九色国产,午夜在线视频,新黄色网址,九九色综合,天天做夜夜做久久做狠狠,天天躁夜夜躁狠狠躁2021a,久久不卡一区二区三区

打開APP
userphoto
未登錄

開通VIP,暢享免費(fèi)電子書等14項(xiàng)超值服

開通VIP
楊振寧100歲了,諾獎(jiǎng)都不算他的人生巔峰

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(guó)飯館,邊吃午飯邊爭(zhēng)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(shí),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(shí)驗(yàn),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(gè)做宇稱不守恒分析的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)烈反對(duì),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(duì)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(shí)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(shí)已經(jīng)有了心結(jié),沒有進(jìn)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(guó)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(jiǎng)?wù)撐?,是誰寫的初稿?楊振寧記得他當(dāng)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(píng)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?yàn)檫@個(gè)發(fā)現(xiàn)而共同登上諾貝爾領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái),也因?yàn)檫@個(gè)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(gè)性都是如此之強(qiáng),關(guān)系又如此親密,早晚要分道揚(yáng)鑣。

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

生子當(dāng)如“楊大頭”

楊振寧有兩個(gè)生日。

9月22日,這是楊振寧赴美留學(xué)時(shí)證件上誤寫的生日,諾貝爾獎(jiǎng)官網(wǎng)上寫獲獎(jiǎng)?wù)呱綍r(shí),采用的也是這個(gè)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(jiǎng)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(gè)月大的時(shí)候,愛因斯坦來到中國(guó)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(jiǎng)——不是1922年的,因?yàn)?921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)延遲了一年發(fā),真正1922年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了玻爾。

1922年,諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C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(gè)共同點(diǎn):獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)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(fèi)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(shí)候他外號(hào)叫“楊大頭”,一是因?yàn)樗^真的大,二是因?yàn)樗闶莻€(gè)孩子頭。楊振寧是長(zhǎng)子,和弟弟妹妹年紀(jì)差得比較大,所以有時(shí)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(guó)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(zhǎng)的女物理學(xué)家謝希德記得,小時(shí)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(shí),高二的楊振寧直接報(bào)考西南聯(lián)合大學(xué),全國(guó)兩萬考生,他名列第二。報(bào)名時(shí)他甚至還沒學(xué)過高中物理,所以報(bào)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(duì)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(jì)力學(xué)。對(duì)稱與統(tǒng)計(jì)力學(xué),是楊振寧一生深耕的方向。一個(gè)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(yùn)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(jī)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(shí)候?qū)懹⑽亩涛?,自己是第二名。楊振寧是第一名?/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(shí)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?!?/p>

何兆武當(dāng)時(shí)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(guó),成為中國(guó)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(yùn)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(shí),中國(guó)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(yùn)動(dòng)時(shí),中國(guó)幾乎還沒有自己的自然科學(xué)研究事業(yè)。到他出生時(shí),已經(jīng)有從國(guó)外回來的中國(guó)留學(xué)生,在各地辦大學(xué)。到他上小學(xué)時(shí),中國(guó)已經(jīng)能培養(yǎng)出和國(guó)外水平相當(dāng)?shù)谋究粕?。到他上中學(xué)時(shí),清北等名校已經(jīng)有了一批國(guó)外回來的博士,可以培養(yǎng)出與國(guó)外水平相當(dāng)?shù)拇T士生。到他上西南聯(lián)大時(shí),西南聯(lián)大已經(jīng)可以培養(yǎng)與國(guó)外水平相當(dāng)?shù)牟┦可?/p>

但從國(guó)家的“大環(huán)境”來說,楊振寧則身處“長(zhǎng)夜”。山河破碎的陰影,時(shí)時(shí)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(shí)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(guó)教會(huì)辦的醫(yī)院里。他甚至記得3歲時(shí)一次“跑反”回來,在家里角落看到一個(gè)子彈洞。長(zhǎng)大后在昆明時(shí),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(shí)躲進(jìn)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(shí)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(gè)燈泡,筒口安個(gè)放大鏡,連環(huán)畫在放大鏡前抽過,墻上就出現(xiàn)會(huì)動(dòng)的畫面。他們做了一個(gè)土電影,畫的是日本飛機(jī)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(gè)長(zhǎng)夜。

