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      楊振寧逝世:“我最大的貢獻是,幫助改變了中國人覺得自己不如人的心理。”|【經(jīng)緯低調(diào)分享】

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      物理學(xué)泰斗楊振寧老先生于今日12時在北京逝世,享年103歲。這位跨越兩個世紀(jì)的科學(xué)巨匠,用他傳奇的一生詮釋了什么是"文章千古事,得失寸心知"。

      從清華園走出的青澀少年,到諾貝爾獎領(lǐng)獎臺上的華人驕傲;從"楊-米爾斯規(guī)范場論"的奠基者,到三尺講臺上的大先生。他與李政道提出的"弱相互作用中宇稱不守恒"顛覆了人類對自然界的認(rèn)知,成為最早登上諾貝爾獎領(lǐng)獎臺的中國人。他的"楊-米爾斯規(guī)范場論"被譽為現(xiàn)代物理學(xué)的基石,與愛因斯坦的廣義相對論、麥克斯韋方程并駕齊驅(qū)。

      先生一生心系家國,1971年毅然回國訪問,掀起華裔學(xué)者訪華熱潮,被譽為架設(shè)中美學(xué)術(shù)交流橋梁第一人。晚年定居清華,以八旬高齡為本科生講授物理,將畢生所學(xué)傾囊相授,為中國培養(yǎng)了大批科技人才。

      "寧拙毋巧,寧樸毋華"是他的治學(xué)態(tài)度,也是他的人生態(tài)度。他曾說:"我一生最重要的貢獻是幫助改變了中國人自己覺得不如人的心理。"今天,當(dāng)我們仰望星空,3421號"楊振寧星"依然在宇宙中閃耀,正如他的科學(xué)精神永遠(yuǎn)照亮著后學(xué)之路。以下:

      來源丨果殼

      作者:游識猷

      編輯:小毛巾

      審稿:steed

      封面圖來源:xinhua.net

      新華社消息,10月18日,世界著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者楊振寧先生,在北京與世長辭,享年103歲。


      楊先生與李政道先生共同提出宇稱不守恒理論,并共同榮獲1957年諾貝爾物理學(xué)獎,成為最早獲此殊榮的中國科學(xué)家。他與米爾斯先生共同創(chuàng)立的“楊-米爾斯規(guī)范場論”,是現(xiàn)代粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的基石,深刻影響了物理學(xué)發(fā)展。

      他將自己歸還于宇宙,但把理解宇宙的線索留給了世界。

      大師隕落,舉世同悲。我們重新發(fā)布這篇楊振寧百歲時的紀(jì)念文章,緬懷大師。

      楊振寧開車去紐約看李政道。

      那是1956年的四月末或五月初,紐約最好的季節(jié),暖風(fēng)吹拂,花葉紛披。他在哥倫比亞大學(xué)接到李政道,然后一同去附近覓食。他們步行去白玫瑰咖啡館,邊喝咖啡邊討論;出了咖啡館又去了一家中國飯館,邊吃午飯邊爭執(zhí);最后他們一并回到李政道的辦公室,在黑板上寫寫畫畫,到那天結(jié)束時,他們已經(jīng)知道需要做些什么——翻閱過往所有關(guān)于弱相互作用的實驗,看看到底有沒有跟“宇稱守恒”相關(guān)的證據(jù)。

      記憶在這里出現(xiàn)了分岔。


      楊振寧(左)和李政道(右)|sciencephoto.com

      很多年后,李政道記得是自己先想到了關(guān)鍵處,靈感來自他此前與同事斯坦博格的討論,好幾個做宇稱不守恒分析的實驗物理學(xué)家在論文里只感謝了他就是明證。楊振寧一開始強烈反對,聽他分析后,楊振寧才信服并加入一起研究。

      楊振寧記得是他自己先想到了關(guān)鍵處,靈感來自他1948年和1954年發(fā)表的兩篇論文,李政道一開始并不相信,是他條分縷析說服了李政道。

      對同一件事,不同的參與者有著截然相反的記憶。這事并不罕見。記憶并不是靜靜躺在腦中某處,能被完整取出又完整放回的事物。而是每回憶一次,就在腦中“重新構(gòu)建”一次。每重構(gòu)一次,就多少受當(dāng)下的心境而扭曲一次。楊李二人想必?zé)o數(shù)次回憶過這段歷史,他們的記憶也在這一次次各自重構(gòu)中越行越遠(yuǎn)。

      發(fā)生這次討論的1956年,楊振寧記得當(dāng)時他和李政道每周規(guī)律互訪,他每周四去哥倫比亞大學(xué)看李政道,李政道則每周二去普林斯頓見他。李政道記得二人當(dāng)時已經(jīng)有了心結(jié),沒有進行合作研究,也不常見面,每周互訪是宇稱不守恒發(fā)表后才開始的。

      李楊討論的中國飯館,楊振寧記得是上海飯館,李政道記得是天津飯館。

      宇稱不守恒的諾獎?wù)撐模钦l寫的初稿?楊振寧記得他當(dāng)時嚴(yán)重背痛,臥床休養(yǎng),于是口述了論文,讓妻子杜致禮寫成了初稿——當(dāng)然,復(fù)雜的公式是楊振寧自己后來加的。初稿交給李政道,李政道做了幾處修改,后交由楊振寧所在的布魯克黑文實驗室一位秘書打字投稿。

      李政道則記得,論文初稿是李政道自己執(zhí)筆寫的,李政道的秘書負(fù)責(zé)將手稿轉(zhuǎn)為打字稿。楊振寧收到論文初稿后,只將標(biāo)題改為了疑問句。但是接收論文的《物理評論》不欣賞問句標(biāo)題,所以最后依然用了李政道擬的標(biāo)題《弱相互作用中的宇稱守恒質(zhì)疑》。

      楊李兩位科學(xué)家,因為這個發(fā)現(xiàn)而共同登上諾貝爾領(lǐng)獎臺,也因為這個發(fā)現(xiàn)而割席斷交。很多人曾希望他們有生之年能重歸于好。但也有人認(rèn)為,楊李的個性都是如此之強,關(guān)系又如此親密,早晚要分道揚鑣。


      共同獲得諾獎的楊振寧(左)和李政道(右)|nobelprize.org

      01

      生子當(dāng)如“楊大頭”

      楊振寧有兩個生日。

      9月22日,這是楊振寧赴美留學(xué)時證件上誤寫的生日,諾貝爾獎官網(wǎng)上寫獲獎?wù)呱綍r,采用的也是這個日期。

      10月1日,這是他真正的生日。1922年10月1日,楊振寧出生在安徽合肥的楊家大院。按照輩分,他是“振”字輩。那一年,他爸爸楊武之在懷寧縣教中學(xué)數(shù)學(xué),于是取了地名里的“寧“。

