cealaltă a fost de natură experimentală. In anii '50-'60, pe baza analizei radiaţiilor cosmice şi folosind acceleratoare de particule din ce în ce mai puternice, fizicienii au observat un număr tot mai mare de particule subatomice. Dar, deşi atomii erau sfărâmaţi, fotografiaţi şi analizaţi continuu, unitatea de bază a acestora rămânea neclară - într-adevăr, termenul de „grădină zoologică a particulelor" a fost inventat pentru a descrie abundenţa de componente subatomice.

Gell-Mann a obţinut prima sa realizare importantă la vârsta de douăzeci şi trei de ani, la Institutul pentru Studii Nucleare al Universităţii din Chicago. În 1953 el a înţeles că durata lungă de viaţă a unor anumite particule subatomice care, în mod normal, era de aşteptat să sufere o dezintegrare rapidă, se datora proprietăţilor a ceea ce el a dedus că ar reprezenta o nouă clasă de materie (O viaţă relativ lungă pentru o particulă „stranie" este totuşi foarte scurtă, de ordinul a până la zece nanosecunde. O nanosecundă reprezintă a miliarda parte dintr-o secundă.).

Gell-Mann a descris proprietăţile acestor „particule stranii" şi a reuşit să le clasifice, atribuind fiecăreia câte un număr „straniu" şi elaborând ecuaţii prin care puteau fi prevăzute interacţiunile lor. Teoria a fost şi mai bine conturată şase ani mai târziu, prin descoperirea particulei xi zero, pe care Gell-Mann o prevăzuse.

Ordonarea haosului este, în general, o importantă realizare în ştiinţă, iar Sheldon Glashow scria că „Gell-Mann a dat impulsul predominant în fizica teoretică a particulelor în anii '50-'60". În 1955 Gell-Mann s-a mutat la California Institute of Technology. În 1961 el a început să publice o serie de articole de importanţă crucială, stabilind ceea ce el a numit Calea celor opt.

Fiind o metodă de clasificare a hadronilor, particule subatomice relativ grele, Calea celor opt s-a dovedit cea mai eficientă în raport cu alte scheme de clasificare propuse în aceeaşi perioadă. Termenul se referă la maniera în care pot fi grupate particulele şi a fost preluat din conceptul budist al celor opt virtuţi care conduc spre Nirvana. Pe Gell-Mann l-a iritat ulterior interpretarea dată Căii celor opt potrivit căreia fizica contemporană ar avea unele relaţii ezoterice cu religia orientală.

La fel cum tabelul periodic al elementelor a fost realizat de Dmitri Mendeleev pentru a stabili ordinea, în speranţa că explicaţiile fundamentale nu vor întârzia să apară, acelaşi lucru s-a întâmplat şi cu Calea celor opt. În 1964 Gell-Mann a avansat ideea că hadronii, adică particulele care „resimţeau stranietatea", erau ele însele formate din particule componente numite de el „quarkuri".

Iniţial, el a descris trei quarkuri cu sarcini fracţionare diferite, care se combină pentru a crea oricare dintre particulele elementare cunoscute şi le-a atribuit câteva „arome": „up", „down" şi „strânge". Un al patrulea quark „charm" a fost anticipat ulterior, ca şi quarkurile „top" şi „bottom". Quarkurile aveau „arome", nu însă şi aceeaşi „culoare".

De la început Gell-Mann a crezut că, deşi quarkurile au o existenţă reală, ele sunt permanent limitate la particulele care le conţin, astfel că nici aroma, nici culoarea quarkurilor nu sunt manifeste în lumea reală. Totuşi, atunci când experimentatorii au folosit un flux de electroni de energie înaltă pentru a ilumina (metaforic vorbind) interiorul protonului, au reuşit să dezvăluie structura formată din quarkuri. Până în anul 1995, existenţa tuturor celor şase quarkuri, inclusiv a celui mai greu de sesizat dintre ele, quarkul „top", a fost dovedită experimental.

La conferinţa care a avut loc la Fermilab, în 1972, Gell-Mann a prezentat teoria cromodinamicii cuantice (QCD), care descrie interacţiunea dintre quarkuri şi antiquarkuri prin intermediul unor particule cu rol de mediatori, cunoscute sub numele de „gluoni". Analogă în anumite privinţe cu teoria electrodinamicii cuantice, QCD furnizează, în ultimă instanţă, o descriere realmente completă a manifestărilor „forţei tari" care menţine coeziunea particulelor atomice.

În 1994 Gell-Mann scria că ciocnirile particulelor nucleare observate încă din anii '40 „au fost în totalitate explicate prin compoziţia lor de quarkuri, antiquarkuri şi gluoni. Schema qurkurilor cuprinsă în teoria cromodinamicii cuantice a scos la iveală simplitatea existentă dedesubtul unei stări de lucruri aparent foarte complicate".

Laureat al Premiului Nobel pentru fizică în 1969 pentru realizările sale privind teoria particulelor elementare, Gell-Mann a rămas la Caltech până la pensionarea sa, în 1993. În 1984 s-a numărat printre fondatorii Institutului Santa Fe, un rezervor de cunoştinţe multidisciplinare situat în New Mexico, unde este, în continuare, profesor şi copreşedinte al consiliului profesoral. Aici, în concordanţă cu idealurile sale din tinereţe, Gell-Mann şi-a extins preocupările dinspre fizică spre diverse alte domenii precum cosmologia, ecologia şi conservarea naturii, evoluţia limbajului şi economia globală.

Punctul central al acestui stadiu ulterior al carierei sale l-a reprezentat efortul de a înţelege ceea ce el numeşte „sisteme adaptative complexe" - interrelaţiile dintre simplitatea fundamentală a legilor fizice şi schemele complicate ale naturii. El a schiţat destul de amănunţit caracterul unor asemenea sisteme, în lucrarea sa Quark-ul şi jaguarul, publicată în 1994.

Gell-Mann s-a căsătorit cu studenta britanică în arheologie J. Margaret Dow în 1955 şi din căsnicia lor au rezultat doi copii, Elizabeth Sarah şi Nicolas Webster. A rămas văduv în urma morţii lui Margaret în 1981. În 1992 Gell-Mann s-a recăsătorit cu poeta şi profesoara de literatură Marcia Southwick.