好多人都曉得楊振寧是“著名日裔數學學家、諾貝爾化學學獎獲得者”,但他到底做過些哪些,是個哪些樣的人,卻極少有人清楚
以82歲之身下嫁28歲的女研究生,2004年末曝出的這條新聞,使楊振寧一下子成了全球矚目的新聞焦點。且不說新浪網上數以萬計的留言評論,就連大名鼎鼎的美聯社、美聯社,也以此機會,八卦了一回。
有人說,楊振寧已然成為一個中國成功女性的符號:生于學術世家,學術上,35歲就得了諾貝爾獎,從此成為一代宗師;政治上,地位超然,歷朝領導人都禮為上賓;生活上,父親杜致禮是你們閨秀,孫輩雙全且均事業有成,到了古稀之年,又有“上帝恩賜最后的禮物”……
但符號從來都不是全部的真實。去年早些時侯,在人民會堂召開的“2004文化高峰峰會”上,楊振寧題為“《易經》對中華文化的影響”的講演,經網路和大眾媒體的輾轉相傳,成了一場中西符號大戰。具嘲諷意味的是,仔細探究之下,你會發覺,在這場大戰中,聲音最響亮的那群人,既不曉得楊振寧究竟說了些哪些,也不曉得《易經》說過些哪些。同樣的事情在幾個月后重演。好多人都曉得楊振寧是“著名日裔數學學家、諾貝爾化學學獎獲得者”,但他到底做過些哪些,是個哪些樣的人,卻極少有人清楚。但顯然,只有把這種弄明白,你才可能會明白,為何會有這樣的楊振寧,這樣的中國科學界,這樣的故事……
1922年10月1日,楊振寧出生于浙江湖州。因他母親當時正在南昌一所小學教書,揚州亦稱浦城,甚或給長子起名振寧。
楊振寧的妻子是楊武之。如今說起這個名子,早已極少有人曉得。但半個多世紀曾經,在學界提及楊武之,真是“天下無人不識君”。楊振寧才10個月大,楊武之便報考廣東公費留學,抵達耶魯學院學習,此后在紐約學院物理系師從知名物理家迪克森(L.E.),成為中國第一名質數論研究獲得博士的學者。回國后,楊武之在復旦學院兼任算學系(后改稱物理系)院長和系院長歷時20年之久,陳省身、華羅庚等均出自他門下。華羅庚曾寄信給楊武之道:“古人云,生我者家長,知我者鮑叔,我之鮑叔乃楊師也。”
生長在這樣的家庭中,楊振寧的聰穎很早就被發覺謙和加引導。楊武之教孩子天文、物理、數學、英文、唐詩唐詩、易經八卦,為他偕同的家教,也均是當時北大西大名師最得意的門生。在北大園和燕園中,“楊武之之子”成為許多院士教育孫輩的榜樣。
迄今為止,共有6名華人曾獲得諾貝爾化學學獎。探究她們的身世,你會發覺一個十分有趣的現象。丁肇中的妻子丁觀海,早年留學日本,是臧克家的朋友,四川學院知名院士。李遠哲之父李澤藩是知名水粉作家,香港新美術運動先鋒之一。朱棣文是知名物理家朱汝瑾之子,父親李靜貞也是負有盛名的物理家。只有李政道和崔琦,出身貧苦,但她們的成功,也多賴吳大猷、吳健雄等名人以后的幫襯。
這些世家的力量,在生于20世紀初期的科學家群體中,表現得十分顯著。舉國烽火,中原板蕩,只有世家子弟,才可以奢華地鉆進學術世界自成一統。1945年8月29日,23歲的楊振寧從重慶飛往美國,之后坐船過紅海、地中海和大西洋,來到洛杉磯。從波蘭學院到耶魯,再到紐約學院,輾轉反復,楊振寧才最終找到戰時由于參與原子彈研發工作而行蹤被保密上去的化學學大師費米。經費米推薦,楊振寧得以成為日本核彈之父特勒的中學生。
楊振寧在紐約學院最初的研究工作并不太順利。其實旅長們對他的見識十分欣賞,但缺少動手能力卻成了楊振寧的死穴。他自幼便是左撇子,好不容易才被父親糾正過來。關于他的笨手笨腳有個笑話:楊振寧小時候曾用泥捏了一只雞,拿給母親看,楊武之夫妻為了鼓勵他,贊揚說:“這支藕做得真不錯哦!”而在洛杉磯學院,“哪里有爆燃,那里就有楊振寧”的笑話,更是始終留傳至今。1948年初,得知楊振寧在實驗室不順經歷的特勒給出了建議:轉攻理論化學學。
楊振寧在西北聯大師從吳大猷做分子波譜與群論研究時,采取的是推演法,即從物理推演到數學的技巧。而在特勒門下,主要的研究法卻是歸納法,也就是從化學現象引出物理抒發的技巧。對研究方式的把握被楊振寧視為初期學到的最重要一課。正由于有這種當初的經歷和經驗,50年以后,楊振寧就會在人民會堂侃侃而談:以《易經》為代表的中華傳統文化有歸納法而無推演法,是近代科學沒有在中國萌生的誘因之一。
