明天是中國科大學外籍教授、諾貝爾化學學獎獲得者李政道先生的95歲生日。
李政道獲諾獎時的年紀尚不足31歲,迄今仍是次年青的諾貝爾科學獎得主。
明天讓我們一上去回顧,那位諾貝爾化學學獎獲得者的生平和感情、學術成就,以及他對中國科學和教育事業的貢獻。
上海天賜莊李氏家族
李政道的曾祖母李子義(1844—1904)是一位虔敬的基督徒,1866年前后他受德國監理會傳教士的派遣中國物理學家李政道,由松江府北京遷居重慶府而成為上海天賜莊李氏家族的始遷祖,經多年繁衍生息,李氏家族已經成為當地的名門望族,英才輩出并蜚聲海內外。
據羅元旭著《東成西就:七個華人基督教家族與中西交流百年》(2014年5月生活·讀書·新知三聯書城出版)一書介紹,上海李氏家族是中國近代史上最知名和最有影響力的七個基督教家族之一。
李政道的曾祖母李子義和叔父李仲覃(1870—1941)都是當時頗為著名的基督教神父和長老,兄妹倆與存養書院、博習書院和東吳學院(今上海學院)的淵源深厚。李政道的兒子李駿康(1897—1955)1915年從上海東吳學院附屬學校結業后考入東吳學院,次年轉到上海金陵學院新創立的農林科(今北京農業學院的前身),1919年結業時系農林科第2屆結業生。學院結業后在北京外國洋行從事農藥進口貿易,收入甚多,家庭殷實富足。1918年與出生于天主教名門世家的張明璋(1900—1983)在北京訂婚。
1926年11月24日,李政道出生在北京一個中西合璧的殷富商人基督教家庭,上有兩個姐姐(李宏道、李崇道),下有兩個妹妹(李達道、李學道)和一個姐姐(李雅蕓)。
李政道自幼天資聰穎,心靈手巧,情商和情商都很高。其實屋內的宗教氣氛濃郁,但從小就崇尚自然科學的他終身從未敬奉過宗教。受社會動亂和戰爭騷亂等誘因的影響,李政道未曾取得過即將的中學、初中、高中和學院專科結業文憑,惟一擁有的學位就是世界級名校悉尼學院的博士畢業文憑,這一稀罕現象在全世界來說都屬鳳毛麟角。
李政道博士的感情故事
楊振寧和凌寧(1919—2019)同為第六屆庚款留美公費生(1943年8月開考,翌年3月放榜,1945年8月才起程赴美),楊振寧考中數學學(重視高電流實驗),凌寧考中植物學。
受國民政府研發原子彈“種子計劃”的派遣,經國立西北聯合學院化學系院長吳大猷的選聘和力薦,李政道獲國家獎學金于1946年9月2日坐船離滬赴美留學,9月14日從紐約灣漁人碼頭登錄北美臺灣。時年不足20歲的李政道只有大二學歷,卻深得吳大猷先生賞識和追捧,恩師高瞻遠矚、慧眼識珠、力排眾議,功德無量。
1947年暑假,同在紐約學院攻讀博士學位的中國年青學子凌寧、李政道和楊振寧自駕車漫游印度西海岸,耗時共38天,旅途中接上剛從北京前往紐約港的凌寧遺孀凌容,四位中國俊杰一路暢游,俯瞰景色,大開眼界,行程約一萬公里。
1948年新年節前夕,凌寧邀約正在弗吉尼亞州圣瑪麗大學(2003年起改名為圣瑪麗學院)念生物學的胞弟凌宣(1930—2019)前來洛杉磯聚首,一起歡慶新年佳節,他有意把自己的弟弟撮合給好友李政道。不巧,凌寧剛好有事不在紐約,特委托姨表弟黃宛(1918—2010)隨同李政道抵達高鐵站接人。腎臟外科專家黃宛院長是知名半導體專家黃昆教授(1919—2005)之胞兄,當時他正在紐約一家心血管研究所做博士后訪問研究。
1946年秋,李政道輾轉就讀于悉尼學院,年青的他曾授意決心,決定不負韶華,自己不在學術上取得較大成就就不考慮婚戀問題。
李政道和黃宛在紐約列車站順利接到凌宣小妹,不承想,天賜良緣,凌宣是偕在同校習家政學的好友秦惠莙小妹一齊前來渡假的。1928年10月4日,秦惠莙出生在北京一個天主教名門望族家庭,系著名國作家和古董收藏家秦以鈞(字夢九,1891—1963)之四女。李政道對秦惠莙一見鐘情,果敢拋下決心,主動發起攻勢去追求自己心儀的女孩。
