楊振寧的生平和時代
一位諾貝樂獎得獎人回顧在物理學和數(shù)學十字路口度過的一生
[美]EarlLane
人們贊揚在理論物理前沿度過了半個世紀的諾貝爾獎得獎人楊振寧是一位堅忍不拔、具數(shù)學天才的科學家。他致力于揭示自然的對稱性，而這些對稱性常常是隱藏在雜亂的實驗物理結(jié)果的后面。
77歲的楊振寧剛剛退休，他在晚年依然令人敬畏，不怕向當代流行的思潮挑戰(zhàn)，清醒地意識到面對復雜的宇宙，人們的才智的局限性。他的許多同事都在談?wù)撜业揭粋�“解釋一切的理論”的可能性。即一個描述宇宙中所有的作用力和基本粒子的統(tǒng)一的理論。楊振寧曾為物理學家提供了從事這種探索所需的一些重要的數(shù)學工具，可是他卻對這種可能性深感懷疑。
“我想‘解釋一切的理論’是一個不好的命題。我不相信有人能觸及解釋一切的理論。自然是非常奇妙的，它的深奧無人能探測。我們就算有上千億個神經(jīng)細胞，又怎么能和自然的無限深奧相比呢?”新近在紐約州立大學石溪校區(qū)楊振寧的辦公室的一次采訪中他這樣說。他繼續(xù)說：“聽起來我好像是篤信宗教的。我不信宗教�？墒钱斈阌|及這樣基本的問題時，確是很接近宗教。這不是形式的宗教�？墒窃诎l(fā)現(xiàn)宇宙的某些基本結(jié)構(gòu)時的驚嘆和畏懼甚至比形式的宗教還更宗教一些�！�
楊振寧長時期在看來是神秘的物理學和數(shù)學的十字路口工作。在這個領(lǐng)域內(nèi)，一組漂亮的方程式可以是靈感的源泉，甚至可以在還沒有實驗證據(jù)以前就洞察物理世界是怎樣運轉(zhuǎn)的。這是一個外行很難懂的世界，其中有充滿了希臘字母的方程式的黑板，有尋求用數(shù)學去解決問題的“品味”和“風格”，有尋求用正確語言來描述物理世界的出自內(nèi)心的靈感。
物理學家戴森去年在石溪為楊振寧退休所舉行的學術(shù)討論會上說：“楊振寧對數(shù)學的美妙的品味照耀著他所有的工作。它使他的不是那么重要的工作成為精致的藝術(shù)品，使他的深奧的推測成為杰作�！边@使得他“對于自然神秘的結(jié)構(gòu)比別人看得更深遠一些”。
楊振寧已有華發(fā)，可是看起來比他的實際年齡年輕得多。他仍穿梭于紐約和遠東之間。他和香港以及北京的大學有密切的聯(lián)系，并且是設(shè)在南朝鮮漢城的一個理論物理中心的主席。
在關(guān)于他的生活和時代的一次廣泛的談話中，楊振寧談到他的物理學生涯，談到他沒有能從事某些領(lǐng)域的研究而感到的遺憾。楊振寧也談到他在中國童年和他長時間為溝通美國和自己的祖國在科學和文化方面的差異所作的努力。楊振寧談到他擔心中美關(guān)系的裂痕會擴大，以及由于新近對臺灣出生的物理學家李文和間諜活動嫌疑的調(diào)查，將為亞洲和亞裔美國科學家?guī)淼睦щy。1971年中美關(guān)系開始解凍，楊振寧自1945年到美國來當研究生以后第一次回到中國大陸。他會見了已故的周恩來和中國的其他領(lǐng)導人，幫助開展了兩國之間的科學合作。他擔心這些合作將面臨危險。
那時候，當他從國外旅行回來后，聯(lián)邦調(diào)查局和中央情報局的人員常常去找他。中央情報局的官員第一次去找楊振寧時楊要讓他的秘書記錄他們的談話，以免誤解。楊振寧繼續(xù)保持和中國的密切聯(lián)系，他說：“聯(lián)邦調(diào)查局和中央情報局近來沒有再來找我的麻煩。”
楊振寧最關(guān)心的是科學而不是政治。他談到自己的一些經(jīng)歷：一個從中國偏僻地區(qū)一個落后的城市來的年輕學生，怎么會有幸參與20世紀一個最主要的思想革命。這場革命是試圖用一個統(tǒng)一的方法來了解自然的無窮多樣性，從混沌的星球爆炸到電子環(huán)繞原子核的顫動。
1956年楊振寧第一次出名。那一年他和李政道共同發(fā)表了一篇文章，推翻了物理學的中心信息之一——宇稱守恒?基本粒子和它們的鏡象的表現(xiàn)是完全相同的?。因為這個工作，兩人獲得了1957年的諾貝爾獎。
