汤川秀树（Yukawa Hideki，1907年1月23日—1981年9月8日），出生于日本东京，物理学家，日本学士院院士，诺贝尔物理学奖获得者，生前是京都大学名誉教授。汤川秀树主要从事理论物理学、粒子物理学方面的研究。

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人物生平

汤川秀树（1907—1981）,日本著名物理学家。1907年出生于东京。毕业于京都帝国大学（现京都大学）理学部物理学科。

1938年取得大阪帝国大学（现大阪大学）理学博士学位。

1939年起任京都帝国大学教授，次年获学士院恩赐奖。

1942年兼任东京帝国大学（现东京大学）教授，次年获文化勋章。

1948年赴美国，在普林斯顿高等研究所任客座教授，后于次年7月起任哥伦比亚大学客座教授、教授。

1949年10月因其创立介子理论获诺贝尔物理学奖，他是第一个获得诺贝尔奖的日本人。

1981年于京都病逝。

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主要成就

1929—1930年，当青年汤川开始致力于物理学的研究时，人们对原子的结构已经有了比较确切、比较详细的认识，而对原子核的结构则还所知甚少。当时人们知道的“基本粒子”，除光子外只有电子和氢核（质子）。根据放射性衰变和某些核反应的研究，人们觉得原子核中仿佛存在着质子和电子，于是就提出了原子核的质子-电子模型，认为原子核是由这两种粒子构成的。

但是这种想法在理论上遇到许多困难，因为从量子理论的基本观点看来，这种想法其实是说不通的。当然，人们早就知道，当某些放射性物质的原子核发生变化时，会有电子（β射线）从核中被放出，从而一种最朴素的看法就会认为电子是核的组成部分之一。

但是，当原子的状态发生变化时，也会有光子被放出，而人们却不认为光子是原子的组成部分之一。相反，人们认为光子是在原子的跃迁过程种被“创生”出来的。另一方面，至少按照量子力学测不准原理的哥本哈根诠释，像电子这样轻的粒子，如果把它定域在像原子核那么小的空间范围之内，它的速度就会非常接近光速，从而它就会很快地逸出核外，而不可能在核中长久停留。此外，原子核的质子-电子模型在解释某些实验事实（例如核的自旋）方面也遇到了一些具体的困难。

1932年中子的发现，给人们带来了新的光明。通过W.K.海森伯(Heisenberg)等人的努力，逐渐建立了关于核中的“交换力”的概念，并逐渐形成了原子核的质子-中子模型。这种模型和量子理论并无矛盾，也能够解释当时已知的多数实验结果。但是，关于质子和中子在核中的存在形式、分布和运动，当时人们仍然所知甚少。

另一方面，中子一被发现，罗马的E.费米(Fermi)和巴黎的I.约里奥-居里(Joliot-Curie)等人就大力进行了用中子轰击原子核的实验，并得出了一些全新类型的核反应。这些结果导致了核的“液滴模型”的提出（1936年），并终于导致了重核裂变的发现（1938年）。从此以后，人类就开始一步一步地进入了所谓的“原子时代”。正是在这样的背景下，汤川提出了他的介子理论。他在海森伯、W.泡利(Pauli)和费米的理论工作的启发下，分析了核粒子之间的相互作用，经过几年的酝酿，在30年代中期提出了自己的核力理论。

在人们认识核力以前，物质之间已知的基本相互作用只有引力和电磁力，其他形形色色的力，例如摩擦力、范德瓦尔斯力等等都可以归结为这两种力。核力的认识给人们带来了新的局面。当时至少已经知道，作用在核内各成分之间的力是很复杂的：

第一，它不能归结为引力和电磁力；

第二，它有很强的成分（后世所说的“强相互作用”）和很弱的成分（“弱相互作用”）；

第三，它是所谓“短程力”，有一定的、很短的力程，超过这一力程，核力的作用就是微乎其微的；

第四，它表现所谓“饱和性”。

因此，核力的理论描述就向人们提出了一个十分困难的任务。

引力且不谈，电磁相互作用的量子化导致了量子电动力学的诞生，而这种理论使人们进一步认清了“光子”的地位，也开了后世量子场论的先河。按照这种理论，“光子”是电磁场的“量子”，是在物质间传播电磁相互作用的“载体”。这样，人们就第一次把一种基本粒子和一种特定的场联系了起来，电磁力是“长程力”，它的传播媒介即光子是以光速运动的，从而光子的静质量必为零。

参照当时还处于草创阶段的量子电动力学，并借鉴了费米的弱相互作用理论，汤川酝酿并创立了自己的核力理论。首先，他把核力设想成一种特定的场，照顾到核力的一些特点，他提出了这种场的（标量）势函数U (x,y,z,t)，这就是有名的“汤川势”。和电磁场的势函数不同，汤川势满足自己特有的偏微分方程，该方程比常见的波动方程多了一项。U场的量子化（二次量子化）导致所谓U量子的概念。由于核力的短程品格，这种当时还是纯假说性的基本粒子被认为具有非零的静质量。汤川推断，这个静质量约为电子静质量的200倍。由于它的静质量介于电子的和质子的静质量之间，因此这种粒子后来被命名为“介子”（meson）。

在当时的历史条件下，汤川的这种理论意味着一次大胆的尝试。由于它所依据的实验事实较少，特别是由于当时人类还根本没有探测到任何类似于U量子的粒子，再加上汤川的活动基本上限于日本国内，因此如上所述，他的理论起初并没有引起任何“轰动”。

随着π介子在宇宙射线中的发现以及它和汤川U粒子的等同化，汤川的理论才引起了国际理论物理学界的密切注意。从历史回顾的角度看来，汤川理论的出现，代表了理论预见的一个光辉的实例，其意义也许只有狄拉克“正电子”概念的意义才可以与之相比。汤川的U量子概念触发了对“介子”的大力寻索。如所周知，人们后来发现了多种多样的介子，而介子物理学也变成了粒子物理学中的重要分支之一。