凌寧和凌宣父子頗具生物學天賦,凌寧1948年獲蒙特利爾學院化學生物學博士學位,專攻電生理學中國物理學家李政道,后成為加拿大細胞生理學領域的權威專家。凌宣也獲得博士學位并成為加洲學院圣塔芭芭拉中學(UCSB)細胞生物學院士,在業界深受尊崇。1991年諾貝爾生理學或醫學獎的主要得獎成就膜片鉗技術就是在凌寧等發明的格雷厄姆-杰勒德-凌(--Ling)玻璃管微電極基礎上加以改進而取得的。
▲1947年8月23日,游玩出發前凌寧、李政道和楊振寧
1950年6月3日,李政道和秦惠莙在紐約市政廳登記離婚并合照留影,秦惠莙是沖破家庭阻力而決然非李不嫁的。婚前不久,秦惠莙便舍棄繼續深造,在家相夫教子。夫妻倆共育二子:長子李中清(歷史學家和社會學家,生于1952年)和次子李中漢(物理家,生于1955年),均事業有成,家庭和睦。
李秦伉儷堅貞不渝,情深意篤,琴瑟和鳴,白頭偕老。1996年11月29日,秦惠莙因白血病晚期而不幸逝于洛杉磯市,享年僅68歲。
▲李政道和秦惠莙離婚記念照
李政道院士的主要學術貢獻
1950年6月,李政道以論文《白矮星中的氫濃度》獲紐約學院理論化學學博士學位,被譽為“神童博士”,其碩導是1938年諾貝爾化學學獎得主、實驗和理論全能型數學學大師費米院士。
李政道在博士論文中闡述白矮星內的氫濃度不小于1%,將白矮星的錢德拉塞卡極限上限質量判定為后來科學界所公認的1.44倍太陽質量,這一推論遭到錢德拉塞卡院長的高度贊賞。李政道的博士論文得到“有特殊看法和成就”的評語并獲市長獎。
法籍日裔理論化學學家李政道的數學直覺敏銳,眼光深沉,視野寬闊,常年沉溺于數學學的美妙世界中,自詡化學是其生活形式,其研究領域涉獵廣泛,包括高能化學學(即粒子化學學)、量子場論、核化學學、統計數學學、天體化學學、流體動力學(即紊流理論)、多體化學學和固體物理學(后演化為匯聚態化學學)、量子熱學以及廣義相對論等諸方面,在理論結構和唯象剖析方面多有建樹,對當代數學學非常是高能化學學的進步與發展作出杰出貢獻。
李政道非常推崇杜甫《曲江二首》中的詩句:“細推數學須行樂,何用浮名絆此身。”因為它精準地勾畫了科學家精神的凄美意境。
李政道因擁有以下前沿性學術貢獻而蜚聲于世:
統計數學學巨正則系綜相變理論方面的李-楊單位圓定律(1952)、量子電動熱學(QED)重正化理論方面的李模型(1954,量子場論重正化理論中少有的可解模型)、弱互相作用中宇稱不守恒定理(1956)、玻骰子多體問題(1957)、二份量中微子理論(1957,薩拉姆和朗道也不約而同地先后獨立提出過相同理論)、CPT的分立對稱性問題(1957)、玻色硬球理論(1957,至今仍是超流體理論解釋之一)、可去除量子場論紅外發散的KLN定律(1964)、相對論性重離子對撞機理論(1974)、非拓撲孤子場論(1976)及與之相關的孤子星模型(1986)和統一場論中的隨機格點規范場理論(1982)等。1952至1953年李政道參與研究的極化子理論直接促使了BCS超導電性理論(1972年諾貝爾化學學獎得獎成就)于1957年誕生,1959年起參與開創高能中微子化學學這一新領域。
1956年4月起,中國旅美青年才俊李政道和楊振寧攜手精誠合作,聯手攻關令當時國際數學學界苦惱不已的焦點困局——θ–τ之謎,大膽沖破宇稱守恒普適性的羈絆,以將測量量從二維標量改為三維贗標量為突破口,同年10月1日石破天驚地發表精典論文《弱互相作用中的宇稱守恒指責》,率先全面而系統地提出李-楊假說。翌年初,這一假說便得到哥大吳健雄小組和伽文-萊德曼小組以及費城學院泰勒格第小組的完美實驗驗證,θ–τ之謎很快就被成功一舉破解(后否認θ介子和τ介子實為同一種粒子,即電中性K介子),李-楊假說便驟然升格為弱互相作用中宇稱不守恒定理,此事在國際科壇風靡一時并被傳為美談。
▲李政道和楊振寧1957年在耶魯