從長遠來看，1954年楊振寧和已故的米爾斯的開拓性的工作卻更為重要。那一年，兩人都在布洛克海文國立實驗室工作。他們提出了一個稱為非阿貝爾規(guī)范場的理論結(jié)構(gòu)。以后證明它是以統(tǒng)一的方式描述作用力和基本粒子的關(guān)鍵。布洛克海文的一位理論物理學家馬奇努說：“當它在1954年寫成時，爭論極大。一些人認為它和物理世界無關(guān)�！碑敃r，楊和米爾斯沒有繼續(xù)發(fā)展下去。可是以后證明，這個從微分幾何和纖維叢這樣的抽象世界中抽提出來的數(shù)學，正是為描述像磁、電、強核力，也許還有重大相互作用中，中界作用力的粒子交換所。戴森講道：“我要說，在楊振寧的工作中最最重要的是規(guī)范常已經(jīng)證明這比他和李政道關(guān)于宇稱的工作要重要得多�！�
楊振寧和李政道的關(guān)系變得愈來愈緊張，兩人在1962年分手。楊振寧拒絕談?wù)撌鞘裁丛蚴沟盟麄兊年P(guān)系變得緊張的。他說：“這是我生命中令我非常失望的一件事情。我要說，這是一個悲劇�！彼麄儍扇艘呀�(jīng)有幾十年沒有講話了。
楊振寧扎根于數(shù)學，但是他指出，自己一生的工作不是脫離現(xiàn)實世界的形而上學的游戲。40年代后期他剛?cè)ブゼ痈绱髮W研究院時曾打算成為實驗物理學家�？墒撬芸炀土私庾约旱膭邮帜芰懿睢嶒炇业耐聜冮_玩笑道：“哪里出爆，那里就有楊振寧�！�
曾任布洛克海文國立實驗室主任的實驗物理學家薩奧斯說：“楊振寧是一位極具數(shù)學頭腦的人，然而由于早年的學歷，他對實驗細節(jié)非常有興趣。他喜歡和實驗學家們交談，對于優(yōu)美的實驗極為欣賞。”
對于物理學家最大的挑戰(zhàn)，依然是提出一個統(tǒng)一的理論，它既適用于以重力為主的極大王國，又適用于由量子所主宰的極小王國。物理學家在70年代已經(jīng)在這方面獲得進展。他們提出一個稱為標準模型的理論�？墒菢藴誓Ｐ筒]有將重力考慮在內(nèi)。
目前，弦線理論可能可以克服這個缺點。這個理論經(jīng)過修改后要求十或十一維時——空，而不是我們熟悉的四維時空，即時間這一維加上立體幾何的三維。弦線理論提出來已經(jīng)20多年，它在年輕的理論物理學家中很流行�？墒菞钫駥幵谕砟陼r是不同意這個理論的。楊振寧懷疑弦線理論或其派生的理論是否能將所有客觀存在的現(xiàn)實都放進一個簡潔的包裝中。
楊振寧說：“弦線理論并沒有得到實驗證明。它太不定形，太模糊。”問題部分地在于，為探索弦線的影響，需要極高的能量，更強的粒子加速器。如何寫出一個可以工作的理論，并從事十維計算也是一個問題。
楊振寧提出物理學正經(jīng)歷一個過渡期。不斷地尋找更快更小的計算機晶片等的應(yīng)用研究，將會比基礎(chǔ)研究對年輕人更有吸引力。他說：“很清楚，在未來的30到50年中，人們將更注意物理學的應(yīng)用。其理由并不是因為所有的基本問題都已經(jīng)解決了，而是因為更深入地探索物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)變得愈來愈貴�！彼终f，1993年國會決定中止建造超導超級對撞機是一個信號，高能物理有充裕的經(jīng)費的時代已經(jīng)結(jié)束了。超導超級對撞機是要在美國德克薩斯州建造的一個基本粒子加速器，它的直徑將達54哩。
楊振寧預(yù)言，計算機工業(yè)的實際需求將會推動界于微觀和宏觀之間的物理學的發(fā)展，他承認許多分析家們早已預(yù)言，21世紀將是生物學的世紀，就像剛剛過去的20世紀被稱為物理學的世紀一樣。是什么環(huán)境使楊振寧能在占支配地位的物理學中起重要作用呢?聽他自己說，在他的成功中，運氣和抱負同樣重要。
楊振寧早年處于一個更像是中世紀的而不是現(xiàn)代的社會。他得益于幸運的家庭環(huán)境以及和同事與學者們的聯(lián)系。這些為他進入更廣闊的知識和文化世界的旅程鋪平了道路。反過來，他正通過不斷努力在亞洲建立一流的研究中心為回報。