      很巧的是,楊振寧一生最重要的兩篇論文,也都發(fā)表在10月1日。

      令他獲得諾獎的《質(zhì)疑弱相互作用中的宇稱守恒》,發(fā)表于1956年10月1日。

      可能是他最重要發(fā)現(xiàn)的《同位旋守恒和同位旋規(guī)范不變性》,發(fā)表于1954年10月1日。

      1922年11月,楊振寧一個月大的時候,愛因斯坦來到中國旅游,并在上海得知了他自己獲得了1921年的諾貝爾物理學(xué)獎——不是1922年的,因為1921年的諾貝爾物理學(xué)獎延遲了一年發(fā),真正1922年的諾貝爾物理學(xué)獎頒給了玻爾。

      1922年,諾貝爾物理獎頒發(fā)了兩次,楊振寧0.1歲,愛因斯坦43歲。27年后,他們將在普林斯頓高等研究院成為同事。他們還將有一個共同點:獲得諾貝爾物理學(xué)獎的研究,并不是他們做出的最重要發(fā)現(xiàn)。而他們做出的最重要發(fā)現(xiàn),是可以相提并論的存在。

      但不必等到那么多年后,楊振寧的才華就已經(jīng)顯露人前。最早注意到的是他的父親楊武之,他發(fā)現(xiàn)楊振寧念書毫不費力,在楊振寧的一張童年照片背后寫了句話,“寧兒似有異稟”。

      1929年,楊武之去清華大學(xué)任數(shù)學(xué)系教授,楊振寧也隨著父母在清華園里住下。那時候他外號叫“楊大頭”,一是因為他頭真的大,二是因為他算是個孩子頭。楊振寧是長子,和弟弟妹妹年紀(jì)差得比較大,所以有時也擔(dān)起弟弟妹妹的管教之責(zé)。如果弟弟妹妹表現(xiàn)好,他就給他們記一顆紅星,到了周末,一顆紅星可以用來兌換一顆花生米。不過楊振寧出國后,有些花生米就沒有兌現(xiàn),堪稱一種楊氏騙局。

      楊振寧是那種“別人家的孩子”。曾任復(fù)旦大學(xué)校長的女物理學(xué)家謝希德記得,小時候父親謝玉銘拿“楊武之之子”來教育他們不要貪玩,要好好學(xué)習(xí)。有一回楊武之跟華羅庚吵架還說,我這一輩子數(shù)學(xué)趕不上你,但將來我兒子一定要超過你。

      1938年,抗戰(zhàn)開始,清華、北大、南開在昆明成立了西南聯(lián)合大學(xué),楊武之去那里任教,楊振寧也隨之到了昆明。

      “楊大頭”的傳奇依然繼續(xù)。16歲時,高二的楊振寧直接報考西南聯(lián)合大學(xué),全國兩萬考生,他名列第二。報名時他甚至還沒學(xué)過高中物理,所以報了西南聯(lián)大的化學(xué)系,但后來接觸到物理覺得有趣,于是很快轉(zhuǎn)去了物理系。


      楊振寧的大學(xué)準(zhǔn)考證|wikimedia commons

      西南聯(lián)大只存在了八年,畢業(yè)了三千多人。這三千多人里,出了許多世界一流的學(xué)者。除了楊振寧,還有李政道、鄧稼先、朱光亞、黃昆……等等。西南聯(lián)大的教授們更是群英薈萃,給楊振寧上語文課的是朱自清、聞一多、王力;給他上物理課的是周培源、趙忠堯、吳有訓(xùn)。教授們輪流上課,講本人研究最深、最有心得的部分。

      楊振寧的學(xué)士論文,是在吳大猷指導(dǎo)下寫的,吳大猷讓他關(guān)注到了對稱原理。他的碩士論文,是在王竹溪指導(dǎo)下寫的,王竹溪讓他關(guān)注到了統(tǒng)計力學(xué)。對稱與統(tǒng)計力學(xué),是楊振寧一生深耕的方向。一個科學(xué)家能在研究生涯之初,就接觸到一生的課題,可以說是幸運無比了。

      在西南聯(lián)大,楊振寧依然以讀書好出名——物理100分,微積分99分,是全校成績最好的。和楊振寧一起在西南聯(lián)大上過課的翻譯家許淵沖記得,那時候?qū)懹⑽亩涛模约菏堑诙钫駥幨堑谝幻?/p>

      同在西南聯(lián)大讀書的歷史學(xué)家何兆武,也曾經(jīng)看過楊振寧和黃昆——這兩人當(dāng)時已經(jīng)是西南聯(lián)大有名的才子——在茶館議論。黃昆問:“愛因斯坦最近發(fā)表的那篇文章,你覺得如何?”楊振寧把手一擺,不屑地說:“毫無originality (創(chuàng)新),是老糊涂了吧。”

      何兆武當(dāng)時暗自乍舌,心想這家伙好不狂妄,但又覺得,也許就得有這種氣魄,才能超越前人呢?

      黃昆后來考取了庚子賠款留英,學(xué)成后回國,成為中國半導(dǎo)體方面的頂尖人物之一。


      物理學(xué)家黃昆和他的學(xué)生|wikimedia commons

      以“小環(huán)境”來說,楊振寧可以說是幸運至極,父母感情甚篤,弟弟妹妹友愛,身邊環(huán)繞著良師益友。他回憶說,自己在科研上也是生逢其時,中國的現(xiàn)代科學(xué),是在三四十年里從無到有,硬生生跨了三大步。1919年五四運動時,中國幾乎還沒有自己的自然科學(xué)研究事業(yè)。到他出生時,已經(jīng)有從國外回來的中國留學(xué)生,在各地辦大學(xué)。到他上小學(xué)時,中國已經(jīng)能培養(yǎng)出和國外水平相當(dāng)?shù)谋究粕5剿现袑W(xué)時,清北等名校已經(jīng)有了一批國外回來的博士,可以培養(yǎng)出與國外水平相當(dāng)?shù)拇T士生。到他上西南聯(lián)大時,西南聯(lián)大已經(jīng)可以培養(yǎng)與國外水平相當(dāng)?shù)牟┦可?/p>