千秋恥,終已雪。見仇寇,如煙滅。惟我國(guó)家,亙古亙今,亦新亦舊。

楊武之曾教給楊振寧一首歌《中國(guó)男兒》:

“中國(guó)男兒,中國(guó)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。

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(fèi)留學(xué)。1945年8月28日,是他動(dòng)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(guó)的同學(xué)討論飛行路線。等了一個(gè)多鐘頭,車還沒發(fā)動(dòng)。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(zhǎng)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(shí)迸發(fā),不能自已?!?/p>

楊振寧一家

那時(shí)赴美的旅途十分波折,楊振寧先從昆明乘飛機(jī)到印度加爾各答,在那里等了兩個(gè)多月,才登上了美國(guó)海軍的運(yùn)輸船。那艘船要運(yùn)載幾千個(gè)美國(guó)士兵從東南亞返回美國(guó),順便留了一兩百個(gè)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(gè)月后,楊振寧終于在紐約哈德遜河的一個(gè)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(fèi)米。結(jié)果晴天霹靂,費(fèi)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(fèi)米。

在西南聯(lián)大時(shí),楊振寧已經(jīng)形成了對(duì)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(cè)不準(zhǔn)原理的海森堡共鳴。他最欣賞愛因斯坦、狄拉克、費(fèi)米三位,單刀直入,正中要害,從復(fù)雜現(xiàn)象中提煉出簡(jiǎn)單精神,再用數(shù)學(xué)方式表達(dá)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(guó)劍橋,倒是費(fèi)米為了逃離意大利的反猶主義,已經(jīng)到了美國(guó)。費(fèi)米是中微子的命名者,原子彈的設(shè)計(jì)者之一,理論和實(shí)驗(yàn)上都是超一流學(xué)者。對(duì)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(gè)數(shù)量上的估計(jì),在半小時(shí)里就能給出解決問題的清晰思路——這種對(duì)困難問題做個(gè)快速估算數(shù)量級(jí)的方法,現(xiàn)在被稱為“費(fèi)米估算”。當(dāng)時(shí)在美國(guó)的洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室,費(fèi)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(guó)試爆第一枚原子彈時(shí),費(fèi)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(huì)落在他腳邊,但當(dāng)爆炸的沖擊波到達(dá)時(shí),就會(huì)帶動(dòng)空中的紙片發(fā)生幾厘米的位移。費(fèi)米根據(jù)自己距離爆炸點(diǎn)的距離,以及紙張被推動(dòng)的距離,便準(zhǔn)確估算出了那個(gè)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(fèi)米。費(fèi)米對(duì)楊振寧的物理功底也十分認(rèn)可,有時(shí)候費(fèi)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(fèi)米的研究生。

那時(shí)候,芝加哥大學(xué)還沒建好做粒子物理實(shí)驗(yàn)的回旋加速器。費(fèi)米則在美國(guó)的阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),那里是美國(guó)進(jìn)行“曼哈頓計(jì)劃”的地方,有許多機(jī)密,基本只收美國(guó)籍研究者。楊振寧一個(gè)初來乍到的中國(guó)人,絕無可能去那里做研究。

科學(xué)沒有國(guó)界,但科學(xué)家都有祖國(guó)。楊振寧下一次深刻意識(shí)到這點(diǎn),是1950年后中美交惡,杜魯門總統(tǒng)下令,所有在美國(guó)取得博士學(xué)位的人不可返回中國(guó)。他離開中國(guó)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(fèi)米把楊振寧推薦給了愛德華·泰勒教授。泰勒的特點(diǎn)是想象力豐富,直覺強(qiáng),想法多又敢講。想法多到什么地步呢?當(dāng)年他參加美國(guó)的原子彈計(jì)劃,但想法過于發(fā)散,今天一個(gè)想法,明天又一個(gè)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(dú)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(cuò)的,但他不怕犯錯(cuò),反正有10%正確的突破就足矣。

費(fèi)米則是泰勒的知己兼“翻譯”。在討論會(huì)上,常常是泰勒先說一通自己的直覺和想法,然后費(fèi)米站起來補(bǔ)充說,“泰勒要表達(dá)的意思是這樣的……”

