1979年諾貝爾物理學獎授予美國馬薩諸塞州坎伯利基哈佛大學萊曼實驗室的格拉肖、英國倫敦帝國科技學院的巴基斯坦物理學家薩拉姆和美國馬薩諸塞州坎伯利基哈佛大學的溫伯格,以表彰他們在發展基本粒子之間的弱電相互作用理論的貢獻,特別是預言了弱中性流。
有人說,相對論和量子力學是20世紀物理學最重要的成果,而把電磁力和弱力統一在一起的弱電相互作用理論則是20世紀的最高點,這無疑是恰當的評價。
格拉肖1932年12月5日出生於美國紐約。父親為了躲避沙俄對猶太人的迫害,年輕時從俄國移居到美國,當了一名管鉗工。格拉肖有兩個哥哥,比他大十幾歲。父母和哥哥都很喜歡他,給他創造了較好的條件,讓他學習科學。他在家裏的地下室有自己的化學實驗室,從小就對科學有強烈的興趣。1947年格拉肖進紐約的布朗克斯理科中學,溫伯格是他的同窗好友。從這時起就開始了他們之間的共同追求。格拉肖酷愛讀書,並組織了一個科學幻想俱樂部,出版了中學科學幻想雜誌。1950年格拉肖和溫伯格一起進入康奈爾大學。格拉肖對這裏的本科教學不大滿意,因為有名的教授都去給研究生開課,於是就在三四年級時選修了經典電磁理論、量子場論之類的研究生課程。他還經常參加學術報告會。和中學時期一樣,他喜歡和同學們討論問題。1954年大學畢業,格拉肖來到哈佛大學,選擇了著名物理學家施溫格當自己的導師。在施溫格的指導下,格拉肖選取了“基本粒子衰變中的矢量介子”作為自己的博士論文題目。1958年獲博士學位。後得到一筆美國科學基金會資助來到丹麥的理論物理研究所。在這裏做了兩年的研究工作,就在這段時期,他發現了關於弱電統一理論的SU(2)×U(1)模型。
這項重要工作實際上在做博士論文時就已有準備,他在論文附錄中就提到了弱電統一的思想,而這一思想正是他的導師施溫格首先倡導的。
1956年施溫格就已開始考慮弱電統一理論。這件事的由來還應追溯到李政道和楊振寧對弱相互作用中宇稱不守恒的發現。這一發現促使人們認識到弱相互作用是普適的V-A型理論,並使人們注意到弱相互作用和電磁相互作用之間有某種共同點,從而進一步考慮兩者之間的統一性。施溫格在1957年發表的論文中提出弱相互作用是由光子和兩個矢量玻色子傳遞的,這三種粒子應該組成三重態。這個理論雖然因為本身的缺陷:是張量型的而不是V-A型的,又沒有考慮到弱中性流,因此沒有成功。
1958年格拉肖把他的博士論文附錄擴展為以“矢量介子相互作用的可重正性”為題的論文,他主張弱電統一理論應以楊振寧和米爾斯(R.L.Mills)的規範理論為基礎。在這篇論文中他還試圖證明楊-米爾斯理論是可重正的。
這一年格拉肖到英國就他自己對弱電統一理論的看法作了一次學術報告,聽眾中有來自巴基斯坦的薩拉姆。薩拉姆也是受施溫格的啟發正在研究統一弱電相互作用的問題,並對重正化大傷腦筋,因為他和他的合作者還一時無法克服無窮大的問題。當他聽格拉肖說到自己的理論是可重正化時,竟大為驚奇。於是仔細研究了格拉肖的做法,結果發現格拉肖的論文有錯誤。
格拉肖並沒有因為這件難堪的事灰心,他繼續進行弱電統一理論的研究。1960年,格拉肖發現描述弱電相互作用的規範群必須大於SU(2)。由此他想出了一條通向可重正化的方案,即在SU(2)×U(1)群中有兩個電中性的傳播子,一個是無質量的光子,另一個是有質量的中性矢量介子。格拉肖把這個想像中的中性矢量介子稱為B。他把這些思想寫成論文“弱相互作用的部分對稱性”。這篇論文與1958年寫成的那一篇不同之處在於,他假設弱電統一規範粒子是四個,而前一篇假設的是三個,即一個矢量玻色子的三重態。他現在假設應該在三重態之外再引入一個中性矢量玻色子。也就是說,還存在有一種全新的弱相互作用,是由假設中的中性矢量玻色子傳播的。這一矢量分子B多年後才得到證實,人們稱之為Z°。