      但從國家的“大環(huán)境”來說,楊振寧則身處“長夜”。山河破碎的陰影,時時籠在他與家人的頭上。6歲之前,他和母親住在合肥(父親當(dāng)時在芝加哥大學(xué)讀數(shù)學(xué)博士),軍閥混戰(zhàn)打到合肥,他們就要躲到鄉(xiāng)下或外國教會辦的醫(yī)院里。他甚至記得3歲時一次“跑反”回來,在家里角落看到一個子彈洞。長大后在昆明時,也常常遇到日寇的空襲,他18歲那年秋天,日軍空襲炸掉了楊家的房子,幸虧全家及時躲進了防空洞,安然無恙,但家當(dāng)是沒有了。幾天后,楊振寧帶著鐵鍬回去挖家中廢墟,挖出幾本還能用的書,便欣喜若狂。當(dāng)時沒有什么娛樂,楊振寧就和玩伴熊秉明(熊后來成了畫家)合作土電影,熊秉明畫連環(huán)畫,楊振寧搞裝置——在舊的餅干筒里裝個燈泡,筒口安個放大鏡,連環(huán)畫在放大鏡前抽過,墻上就出現(xiàn)會動的畫面。他們做了一個土電影,畫的是日本飛機轟炸帶來的家破人亡。

      楊振寧后來將自己的文集定名為《曙光集》《晨曦集》,意思是,中華民族終于走完了那個長夜。

      千秋恥,終已雪。見仇寇,如煙滅。惟我國家,亙古亙今,亦新亦舊。

      楊武之曾教給楊振寧一首歌《中國男兒》:

      “中國男兒,中國男兒,要將只手撐天空。

      睡獅千年,睡獅千年,一夫振臂萬夫雄……”

      這首歌,楊振寧常唱。于是周圍的人記住了一件事,楊振寧唱歌很大聲,且很難聽。

      02

      置身物理眾神殿

      從西南聯(lián)大畢業(yè)后,楊振寧考取了庚子賠款留美的公費留學(xué)。1945年8月28日,是他動身的日子。

      那天一大早,楊振寧離開家,弟弟妹妹依依不舍,母親十分平靜、沒有流淚,父親則陪著他去公共汽車站。

      上了公共汽車,楊振寧就開始和同去美國的同學(xué)討論飛行路線。等了一個多鐘頭,車還沒發(fā)動。有人示意楊振寧往窗外看,他一看才驚覺,父親居然一直等在那里,沒有離開——

      “他痩削的身材,穿著長袍,額前頭發(fā)已顯斑白。肴見他滿面焦慮的樣子,我忍了一早晨的熱淚,一時迸發(fā),不能自已。”


      楊振寧一家

      那時赴美的旅途十分波折,楊振寧先從昆明乘飛機到印度加爾各答,在那里等了兩個多月,才登上了美國海軍的運輸船。那艘船要運載幾千個美國士兵從東南亞返回美國,順便留了一兩百個床位給普通百姓,楊振寧與同學(xué)們便是“普通百姓”中的一員。

      1945年11月24日,離開昆明的三個月后,楊振寧終于在紐約哈德遜河的一個碼頭下了船。他先花了兩天熟悉環(huán)境,買些日常用品,第三天,就興致勃勃地去哥倫比亞大學(xué)找他心目中的偶像——物理學(xué)家費米。結(jié)果晴天霹靂,費米居然已經(jīng)不在哥倫比亞大學(xué)了。楊振寧四處打聽,從紐約追到普林斯頓,又從普林斯頓追到芝加哥大學(xué),終于等到了費米。

      在西南聯(lián)大時,楊振寧已經(jīng)形成了對科學(xué)研究的品味。并不是所有大科學(xué)家的風(fēng)格都能讓他佩服,比如他就不太能與發(fā)現(xiàn)測不準(zhǔn)原理的海森堡共鳴。他最欣賞愛因斯坦、狄拉克、費米三位,單刀直入,正中要害,從復(fù)雜現(xiàn)象中提煉出簡單精神,再用數(shù)學(xué)方式表達出來。

      這三位的狀況楊振寧都考量過:愛因斯坦年紀(jì)大了,幾乎不招研究生,狄拉克還在英國劍橋,倒是費米為了逃離意大利的反猶主義,已經(jīng)到了美國。費米是中微子的命名者,原子彈的設(shè)計者之一,理論和實驗上都是超一流學(xué)者。對于非常復(fù)雜的物理問題,他可以丟開細(xì)節(jié),分析本質(zhì),再加上幾個數(shù)量上的估計,在半小時里就能給出解決問題的清晰思路——這種對困難問題做個快速估算數(shù)量級的方法,現(xiàn)在被稱為“費米估算”。當(dāng)時在美國的洛斯阿拉莫斯實驗室,費米和馮·諾依曼是兩位齊名的“賢哲”,其他物理學(xué)家無論遇到什么難題,都可以拿去問他們。美國試爆第一枚原子彈時,費米在9千米外的基地里等著,手里預(yù)先握了一些碎紙片。爆炸的閃光一出現(xiàn),他便松手讓碎紙片落下——如果沒有沖擊波,紙片會落在他腳邊,但當(dāng)爆炸的沖擊波到達時,就會帶動空中的紙片發(fā)生幾厘米的位移。費米根據(jù)自己距離爆炸點的距離,以及紙張被推動的距離,便準(zhǔn)確估算出了那個原子彈的能量大概兩萬噸TNT炸藥。

      1946年,楊振寧成功“追星”,在芝加哥大學(xué)見到了費米。費米對楊振寧的物理功底也十分認(rèn)可,有時候費米出差,甚至讓楊振寧代他給研究生上課。但出于政治因素,楊振寧沒法當(dāng)費米的研究生。

      那時候,芝加哥大學(xué)還沒建好做粒子物理實驗的回旋加速器。費米則在美國的阿爾貢國家實驗室做實驗,那里是美國進行“曼哈頓計劃”的地方,有許多機密,基本只收美國籍研究者。楊振寧一個初來乍到的中國人,絕無可能去那里做研究。

      科學(xué)沒有國界,但科學(xué)家都有祖國。楊振寧下一次深刻意識到這點,是1950年后中美交惡,杜魯門總統(tǒng)下令,所有在美國取得博士學(xué)位的人不可返回中國。他離開中國那一刻,從未想到自己要26年后才能再次踏上故土。

      回到1946年,費米把楊振寧推薦給了愛德華·泰勒教授。泰勒的特點是想象力豐富,直覺強,想法多又敢講。想法多到什么地步呢?當(dāng)年他參加美國的原子彈計劃,但想法過于發(fā)散,今天一個想法,明天又一個新想法,跟他合作的人都叫苦不迭。奧本海默就發(fā)揮了一下管理的藝術(shù),讓泰勒獨自去做氫彈——結(jié)果,泰勒就這么成了“氫彈之父”。

      雖然泰勒的直覺里90%可能是錯的,但他不怕犯錯,反正有10%正確的突破就足矣。

      費米則是泰勒的知己兼“翻譯”。在討論會上,常常是泰勒先說一通自己的直覺和想法,然后費米站起來補充說,“泰勒要表達的意思是這樣的……”