楊振寧后來回憶說,“泰勒和費(fèi)米不同的地方是,費(fèi)米講出來的見解通常對(duì)的多,而泰勒所講出來的見解多半是不對(duì)的。按照中國(guó)傳統(tǒng),你要是對(duì)某個(gè)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(cuò)的,他就立刻接受,向正確的方向走?!?/p>

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

跟著泰勒做了一陣子,楊振寧思想又波動(dòng)了,找泰勒說,“我總得回中國(guó)去。我覺得中國(guó)需要的是實(shí)驗(yàn)物理,所以我要做這方面的工作?!?/p>

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

在艾里森實(shí)驗(yàn)室,楊振寧有了兩個(gè)領(lǐng)悟,一是理解了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家在做什么,二是領(lǐng)悟到,自己動(dòng)手是不太行的。

說起來,楊振寧小時(shí)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(zhǎng)大了做實(shí)驗(yàn),也是“害人害己”。艾里森實(shí)驗(yàn)室當(dāng)年甚至流傳一個(gè)笑話,說“哪里炸得乒乓響,那里準(zhǔn)有楊在場(chǎng)”(Where there is a bang, there is Yang.),雙押。

有個(gè)美國(guó)同學(xué)叫瓊·辛頓,后來移居中國(guó),改名叫寒春。有一次楊振寧做實(shí)驗(yàn)時(shí),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(shí)驗(yàn)就有些害怕。

那時(shí)候加速器電路常常出問題,又會(huì)漏氣,有個(gè)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(shí)還找不到。楊振寧請(qǐng)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(duì)實(shí)驗(yàn)有直覺的了解,而我是沒有的”。

在艾利遜實(shí)驗(yàn)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(gè)直覺猜想,這個(gè)猜想可以用數(shù)學(xué)里的群論表示出來,就在閑時(shí)寫了個(gè)簡(jiǎn)單的證明文稿給泰勒。

泰勒問他,是不是實(shí)驗(yàn)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(gè)建議。他如釋重負(fù),他朋友也如釋重負(fù),說,這恐怕是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的幸運(yùn)。

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(zhǎng)一點(diǎn)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(diǎn)?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(chǎng)理論,其實(shí)都是關(guān)于“對(duì)稱性”的工作。

費(fèi)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。

普林斯頓最美的風(fēng)景

身為長(zhǎng)子的“楊大頭”在對(duì)待小兄弟們時(shí),某種意義上是以“保護(hù)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(shí)認(rèn)識(shí),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(jìn)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(guó),兩人都是自費(fèi)出國(guó),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(guó)。

當(dāng)時(shí)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(qǐng)了普渡大學(xué),還資助了一些鄧稼先出國(guó)的經(jīng)費(fèi)。對(duì)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(fèi)。楊振平自己都覺得,楊振寧待他可說是“長(zhǎng)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(gè)父親。”

wikimedia commons

1946年秋天,20歲的李政道來到美國(guó)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(guó)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(guó)的那一年,一個(gè)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(jìn)西南聯(lián)大,又在李政道大二時(shí),推薦他去美國(guó)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(fèi)米——和楊振寧不同的是,他成功了。費(fèi)米博學(xué)謙和,是個(gè)極好的老師,李政道在他指導(dǎo)下獲益匪淺。

當(dāng)時(shí)李政道常與三個(gè)研究生往來——同樣師從費(fèi)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(gè)物理系研究生一起“不務(wù)正業(yè)”,參加了一家芝加哥報(bào)紙舉辦的字謎競(jìng)賽,第一名可以得到五萬美元獎(jiǎng)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(gè)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?yàn)樘岢隽诉^多的解,喪失了競(jìng)賽資格,痛失獎(jiǎng)金。

有一年放假,楊振寧、李政道,再加上另一個(gè)中國(guó)留學(xué)生凌寧,三個(gè)不會(huì)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(gè)人都考了駕照,就立刻開著這輛車去美國(guó)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(diǎn)遇了次險(xiǎn)。

李政道對(duì)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?xiàng)钫駥幵趥饔浝锾岬竭@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(gè)后續(xù)。差不多40年后再聚時(shí),羅森布魯斯才告訴楊振寧,他教楊振寧開車時(shí),自己還沒有駕照。