楊振寧生長在中國中部一個圍有城墻的城市——合肥。當時，這個城市的街道是沒有路面的，城門很窄，以致30年代第一部汽車開來時無法通過。大部分居民是文盲。由于閉塞，楊振寧直到6歲才第一次看見香蕉。
楊振寧的父親是當?shù)刂袑W的數(shù)學教師。他通過了一次獎學金考試，得以出國，去芝加哥大學讀書，回國后在廈門大學教書，以后去了北京清華大學。
楊振寧本人追隨他父親走上了學術(shù)道路。他說：“我很幸運，上百萬和我同齡的人不是餓死就是面對軍閥混戰(zhàn)。”他住在北平一個學術(shù)性的社區(qū)內(nèi)，沉浸在一個重視研究、重視知識的社區(qū)中。他的父親很快就發(fā)現(xiàn)兒子有數(shù)學天才，可是并沒有直接教他數(shù)學。楊振寧說：“父親的哲學是‘不要著急’�！痹谡勌鞎r他偶爾會向兒子提出數(shù)學難題�？墒歉赣H也認識到教育需要均衡。在楊振寧念完中學初一時，父親請了一位同事來教他中國古文。經(jīng)過兩個夏天的緊張學習，年輕的楊振寧能背誦孔子的門徒孟子的全部著作。
1937年日本入侵，楊振寧的父親被迫離開北平，在昆明西南聯(lián)合大學任教。楊振寧繼續(xù)走好運。年輕的楊振寧不久進了這所大學，受教于一些當時中國最杰出的科學家。他們之中有些以后去了美國，其中包括陳省身。陳省身現(xiàn)在已經(jīng)從伯克萊加州大學退休，許多人都認為他是現(xiàn)在活著的最重要的微分幾何學家。
在昆明時，楊振寧開始提高他的英文。他決定不用字典來念英文小說。他選的第一本小說是斯蒂文森的《金銀島》。這部小說里有和大海有關(guān)的俚語，因而很難念。他花了一個星期，念完了這本書，接著念奧斯汀的《傲慢與偏見》。在熟讀這兩本書以后，楊振寧說：“以后就容易了。”
楊振寧還有去西方世界的另一原因：他對美國初期的科學家兼政治家富蘭克林很崇敬，富蘭克林的自傳激勵了楊振寧。去美國后他取名為富蘭克，并將第一個孩子的英文名字取為富蘭克林。
1945年楊振寧得到庚子賠款獎學金去了美國。普林斯頓大學接受了楊振寧，可是他要拜才華橫溢的意大利物理學家費米為師，因此去了芝加哥大學并在以后被稱為氫彈之父的泰勒的指導下寫了博士論文。論文寫好后只有4頁。泰勒說服楊振寧，無論如何，一篇博士論文只有4頁總是太短了，要他加長。他照辦了，加到了23頁。在物理學有了卓越的成就以后，他又轉(zhuǎn)向遠東。楊振寧將把他的文稿與信件捐贈給香港中文大學而不是給石溪紐約州立大學。他是中文大學的訪問教授。楊振寧也沒有排除他搬回中國的可能性，因為回去后他和與他結(jié)縭已50年的妻子杜致禮會得到更好的照顧。?新近，致禮在石溪州立大學的醫(yī)院動了三次腫瘤手術(shù)，結(jié)果良好。?楊振寧在長島還是感到很自在，也不像是要搬到遠離他的三位已經(jīng)成年的孩子身邊。他們?nèi)欢家训玫娇茖W方面的學位。楊振寧說：“他們是美國人。他們接觸的中國文化很少�！遍L子光諾畢業(yè)于密西根大學計算機科學系，現(xiàn)在是紐約州西徹斯特縣的一位財務(wù)顧問。次子光宇是一位化學博士，住在紐約城，為Ｊ.Ｐ.Ｍａｒｇ財務(wù)公司分析化學工業(yè)。女兒又禮是蒙太拿州列文斯登縣的一位醫(yī)生。
楊振寧在1964年成為美國公民。他說：“我們在美國過得很不錯。在這里我們有許多朋友。我們在兩個社會中都很自在�！�
在石溪為他的退休舉行的學術(shù)討論會結(jié)束時，楊振寧談到他在60歲時的一個“偉大和意義深遠的發(fā)現(xiàn)”：“生命是有限的”。他念了9世紀的一位中國詩人李商隱的詩句：夕陽無限好，只是近黃昏。
20世紀初，另一位作家，也是楊振寧父親的朋友?譯者注：朱自清?，把這兩行詩句改為：但得夕陽無限好，何須惆悵近黃昏?在歷經(jīng)一生對自然的神秘的思考以后，楊振寧認為這一改造更精確地描述了他晚年的想法。
?摘自5月1日《光明日報》，范世藩 楊振玉 譯文?
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