      楊振寧后來回憶說,“泰勒和費米不同的地方是,費米講出來的見解通常對的多,而泰勒所講出來的見解多半是不對的。按照中國傳統(tǒng),你要是對某個問題沒有完全懂,就不要亂講話。人們認(rèn)為亂講話是不好的,而且亂講話的人一定是不可靠的。泰勒的見解非常之多,而且總要講出來。不過如果你指出他是錯的,他就立刻接受,向正確的方向走。”


      美籍意大利裔物理學(xué)家費米|wikimedia commons

      跟著泰勒做了一陣子,楊振寧思想又波動了,找泰勒說,“我總得回中國去。我覺得中國需要的是實驗物理,所以我要做這方面的工作。”

      于是楊振寧去了塞繆爾·艾里森的實驗室,這個實驗室當(dāng)時在建一個40萬電子伏的加速器,準(zhǔn)備用來做一些低能核物理實驗。楊振寧參與了加速器的建造和此后的實驗。

      在艾里森實驗室,楊振寧有了兩個領(lǐng)悟,一是理解了實驗物理學(xué)家在做什么,二是領(lǐng)悟到,自己動手是不太行的。

      說起來,楊振寧小時候手工就不太行,有次他用泥做了一只雞,拿去給父母看。父母說:“ 做得很好, 是一只藕吧?” 長大了做實驗,也是“害人害己”。艾里森實驗室當(dāng)年甚至流傳一個笑話,說“哪里炸得乒乓響,那里準(zhǔn)有楊在場”(Where there is a bang, there is Yang.),雙押。

      有個美國同學(xué)叫瓊·辛頓,后來移居中國,改名叫寒春。有一次楊振寧做實驗時,不慎用帶有高壓電的器材觸到了寒春的手,寒春自此手上留了一道疤,而且一見到楊振寧在做實驗就有些害怕。

      那時候加速器電路常常出問題,又會漏氣,有個叫阿諾德的同學(xué),往往兩分鐘就找到漏氣處,而楊振寧花上兩小時還找不到。楊振寧請教阿諾德尋找的訣竅,阿諾德也解釋不出。最后楊振寧只得放棄說,“有些人對實驗有直覺的了解,而我是沒有的”。

      在艾利遜實驗室做了一年半,楊振寧沒做出什么結(jié)果,倒是注意到泰勒有個直覺猜想,這個猜想可以用數(shù)學(xué)里的群論表示出來,就在閑時寫了個簡單的證明文稿給泰勒。

      泰勒問他,是不是實驗不太成功。楊振寧承認(rèn)是。泰勒說,要不你就用之前那篇證明文稿為基礎(chǔ),寫篇理論物理論文吧,一樣可以博士畢業(yè)。

      楊振寧回去痛苦地想了兩天,決定接受這個建議。他如釋重負(fù),他朋友也如釋重負(fù),說,這恐怕是實驗物理學(xué)的幸運。

      楊振寧就回去寫了一篇只有3頁的論文,拿去給泰勒看。泰勒說這論文挺好,但是作為博士論文是不是應(yīng)該長一點呢,你再把它推廣一下怎么樣?幾天后,楊振寧交了一篇7頁的論文。泰勒忍不住說,能不能再詳細(xì)一點?幾天后,楊振寧交了一篇10頁的論文。

      泰勒欲言又止,雖然論文依然偏短,但的確很優(yōu)秀。1948年,楊振寧拿到了芝加哥大學(xué)的物理博士學(xué)位。


      楊振寧的導(dǎo)師泰勒|wikimedia commons

      楊振寧的這篇博士論文,到宇稱不守恒,再到后來的楊-米爾斯規(guī)范場理論,其實都是關(guān)于“對稱性”的工作。

      費米和泰勒是楊振寧接觸現(xiàn)代物理“眾神”的開始。此前,他遇到的是能宣講教科書的老師,此后,他開始越來越多地遇見改寫教科書的人物。他向“眾神”學(xué)習(xí),接受“眾神”的挑戰(zhàn),并最終成為“眾神”里的一員。

      03

      普林斯頓最美的風(fēng)景

      身為長子的“楊大頭”在對待小兄弟們時,某種意義上是以“保護者”自居的。

      鄧稼先比楊振寧小2歲,兩人在北京念崇德中學(xué)時認(rèn)識,一起閑聊,一起聽貝多芬的《英雄交響曲》,一起讀牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,先后考進了西南聯(lián)大的物理系。1948年,楊振寧的弟弟楊振平和鄧稼先同去美國,兩人都是自費出國,所以十分拮據(jù)。鄧稼先后來只花了一年多就飛速讀完博士,拿到博士學(xué)位9天后就坐船回國。

      當(dāng)時楊振寧剛剛拿到博士學(xué)位,在芝加哥大學(xué)留校當(dāng)講師,月薪是375美元。他幫鄧稼先申請了普渡大學(xué),還資助了一些鄧稼先出國的經(jīng)費。對自己的弟弟,他更是每月拿出自己月薪的三分之一,給楊振平當(dāng)生活費。楊振平自己都覺得,楊振寧待他可說是“長兄如父”。后來跟楊振寧合作“楊-米爾斯方程”的米爾斯也說過類似的話,“富蘭克(楊振寧的英文名)待我就像一個父親。”


      wikimedia commons

      1946年秋天,20歲的李政道來到美國讀研究生。他與楊振寧親如兄弟的日子就此開始。

      楊李二人在國內(nèi)沒有來往,但可以算是同門師兄弟。1942年,吳大猷指導(dǎo)楊振寧寫了學(xué)士論文。1945年,楊振寧出發(fā)去美國的那一年,一個胖胖的十幾歲孩子找到吳大猷自薦,正是李政道。吳大猷發(fā)現(xiàn)李政道的確是物理奇才,便將他錄進西南聯(lián)大,又在李政道大二時,推薦他去美國留學(xué)。李政道先陪吳大猷的夫人去芝加哥大學(xué)找楊振寧。到了那兒不久,李政道就同樣入了芝加哥大學(xué)的研究生院。和楊振寧一樣,李政道也很快顯現(xiàn)出他的天賦和勤奮,而且他也很希望能拜師費米——和楊振寧不同的是,他成功了。費米博學(xué)謙和,是個極好的老師,李政道在他指導(dǎo)下獲益匪淺。

      當(dāng)時李政道常與三個研究生往來——同樣師從費米的斯坦伯格;師從泰勒、但和李政道共用辦公室的羅森布魯斯;還有師從泰勒的楊振寧。1949年,李政道發(fā)表了自己的第一篇論文,就是與楊振寧和羅森布魯斯合寫的。楊振寧和李政道還聯(lián)合另外幾個物理系研究生一起“不務(wù)正業(yè)”,參加了一家芝加哥報紙舉辦的字謎競賽,第一名可以得到五萬美元獎金,這群高材生一路凱歌到最后一輪決賽,發(fā)現(xiàn)題目里有個規(guī)則模棱兩可,可做兩種解釋,于是他們根據(jù)兩種解釋提出了兩組解——結(jié)果因為提出了過多的解,喪失了競賽資格,痛失獎金。