1949年,楊振寧有了一個(gè)去普林斯頓高等研究院的訪學(xué)機(jī)會(huì)。

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(shí)候,研究院的院長(zhǎng)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(fèi)米曾經(jīng)跟楊振寧說:“普林斯頓高等研究院很不錯(cuò)。但不宜長(zhǎng)久待在那兒。因?yàn)槟莾河悬c(diǎn)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(shí)際問題脫離關(guān)系 ?!彼ㄗh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(fèi)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(xiàng)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(shí)候李政道已經(jīng)從費(fèi)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(tái),跟著后來也是諾獎(jiǎng)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(gè)人都有點(diǎn)獨(dú)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(jiǎng)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(shí)候,他都不敢中途去上個(gè)廁所。同樣是后來拿了諾獎(jiǎng)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(gè)暴脾氣的人一共相處了8個(gè)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(shí)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(jì)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(jì)物理論文,主動(dòng)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(gè)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(chǎng)粉絲的偶像見面會(huì)。楊振寧當(dāng)時(shí)情緒過于激動(dòng),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(duì)論的意義》請(qǐng)他簽名,但最終沒這么做,為此后悔良久。分別時(shí),愛因斯坦握了他的手說,“祝你們未來在物理上成功?!睈垡蛩固沟氖钟执笥譁嘏_€有,楊振寧后來回憶這次會(huì)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(shí)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(gè)個(gè)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(diǎn)年輕人,二是促進(jìn)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(gè)極端聰明的年輕中國(guó)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(jì)算。許多物理學(xué)家都對(duì)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(jiǎng)。

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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(huì)衰變成2個(gè)π介子。τ粒子則會(huì)衰變成3個(gè)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(gè)比方,那時(shí)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(jiān)信出口一定存在,但到底往哪個(gè)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(huì)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(shí)話,物理學(xué)家們希望這兩粒子其實(shí)是同一種,但根據(jù)當(dāng)時(shí)被廣泛認(rèn)可的物理定律去分析,無論如何都會(huì)得到“不可能是同一種粒子”的結(jié)論。

在“當(dāng)時(shí)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(duì)稱”,一個(gè)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(duì)稱的過程。

楊振寧打過一個(gè)“鏡中人”的比喻,假如有個(gè)人活在鏡中世界里,他的心臟長(zhǎng)在右側(cè),其他內(nèi)臟也都長(zhǎng)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(yùn)作。

鏡像對(duì)稱,天經(jīng)地義。在此前的無數(shù)物理實(shí)驗(yàn)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(jiǎng)的著名毒舌物理學(xué)家泡利就說,“我不相信上帝是個(gè)左撇子?!敝馁M(fèi)曼也勸過想做實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)此規(guī)則的拉姆齊(Norman Ramsey)說,“那是個(gè)瘋狂的實(shí)驗(yàn),不要在那上面浪費(fèi)時(shí)間?!辟M(fèi)曼還建議以10000 : 1來賭這個(gè)實(shí)驗(yàn)絕不會(huì)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(qiáng)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(shí)驗(yàn),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(jì)算,發(fā)現(xiàn)在弱相互作用的衰變實(shí)驗(yàn)里,可能反應(yīng)“宇稱不守恒”的項(xiàng)恰好被消除了?,F(xiàn)在只需要再做一些針對(duì)性的新實(shí)驗(yàn),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(jiǎng)?wù)撐摹度跸嗷プ饔弥械挠罘Q守恒質(zhì)疑》,只花了兩個(gè)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(shí)驗(yàn)的詳細(xì)介紹,并說明這些實(shí)驗(yàn)可能證明宇稱不守恒。現(xiàn)在,他們需要的就是等待慧眼識(shí)珠的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來證明或者否定他們的猜測(cè)。

英雄識(shí)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(shí)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(duì)物理學(xué)的直覺意識(shí)到了驗(yàn)證“宇稱不守恒”的重要性,于是她讓丈夫一個(gè)人去坐游輪,而自己留下來與同事們一起做實(shí)驗(yàn)。

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(duì)核物理的興趣簡(jiǎn)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(gè)物理學(xué)家坦默爾(G. M.Temmer)說,“像吳健雄這么好的實(shí)驗(yàn)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(fèi)時(shí)間。誰都知道,宇稱一定是守恒的?!?/p>