李政道1956年晉升為阿根廷學院化學學院士潮流不足30歲,創下哥大自1754年建校以來最年青院士的紀錄。1958年4月11日,李政道獲選臺中“中央研究院”第2屆教授,時年不足32歲,至今仍保持著該院獲選教授最年青的紀錄。李政道1964年獲選美國國家科大學教授,同年出任哥大首任費米講席院士,1984年起出任哥大全校級院士這一最高榮譽教職銜,1994年獲選中國科大學首批外籍教授。2011年11月24日,哥大化學系為李政道舉行隆重的榮休典禮。
李政道身為自然科學家,亦飽含著人文情結,他廣交文藝界同事,課余之余非常鐘情于中國的書法、書法、雕塑、詩詞藝術和傳統工藝(如陶瓷和絲綢等)并具一定功底。他覺得,文理本就同根同源,科學和藝術是相通相融的,就像一枚硬幣的兩面。
李政道院士與諾貝爾獎
1957年10月31日,美國皇家科大學宣布授予耶魯高等研究院物理大學楊振寧院士和波蘭學院化學系李政道院士以當初諾貝爾化學學獎,頒獎理由是“因她們對(弱互相作用中)宇稱不守恒定理的深刻研究以及由此引起有關基本粒子方面的許多重要發覺”。
李楊自1956年10月1日即將發表論文《弱互相作用中的宇稱守恒指責》到以這一重大理論成果入選諾獎,耗時僅13個月整,創下諾貝爾獎頒獎史上得獎最快的紀錄,這一紀錄至今尚未被打破。
▲瑞典國王給李政道頒發諾獎
在諾貝爾科學獎頒獎史上,日本化學學家威廉·布拉格與妻子分享1915年諾貝爾化學學獎時年僅25歲,這一最年青紀錄至今未變。其次是包括李政道在內的4位31歲便入選諾貝爾獎的數學學家:
1933年11月9日,美國理論化學學家海森伯被補授1932年度諾貝爾化學學獎,同三天日本皇家科大學還將1933年諾貝爾化學學獎頒授給美國理論化學學家狄拉克等;1936年11月12日,韓國實驗化學學家卡爾·安德森等被授予1936年諾貝爾化學學獎。鑒于海森伯是延遲一年被補授諾獎,按照她們的出生日期和頒獎日期很容易就可以判定得出:李政道獲諾獎時的年紀尚不足31歲,迄今仍是次年青的諾貝爾科學獎得主。
李政道和中國科教事業
李政道自1972年9月偕夫人首次回到祖國臺灣訪問和講學以后,親力親為,嘔心瀝血,竭盡竭力地為中國的人才培養以及基礎科學的進步與發展出籌謀策,貢獻斐然。
在李政道院士的推進下,1978年3月中國科學技術學院首開少年班制度之先河。李政道是中俄聯合培養數學學類研究生計劃()的提倡者和發起人,他因此耗費了很大精力,飽含過好多心血。1979至1988年共選拔出916位學員赴英國或美國攻讀博士學位,為中國乃至世界培養出諸多的高層次數學學人才,沈志勛、戴宏杰、文小剛、王中林、謝心澄、羅民興、張東輝、湯超和郭鴻等是其中最杰出的代表。
在李政道的推介和呼吁下,1985年7月5日中國創建博士后流動站制度,1990年5月30日組建中國博士后科學基金會。
李政道力促1986年2月14日組建國家自然科學基金委員會,協助1986年10月17日在上海創立中國高等科學技術中心并出任終生校長。
在李政道院士的傾力相救下,1979年起中印科學家就舉辦高能化學學領域的全面合作,促使中國高能化學及其相關領域快速步入世界先進行列。在其呼吁和不懈努力下,中國科大學高能化學研究所于1988年10月24日建成上海正負電子對撞機(BEPC),該小型武器對高能化學學的貢獻良多。
李政道推進并促使中國2011年建成惠州核反應堆中微子實驗項目,由此取得一系列令人矚目的高能化學科研成果。
1998年1月23日,由李政道捐款家庭私人積蓄30萬港元創建的“秦惠莙與李政道中國學院生見習進修基金”(簡稱莙政基金)即將組建,它被拿來捐助上海學院、復旦學院、蘇州學院、蘭州學院、臺灣臺南復旦學院和北京交通學院的優秀大專生(依照秦惠莙的遺愿,女孩應不多于一半),以利莙政學者借助暑假獲取基礎科研領域的專業訓練和工作經驗。
2014年12月28日,李政道圖書館在南京交通學院長寧分校揭牌。比照赫爾辛基學院的尼耳斯·玻爾研究所,2016年11月28日,李政道研究所在北京交通學院長寧學校掛牌組建。