      有一年放假,楊振寧、李政道,再加上另一個中國留學(xué)生凌寧,三個不會開車的人合買了一輛淺綠色的二手雪佛蘭。楊振寧先去找羅森布魯斯教他開車,然后他再教李政道和凌寧,最后三個人都考了駕照,就立刻開著這輛車去美國西部自駕游。他們一路從芝加哥開到舊金山,又開到大峽谷,在大峽谷里還差點遇了次險。


      李政道對這事的回憶是,出發(fā)前,楊振寧建議三人按比例出錢買那輛車子,等回來后,再由李政道一人出錢買下車子。李政道欣然同意,旅行回來后就把楊和凌出的錢還給了他們。后來楊振寧在傳記里提到這部“三人合買的車”,李政道再回想當(dāng)年的事情,硬是又琢磨出一番滋味來。

      這事還有個后續(xù)。差不多40年后再聚時,羅森布魯斯才告訴楊振寧,他教楊振寧開車時,自己還沒有駕照。

      1949年,楊振寧有了一個去普林斯頓高等研究院的訪學(xué)機會。

      普林斯頓高等研究院1930年成立,目標(biāo)是“追求真理”。這里的研究者不需要教課,唯一的任務(wù)就是思考自己的課題。楊振寧去那里的時候,研究院的院長是“原子彈之父”奧本海默,終身研究教授約有20位,愛因斯坦也是其中一人。

      費米曾經(jīng)跟楊振寧說:“普林斯頓高等研究院很不錯。但不宜長久待在那兒。因為那兒有點像古代修道院,研究方向太理論化,很容易向形式主義轉(zhuǎn)變,最后與物理學(xué)的實際問題脫離關(guān)系 。”他建議楊振寧在那里做一年博士后,再回歸芝加哥大學(xué)。

      楊振寧覺得費米所言有理,然后在普林斯頓高等研究院呆了十七年,做出了他一輩子最重要的幾項研究發(fā)現(xiàn)。

      在普林斯頓研究院呆了兩年后,楊振寧還將李政道也找去了普林斯頓高等研究院。

      那時候李政道已經(jīng)從費米那里博士畢業(yè),畢業(yè)論文是《白矮星的含氫量》。畢業(yè)后,他先去了威斯康辛的天文臺,跟著后來也是諾獎得主的錢德拉塞卡爾做研究,據(jù)說做的不是特別愉快。兩個人都有點獨斷的暴脾氣。錢德拉塞卡爾是這樣的人:學(xué)生們?nèi)绻浪谵k公室里,都不走途經(jīng)他辦公室的近路,而情愿繞更遠(yuǎn)的路走。李政道后來在哥倫比亞大學(xué),也是研究生口中的一霸。后來也拿了諾獎的史蒂文·溫伯格當(dāng)年在哥倫比亞大學(xué)讀研,說李政道演講的時候,他都不敢中途去上個廁所。同樣是后來拿了諾獎的丁肇中也記得,自己1963年見到李政道,跟他講自己的博士論文,李政道聽了幾分鐘,就跟丁肇中說,你做的工作里面沒有多少物理。

      兩個暴脾氣的人一共相處了8個月。李政道就跳槽去了加州大學(xué)伯克利分校,楊振寧當(dāng)時也給他寫了推薦信。沒過多久,楊振寧又向奧本海默推薦了李政道,于是李政道也來了普林斯頓高等研究院。兩人比鄰而居,楊家住在古德曼路3F,李家住在3E。兩人一起工作,很快合寫了兩篇統(tǒng)計物理的論文。兩家孩子也在一起玩,還拍過一張兩家的大兒子在一起洗澡的照片。


      1957年10月,楊李兩家人在普林斯頓高等研究院

      那兩篇合作論文還引來了愛因斯坦。愛因斯坦讀到那兩篇統(tǒng)計物理論文,主動約他們問一些相關(guān)的細(xì)節(jié)。

      楊李二人終于第一次和愛因斯坦相約見面。此前他們謹(jǐn)慎克制地不去打擾那個神一般的物理學(xué)家,以至于楊振寧自己跟愛因斯坦甚至沒有一張合影,倒是他的大兒子楊光諾有一次和愛因斯坦遇上,合照了一張。

      那是一場粉絲的偶像見面會。楊振寧當(dāng)時情緒過于激動,過后幾乎想不起具體和愛因斯坦談了些什么,只記得愛因斯坦說話聲音很低,英語有口音,還夾雜了不少德語詞匯。

      李政道則記得更多談話內(nèi)容的細(xì)節(jié),他本來想帶手頭的一份愛因斯坦作品《相對論的意義》請他簽名,但最終沒這么做,為此后悔良久。分別時,愛因斯坦握了他的手說,“祝你們未來在物理上成功。”愛因斯坦的手又大又溫暖。還有,楊振寧后來回憶這次會面,竟然忘記了李政道也是一同去的,真是有意思。

      奧本海默那時候正想改革普林斯頓高等研究院,他不喜歡研究院里總是散落著一個個孤零零的老頭子,沉默徘徊著思考自己的難題。他希望一是多招點年輕人,二是促進研究院里面的合作和交流。

      楊李二人正是奧本海默理想中的圖景。奧本海默曾說,他看到楊李走在一起,便心生驕傲。兩個極端聰明的年輕中國人在一起,語速極快地激烈討論,他們用黑板和紙筆推演,甚至用手指在空氣中凌空計算。許多物理學(xué)家都對這一幕印象深刻。

      這樣的親密合作,持續(xù)到他們因宇稱不守恒而共同獲得諾貝爾獎。

      04

      宇稱不守恒

      要講“宇稱不守恒”,還得從“θ-τ粒子之謎”講起。

      1950年代,實驗物理學(xué)家們用高速質(zhì)子去轟擊各種物質(zhì),然后記錄產(chǎn)生的各種“奇異粒子”。θ粒子和τ粒子就是這樣發(fā)現(xiàn)的。從各種實驗數(shù)據(jù)來看,θ粒子和τ粒子的很多性質(zhì)都相同,它們的壽命差不多,質(zhì)量差不多,電荷一樣,自旋也一樣。

      但是,θ粒子會衰變成2個π介子。τ粒子則會衰變成3個π介子。

      到底是同一種粒子發(fā)生了兩種衰變,還是自然界里真的存在幾乎一模一樣的“雙胞胎粒子”?

      楊振寧打過一個比方,那時候所有物理學(xué)家就像在一間漆黑的屋子里摸索出口,所有人都堅信出口一定存在,但到底往哪個方向找呢?