實(shí)際上,在找對(duì)了方向以后,實(shí)驗(yàn)推進(jìn)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(guó)菜午餐日”,在聚餐時(shí),李政道當(dāng)著十幾個(gè)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(gè)“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(shí)驗(yàn)室,他就開始做另一個(gè)可以驗(yàn)證宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn),只花了3天就得到了結(jié)果——實(shí)在是太簡(jiǎn)單、太明確、太成功了,甚至比吳健雄的實(shí)驗(yàn)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(diǎn),萊德曼給李政道打電話說,“宇稱完蛋了?!?/p>

“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(shí),這個(gè)“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(bào),“走出了房門”——指的是楊振寧那個(gè)“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(gè)發(fā)現(xiàn)舉行了一次新聞發(fā)布會(huì),在會(huì)上,諾獎(jiǎng)得主拉比(Isidor Rabi)鄭重宣告,“一個(gè)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?!?/p>

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(huì)輸一大筆錢……上帝可能是個(gè)左撇子。然而,當(dāng)他強(qiáng)烈地表現(xiàn)他自己時(shí),他仍然是左右對(duì)稱的?!?/p>

物理學(xué)家薩拉姆(A.Salam)打過一個(gè)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(shí),總是把那只獨(dú)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(gè)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(jiǎng)——此時(shí)距離他們的靈光一閃也不過是一年多。費(fèi)曼說,這是“最快頒發(fā)的諾貝爾獎(jiǎng)”,這個(gè)記錄迄今仍未被打破。

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

楊李二人獲得諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),均是中國(guó)國(guó)籍。

李政道(左)和楊振寧(右)在諾貝爾獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

楊-米爾斯規(guī)范場(chǎng)論

獲得諾貝爾獎(jiǎng)當(dāng)然是楊振寧的高光時(shí)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(gè)發(fā)現(xiàn),意義甚至更為深遠(yuǎn)。

聊“宇稱不對(duì)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(gè)女性研究者備受打壓的年代,因術(shù)后感染過世時(shí)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(gè)連續(xù)的對(duì)稱性,都對(duì)應(yīng)著某個(gè)守恒。反之亦然。

舉個(gè)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(shí)間的對(duì)稱性。

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

時(shí)間對(duì)稱性,對(duì)應(yīng)著能量守恒。

空間對(duì)稱性,對(duì)應(yīng)著動(dòng)量守恒。

旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性,對(duì)應(yīng)著角動(dòng)量守恒。

某種勢(shì)能的對(duì)稱性,對(duì)應(yīng)著電荷守恒。

之所以存在種種守恒,是因?yàn)槭澜绫旧韮?nèi)置了各種對(duì)稱性。

諾特定理,實(shí)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(dòng)力。物理學(xué)家們驚訝地發(fā)現(xiàn),這個(gè)宇宙的最底層基礎(chǔ),被設(shè)計(jì)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(huì)選擇更美更對(duì)稱的那個(gè)。愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對(duì)論,就是從引入“廣義坐標(biāo)的對(duì)稱性”開始的。傳說愛因斯坦只要覺得某個(gè)方程丑,就立刻對(duì)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(duì)稱性支配著守恒,也支配著相互作用?;蛟S可以先從某種守恒出發(fā),利用合適的對(duì)稱性,直接推導(dǎo)出描述粒子間強(qiáng)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(gè)比方——同位旋就像一個(gè)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(duì)同卵雙胞胎兄弟,長(zhǎng)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(qiáng)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(qiáng)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(yùn)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(gè)地方卡住。已經(jīng)卡了至少7年。

1953年夏天,楊振寧去紐約長(zhǎng)島上的布魯克海文實(shí)驗(yàn)室待一段時(shí)間,和他共用一間辦公室的,是個(gè)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(gè)數(shù)學(xué)方法,可以解決計(jì)算后期產(chǎn)生的一大堆復(fù)雜的二次項(xiàng)和三次項(xiàng)。

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(gè)時(shí)空。這一場(chǎng)并存誕生了一個(gè)方程,這個(gè)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?!?/p>

楊-米爾斯理論實(shí)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(gè)美麗但無用的數(shù)學(xué)游戲。比如說,理論里預(yù)測(cè)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(bào)告這個(gè)新理論時(shí),臺(tái)下唯一感興趣的,是毒舌的泡利。

泡利其實(shí)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(chǎng)粒子。所以泡利就直接問了,“這個(gè)場(chǎng)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(gè)不成理由的托辭?!?/p>