      楊振寧和李政道摸索的方向,是物理學(xué)“眾神”們雖然也想到過、但卻不相信會成功的方向。


      楊振寧和李政道在普林斯頓高等研究院的辦公室里討論問題|普林斯頓IAS

      說實話,物理學(xué)家們希望這兩粒子其實是同一種,但根據(jù)當(dāng)時被廣泛認(rèn)可的物理定律去分析,無論如何都會得到“不可能是同一種粒子”的結(jié)論。

      在“當(dāng)時被廣泛認(rèn)可的物理定律”里,有一條就是“宇稱守恒”,可以理解為“物理過程遵守鏡像對稱”,一個物理系統(tǒng)跟它的鏡像,應(yīng)該能遵守同樣的物理定律,形成左右對稱的過程。

      楊振寧打過一個“鏡中人”的比喻,假如有個人活在鏡中世界里,他的心臟長在右側(cè),其他內(nèi)臟也都長在和我們相反的一側(cè),構(gòu)成他身體的分子也都是我們世界分子的鏡像……那么,他的身體應(yīng)該能遵從同樣的物理定律,和我們的身體一樣有效地運作。

      鏡像對稱,天經(jīng)地義。在此前的無數(shù)物理實驗里,“宇稱守恒”也從未讓物理學(xué)家們失望。這就是為什么許多物理學(xué)家不愿質(zhì)疑這條規(guī)則。拿了1945年諾獎的著名毒舌物理學(xué)家泡利就說,“我不相信上帝是個左撇子。”著名的費曼也勸過想做實驗檢驗此規(guī)則的拉姆齊(Norman Ramsey)說,“那是個瘋狂的實驗,不要在那上面浪費時間。”費曼還建議以10000 : 1來賭這個實驗絕不會成功。

      與大多數(shù)物理學(xué)家背道而馳,提出“宇稱可能不守恒”就需要足夠的勇氣了。更難的是,怎么證明“宇稱發(fā)生了不守恒”?

      楊振寧和李政道的靈光一閃就在于此。

      他們想到,全世界一共有四種基本相互作用——引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用(把原子核聚在一起的那種力)、弱相互作用(讓放射性同位素衰變的那種力)。此前支持“宇稱守恒”的實驗,都和前三種基本作用相關(guān)。

      他們花了三星期,做了大量的計算,發(fā)現(xiàn)在弱相互作用的衰變實驗里,可能反應(yīng)“宇稱不守恒”的項恰好被消除了。現(xiàn)在只需要再做一些針對性的新實驗,就能知道,弱相互作用到底遵不遵從“宇稱守恒”?

      從那次紐約聚餐,到寫出諾獎?wù)撐摹度跸嗷プ饔弥械挠罘Q守恒質(zhì)疑》,只花了兩個月左右。1956年6月底論文寫完,10月初論文發(fā)表。在論文里,楊李二人列出了一大堆實驗的詳細(xì)介紹,并說明這些實驗可能證明宇稱不守恒。現(xiàn)在,他們需要的就是等待慧眼識珠的實驗物理學(xué)家,用實驗結(jié)果來證明或者否定他們的猜測。

      英雄識英雄,當(dāng)屬吳健雄。

      吳健雄是李政道的哥倫比亞大學(xué)物理系同事,當(dāng)時已經(jīng)定好了圣誕期間闔家出游的游輪船票,但是她憑著對物理學(xué)的直覺意識到了驗證“宇稱不守恒”的重要性,于是她讓丈夫一個人去坐游輪,而自己留下來與同事們一起做實驗。


      1958年,吳健雄于哥倫比亞大學(xué)|Smithsonian Institution @ Flickr Commons

      泡利聽說了這事,他跟吳健雄共事過,非常尊重這位“對核物理的興趣簡直濃厚到了令人難以想象的程度”的科學(xué)家,于是跟另一個物理學(xué)家坦默爾(G. M.Temmer)說,“像吳健雄這么好的實驗物理學(xué)家,應(yīng)該找些重要的事去做,不應(yīng)在這種顯而易見的事情上浪費時間。誰都知道,宇稱一定是守恒的。”

      實際上,在找對了方向以后,實驗推進得很快。1957年1月4日恰逢星期五,是哥倫比亞大學(xué)物理系傳統(tǒng)的“中國菜午餐日”,在聚餐時,李政道當(dāng)著十幾個物理學(xué)家興奮地宣布,吳健雄給他打了電話,說她的初步數(shù)據(jù)表明了一個“驚人的效應(yīng)”。

      李政道的同事萊德曼(Leon M. Lederman)聽了后忍不住反復(fù)琢磨,那天的聚餐他都心不在焉。一回到實驗室,他就開始做另一個可以驗證宇稱不守恒的實驗,只花了3天就得到了結(jié)果——實在是太簡單、太明確、太成功了,甚至比吳健雄的實驗結(jié)果還要顯著,只可惜應(yīng)了他的名字,終究來得慢了一步。

      1月8日早上6點,萊德曼給李政道打電話說,“宇稱完蛋了。”

      “θ-τ粒子之謎”當(dāng)然也迎刃而解——它們是同一種粒子,只是衰變成了不同宇稱的產(chǎn)物。不過此時,這個“謎”本身反而沒那么重要了。

      消息像野火一樣在物理學(xué)家們間蔓延,燒得他們坐立不安。奧本海默給楊振寧發(fā)了電報,“走出了房門”——指的是楊振寧那個“在黑屋子里摸索”的比方。哈佛大學(xué)的首席理論物理學(xué)家施溫格(Julian Schwinger)打聽后說,“我要向大自然致敬!”1月15日,哥倫比亞大學(xué)物理系史無前例地為這個發(fā)現(xiàn)舉行了一次新聞發(fā)布會,在會上,諾獎得主拉比(Isidor Rabi)鄭重宣告,“一個相當(dāng)完整的理論結(jié)構(gòu)已從根本上被打碎,我們不知道這些碎片將來如何能再聚在一起。”

      就連泡利也不得不認(rèn)輸,1月27日他給自己的學(xué)生、在MIT的物理學(xué)家魏斯科普夫(Victor Weisskopf)寫信說,“幸好我沒有真的和人打賭,要不我可能會輸一大筆錢……上帝可能是個左撇子。然而,當(dāng)他強烈地表現(xiàn)他自己時,他仍然是左右對稱的。”

      物理學(xué)家薩拉姆(A.Salam)打過一個比方來形容“宇稱不守恒”有多么不可思議,“當(dāng)作家們描寫?yīng)氀劬奕藭r,總是把那只獨眼放在前額的正中間。而宇稱不守恒相當(dāng)于物理學(xué)家們震驚地發(fā)現(xiàn),空間原來是個虛弱無力的左眼巨人。”

      楊李二人在1957年當(dāng)年就獲得了諾貝爾獎——此時距離他們的靈光一閃也不過是一年多。費曼說,這是“最快頒發(fā)的諾貝爾獎”,這個記錄迄今仍未被打破。

      而楊振寧覺得,自己獲得諾獎最重要的意義,是“幫助改變了中國人自己覺得不如人的心理作用”。

      楊李二人獲得諾貝爾獎時,均是中國國籍。


      李政道(左)和楊振寧(右)在諾貝爾獎現(xiàn)場

      05

      楊-米爾斯規(guī)范場論

      獲得諾貝爾獎當(dāng)然是楊振寧的高光時刻。但在那一刻還不為人知的是,再往前推幾年,楊振寧的另一個發(fā)現(xiàn),意義甚至更為深遠(yuǎn)。

      聊“宇稱不對稱”,要從“θ-τ粒子之謎”聊起。而要聊“楊-米爾斯理論”,則要從牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦和諾特(Emmy Noether)聊起。

      諾特是位超一流的數(shù)學(xué)家,她生活在一個女性研究者備受打壓的年代,因術(shù)后感染過世時只有53歲。她一生里做出了無數(shù)杰出的數(shù)學(xué)工作,她證明的“諾特定理”,更可說是如今理論物理的基石。

      “諾特定理”講出來就一句話——每個連續(xù)的對稱性,都對應(yīng)著某個守恒。反之亦然。

      舉個例子,物理定律今天成立,明天也成立,過了多久都成立,這是時間的對稱性。

      物理定律在北京成立,在紐約也成立,移動多遠(yuǎn)都成立,這是空間的對稱性。

      時間對稱性,對應(yīng)著能量守恒。

      空間對稱性,對應(yīng)著動量守恒。

      旋轉(zhuǎn)對稱性,對應(yīng)著角動量守恒。

      某種勢能的對稱性,對應(yīng)著電荷守恒。

      之所以存在種種守恒,是因為世界本身內(nèi)置了各種對稱性。

      諾特定理,實在是很美的一條定理。

      如今,“審美”已經(jīng)成為現(xiàn)代物理研究的推動力。物理學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn),這個宇宙的最底層基礎(chǔ),被設(shè)計得很美。如果有兩種可以描述自然現(xiàn)象的方程,物理學(xué)家們永遠(yuǎn)會選擇更美更對稱的那個。愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對論,就是從引入“廣義坐標(biāo)的對稱性”開始的。傳說愛因斯坦只要覺得某個方程丑,就立刻對之失去興趣。

      楊振寧也是“唯美派”里的一員。他的想法甚至更為大膽——

      對稱性支配著守恒,也支配著相互作用。或許可以先從某種守恒出發(fā),利用合適的對稱性,直接推導(dǎo)出描述粒子間強相互作用的方程。

      楊振寧選擇的守恒,是“同位旋守恒”。

      關(guān)于同位旋,有一個比方——同位旋就像一個標(biāo)簽,標(biāo)記了電荷不同、但其他方面相同的粒子。想象一對同卵雙胞胎兄弟,長得一模一樣,只是哥哥穿著外套,弟弟沒穿。一旦哥哥把外套脫掉,就無法區(qū)分他倆了。在“強相互作用”這種力上,質(zhì)子和中子就像這樣的雙胞胎,只要去掉“電荷外衣”,從強相互作用的角度看不出這兩種粒子有什么不同。可以說,某種意義上,中子和質(zhì)子是同一種粒子的兩種“量子狀態(tài)”。這種“量子狀態(tài)”用數(shù)學(xué)描述出來,就是同位旋。

      他懷著這種直覺,思考了許多年,運算過于復(fù)雜,所以他總是卡住。但過一陣子,他又忍不住再回去思考,又在同一個地方卡住。已經(jīng)卡了至少7年。

      1953年夏天,楊振寧去紐約長島上的布魯克海文實驗室待一段時間,和他共用一間辦公室的,是個還在讀博的研究生羅伯特·米爾斯(Robert Mills)。


      羅伯特·米爾斯|Peter A. Frisch/wikipedia

      楊振寧開始和米爾斯討論很多物理問題,包括他曾經(jīng)做過的一些失敗的嘗試。在某一次討論里,他們忽然想到一個數(shù)學(xué)方法,可以解決計算后期產(chǎn)生的一大堆復(fù)雜的二次項和三次項。

      這就是“楊-米爾斯方程”的誕生。它相當(dāng)于經(jīng)典力學(xué)里的牛頓方程組,電磁學(xué)里的麥克斯韋方程組。

      粒子物理學(xué)家克莉絲汀·薩頓(Christine Sutton)這么描述楊振寧與米爾斯的相遇——“就像一次罕見的行星排列,短暫地同處于同一個時空。這一場并存誕生了一個方程,這個方程將是物理學(xué)圣杯‘萬物之理(A theory of everything)’的基石。……他倆很快分頭踏上不同的道路,但楊-米爾斯方程確保了他們的名字從此不再分離。”

      楊-米爾斯理論實在太超前了,以至于一開始只被其他物理學(xué)家們認(rèn)為是一個美麗但無用的數(shù)學(xué)游戲。比如說,理論里預(yù)測了一種有電荷但沒有質(zhì)量的粒子,但這樣的粒子怎么可能存在呢?1954年2月,楊振寧回普林斯頓高等研究院報告這個新理論時,臺下唯一感興趣的,是毒舌的泡利。

      泡利其實做過和楊振寧幾乎同樣的嘗試,但他也遇到了同樣的問題,零質(zhì)量的場粒子。所以泡利就直接問了,“這個場粒子的質(zhì)量是什么?”

      楊振寧說,我們研究過,但太復(fù)雜了,還沒有得到確切的結(jié)論。

      泡利嚴(yán)厲地說,“這是個不成理由的托辭。”

      楊振寧不知如何是好,干脆不再說話,坐了下來。

      還是奧本海默出來打圓場,說讓楊接著講下去吧。

      那天泡利沒再提問,但他第二天給楊振寧送了張便條——

      “親愛的楊:很抱歉,你在會上的說法,使我無法再跟你討論。祝好。誠摯的泡利。2月24日”


      嚴(yán)厲的泡利|wikimedia commons

      楊振寧后來糾結(jié)了很久要不要發(fā)表這個理論,最終還是決定發(fā)表,因為理論本身實在非常漂亮。

      于是,就有了楊振寧和米爾斯共同發(fā)表的兩篇經(jīng)典論文,《同位旋守恒和同位旋規(guī)范不變性》和《同位旋守恒和一個推廣的規(guī)范不變性》。