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(chǎng),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(huì)上的說法,使我無法再跟你討論。祝好。誠(chéng)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(gè)理論,最終還是決定發(fā)表,因?yàn)槔碚摫旧韺?shí)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(gè)推廣的規(guī)范不變性》。

物理學(xué)家徐一鴻在《可畏的對(duì)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(duì)稱的上帝獻(xiàn)上的贊歌。這篇論文好像是說,'看,這里是人類思維所能夢(mèng)想的最美的理論。如果自然在她的設(shè)計(jì)中不選用這個(gè)理論,物理學(xué)家就只能對(duì)自然失望了?!?/p>

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(gè)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(gè)漂亮的理論,更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。甚至后來的許多個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),都是在楊-米爾斯理論的框架內(nèi)做出的——

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

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

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

還有2013年獲獎(jiǎng)的希格斯粒子,實(shí)際上是對(duì)楊-米爾斯理論的重要補(bǔ)充。零質(zhì)量粒子問題被解決了,希格斯機(jī)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(diǎn),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(píng)價(jià)楊振寧——“對(duì)稱性決定了相互作用這個(gè)觀點(diǎn),是楊振寧對(duì)物理學(xué)最偉大的貢獻(xiàn)。這個(gè)貢獻(xiàn)是一只鳥的貢獻(xiàn),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?!?/p>

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(duì)稱性支配相互作用,而楊振寧支配對(duì)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(duì)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(chǎng)”的許多概念,竟然能一一對(duì)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(jìn)展和突破。2019年的阿貝爾獎(jiǎng)(相當(dāng)于數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)),其中部分成果就是對(duì)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(duì)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(shí)的。

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(diǎn)評(píng)。

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(gè)黑色大理石方塊,頂部刻著杜甫的詩,四個(gè)側(cè)面則刻著楊振寧在物理四個(gè)領(lǐng)域的13項(xiàng)重要貢獻(xiàn)——

統(tǒng)計(jì)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(shì)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(duì)角長(zhǎng)程序

粒子物理

1956年 宇稱不守恒

1957年 時(shí)間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對(duì)稱性

1960年 高能中微子實(shí)驗(yàn)的理論探討

1964年 CP 不守恒的唯象框架

場(chǎng)論

1954年 楊—米爾斯 規(guī)范場(chǎng)論

1974年 規(guī)范場(chǎng)論的積分形式

1975年 規(guī)范場(chǎng)論與纖維叢理論的對(duì)應(yīng)

費(fèi)曼曾經(jīng)提過一個(gè)問題,“如果發(fā)生了某個(gè)大災(zāi)難,所有科學(xué)知識(shí)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(fèi)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(duì)稱性決定了守恒定律?!?/p>

被稱為“對(duì)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(xiàn)

[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(duì)稱之美 2011年全新修訂. 廣州:廣東經(jīng)濟(jì)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(duì)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(guó)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(xiàng)重要科學(xué)貢獻(xiàn)[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(xiàn)[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(zhǎng)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(jiǎng)的貢獻(xiàn)?. (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.

作者:游識(shí)猷

編輯:小毛巾

審稿:steed

封面圖來源:xinhua.net

本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù),所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請(qǐng)點(diǎn)擊舉報(bào)。
打開APP,閱讀全文并永久保存 查看更多類似文章
猜你喜歡
類似文章
吳健雄:諾貝爾獎(jiǎng)虧待了的華人女性科學(xué)家
正傳:34.左撇子
傳奇-34
吳健雄:在宇稱不守恒發(fā)現(xiàn)中的不朽貢獻(xiàn)(上) | 王丹紅專欄
從楊振寧和蓋爾曼的失敗中,我們能學(xué)到什么?
“將來有一天我要拿諾貝爾獎(jiǎng)!” 那一年,楊振寧只有12歲
更多類似文章 >>
生活服務(wù)
熱點(diǎn)新聞
分享 收藏 導(dǎo)長(zhǎng)圖 關(guān)注 下載文章
綁定賬號(hào)成功
后續(xù)可登錄賬號(hào)暢享VIP特權(quán)!
如果VIP功能使用有故障,
可點(diǎn)擊這里聯(lián)系客服!

聯(lián)系客服