      物理學(xué)家徐一鴻在《可畏的對稱》里寫,“楊振寧和米爾斯的的論文并不是為了解釋過去得不到解釋的現(xiàn)象,而是為完全對稱的上帝獻上的贊歌。這篇論文好像是說,‘看,這里是人類思維所能夢想的最美的理論。如果自然在她的設(shè)計中不選用這個理論,物理學(xué)家就只能對自然失望了。’”

      結(jié)果證明,大自然沒有令物理學(xué)家們失望。楊-米爾斯理論是一個極其有用的工具。1983年找到的重光子,證明楊-米爾斯方程不但是個漂亮的理論,更符合實驗結(jié)果。甚至后來的許多個諾貝爾物理學(xué)獎,都是在楊-米爾斯理論的框架內(nèi)做出的——

      1979 年獲獎的電弱統(tǒng)一理論,建立在楊- 米爾斯理論上。

      1999 年的獎,是關(guān)于楊- 米爾斯理論的可重正性。

      2004 年的獎,是關(guān)于楊- 米爾斯理論的漸近自由。

      還有2013年獲獎的希格斯粒子,實際上是對楊-米爾斯理論的重要補充。零質(zhì)量粒子問題被解決了,希格斯機制可以賦予零質(zhì)量的粒子質(zhì)量。從此,楊-米爾斯理論再無弱點,真正成為今天的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型“萬物之理”的基石。一切基本相互作用,都可以被納入楊-米爾斯理論的框架之中。

      物理學(xué)家戴森在一篇《鳥與青蛙》的文章里這樣評價楊振寧——“對稱性決定了相互作用這個觀點,是楊振寧對物理學(xué)最偉大的貢獻。這個貢獻是一只鳥的貢獻,她高高翱翔在小問題的雨林之上,而我們大多數(shù)人在雨林中消耗著我們的一生。”


      四位意氣風(fēng)發(fā)的理論物理學(xué)家:派斯、李政道、楊振寧、戴森|普林斯頓IAS

      物理學(xué)家格羅斯則說,“對稱性支配相互作用,而楊振寧支配對稱性。”

      如今,有四大理論被認(rèn)為是物理學(xué)最閃耀的明珠——牛頓的引力理論,麥克斯韋的電磁理論,愛因斯坦的廣義相對論,以及楊-米爾斯理論。

      楊振寧還發(fā)現(xiàn),物理學(xué)里“規(guī)范場”的許多概念,竟然能一一對應(yīng)到數(shù)學(xué)里“纖維叢”的許多概念。研究萬物至理的物理,和純粹理性的數(shù)學(xué)竟然殊途同歸。

      結(jié)果是,楊-米爾斯理論還帶來了一些數(shù)學(xué)里的進展和突破。2019年的阿貝爾獎(相當(dāng)于數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎),其中部分成果就是對楊-米爾斯方程的拓展。

      有一次,楊振寧和大數(shù)學(xué)家陳省身談起這種精確對應(yīng),楊振寧說,想不到你們數(shù)學(xué)家可以憑空想象出這些概念來。陳省身立刻反駁說,這些概念可不是憑空想出來的,是自然的、真實的。

      06

      得失寸心知

      楊振寧曾經(jīng)從自己1945年到1980年的論文里選了幾篇,編了一本自選論文集,還加了點評。

      在論文集的扉頁,是他自己譯成英文的杜甫詩句——

      A piece of literature

      Is meant for the millennium.

      But its ups and downs are known

      Already in the author's heart.

      文章千古事,得失寸心知。

      這句詩也被刻在2012年清華大學(xué)送給楊振寧的90歲生日禮物上,那是一個黑色大理石方塊,頂部刻著杜甫的詩,四個側(cè)面則刻著楊振寧在物理四個領(lǐng)域的13項重要貢獻——

      • 統(tǒng)計力學(xué)

      1952年 相變理論

      1957年 玻色子多體問題

      1967年 楊—巴克斯特方程

      1969年 1維δ函數(shù)排斥勢中的玻色子在有限溫度的嚴(yán)格解

      • 凝聚態(tài)物理

      1961年 超導(dǎo)體磁通量子化的理論解釋

      1962年 非對角長程序

      • 粒子物理

      1956年 宇稱不守恒

      1957年 時間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性

      1960年 高能中微子實驗的理論探討

      1964年 CP 不守恒的唯象框架

      • 場論

      1954年 楊—米爾斯 規(guī)范場論

      1974年 規(guī)范場論的積分形式

      1975年 規(guī)范場論與纖維叢理論的對應(yīng)

      費曼曾經(jīng)提過一個問題,“如果發(fā)生了某個大災(zāi)難,所有科學(xué)知識都被摧毀,如何用最少的詞傳遞最多的信息給未來的人類?”

      費曼自己的回答是一句話,“萬物都是由原子構(gòu)成的。”

      現(xiàn)在,物理學(xué)家們認(rèn)為,除了原子這句之外,最好再加上一句——

      “對稱性決定了守恒定律。”

      被稱為“對稱之王”(Lord of Symmetry)的楊振寧所做的工作,將與此句一起,永遠(yuǎn)流傳。

      參考文獻

      [1]楊建鄴著. 楊振寧傳. 北京:商務(wù)印書館, 2020

      [2]江才健著. 楊振寧傳 規(guī)范與對稱之美 2011年全新修訂. 廣州:廣東經(jīng)濟出版社, 2011.05.

      [3]楊振寧,翁帆.曙光集[M]. .生活·讀書·新知三聯(lián)書店, 2008

      [4]楊振寧,翁帆.晨曦集[M]. 商務(wù)印書館, 2018.

      [5]徐一鴻, 可畏的對稱: 探尋現(xiàn)代物理學(xué)的美麗[M]. 清華大學(xué)出版社.2013

      [6]季承.李政道傳[M].國際文化出版公司, 2009.

      [7]李政道,破缺的宇稱C.N. Yang:Selected Papers 1945-1980 with Commentary

      [8]施郁. 物理學(xué)之美:楊振寧的13項重要科學(xué)貢獻[J]. 物理, 2014, 43(01): 57-62.

      [9]施郁.物理學(xué)的美與真:楊振寧的科學(xué)貢獻[J].世界科學(xué),2021(12):50-58.

      [10]Jeremy Bernstein,A Question of Parity ,New Yorker, Vol.38,49-104, May 12, 1962

      [11]長尾科技,深度:楊-米爾斯理論說了啥?為什么說這是楊振寧超越他諾獎的貢獻?. (2021). Retrieved from https://zhuanlan.zhihu.com/p/55922673

      [12]The Feynman Lectures on Physics Vol. I Ch. 1: Atoms in Motion. (2021, July 12). Retrieved from https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_01.html

      [13]Farmelo, Graham. It must be beautiful : great equations of modern science. London: Granta, 2002. Print.

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