1949年春,楊振寧抵達奧本海默主持下的耶魯高等研究院,從事量子電動熱學研究。在這兒,他遇見了自己未來的丈夫杜致禮。
杜致禮是杜聿明的長女,與楊振寧相戀于西北聯大,曾是楊的中學生。似乎曾為權傾一方的官員之女,但此時,杜聿明在淮海會戰中滅亡投誠,杜致禮的雜費也就沒了盼頭,只得打工維持學業。1949年新年節,楊振寧和耶魯的同學、物理學家魯丁格(J.M.)到中餐廳“茶園茶樓”吃飯,邂逅杜致禮。相逢于患難之時,二人很快就談起了戀愛。1950年8月26日,楊、杜兩人在耶魯離婚。二人育有二子一女,牽手渡過53年的人生風雨,直到杜致禮于2003年10月因病離世。
楊振寧翁帆結婚的消息傳出后,有家上海媒體登載了一篇《吳大猷與嬌妻終身相伴》的文章,一半內容倒是陡然的揣測。一位日本化學學家對記者說,上世紀60年代,往返于英國和日本之間講學的吳大猷,曾瞞著妻兒在香港收留了24歲的義女吳吟之,一度鬧得滿城風雨。直至80年代,吳吟之的身分才被公眾所知。1998年,吳大猷曾送詩給吳吟之:“把斷線風箏拴在地上,使其能高揚的吟之,有你的地方就是我的家。”雖然議論紛紛,但在學界卻也是一段佳話。換成明日臺灣的楊、翁,卻不知為什么成了窺私的狂歡,令人惋惜。雖然,像吳大猷、陳省身這樣的大師,當初都是風流清俊的翩然佳公子,遠不是幾六年來死板語境下的“上大人老朽子”。而學者的聲色犬馬之欲、愛恨情仇,皆是丑事與個人選擇,又和她們的貢獻、身份有哪些必然聯系呢?
提及楊振寧,一個不可忽視的名子是李政道。從1946~1962年,二人的合作歷時16年,當初焦不離孟,孟不離焦,同出吳大猷和費米門下,因宇稱不守恒理論永被后世學者銘記,同獲諾貝爾獎,最后卻斷然交惡,數六年雖旁邊而如陌路,不能不謂遺憾。
李政道比楊振寧小4歲,生于北京,在西北聯大讀學院二年級時,經吳大猷推薦步入華盛頓學院當研究生。當時,楊振寧在芝大早已是小有名氣的“學生老師”,李政道卻還是“后學小子”,楊振寧對李政道的幫助甚少,以至于后來追憶道“在紐約的時光里,事實上我倒成了他(李政道)的老師”。1951年,在楊振寧的建議和幫助下,李政道抵達耶魯高等研究院做博士后研究,三年后又轉去秘魯學院。二人始終保持每周定期的互訪。
從1954~1956年,楊、李兩人都在關注后來將她們推上成功顛峰的宇稱不守恒問題。1956年4月初,第6屆國際高能化學大會在佐治亞學院舉辦。楊已是第5次出席這個大會,在最后三天的討論會上應邀做該問題的介紹報告。第一次出席該大會的李政道也參與了討論,化學學家費曼和布洛克還同他交流了一些想法。一個月后,楊、李兩人就提出了宇稱不守恒的假說。
對于是誰最先邁出了關鍵的一步,楊、李兩人各執一詞。作為外人,沒有窺探真相的可能,也沒有這樣的必要。我們只曉得,這一年5月,原本計劃抵達日內瓦出席學術大會的吳健雄由于深知此事重要,留出來與法國國家標準局的4位化學學家進行了檢驗實驗。1957年1月9日,實驗結果證明了楊、李假說的正確性。楊振寧在日本數學學會峰會上介紹這一成果時,會場爆滿,以至于有人甚至“爬上了燈具”。宇稱不守恒定理是這么的重要,一向矜持的德國皇家科大學也打破了常規,不到一年就把數學學獎授予兩名年青的中國人。
就在三人的威望如日中天之時,不和的陰影卻也開始彌漫開來。未出名時,論文的排行似乎可以風水輪流轉,但成名后,尤其是論文的重要性開始凸現下來,爭吵卻顯得難以防止。這些爭吵在1962年隨《紐約客》上的一篇文章抵達頂點,這年秋天,二人公開交惡,“永遠分手”。
楊振寧和李政道的宿怨,在許多人看來,無非是“學院里的分贓不均”,但事實可能并非這么。楊、李后來都有多次與別人合作的經歷。楊振寧三大成就中另外兩項——楊-米爾斯規范場理論和楊-巴克斯特多項式,也是與人分享,但卻沒有蹈楊、李之爭的后塵。
雖然,這些不和,其實可以從更久遠的過去中找到解釋。無論是世家還是貴族,它們的力量和魅力,都在于可以超脫于凡世,維持一個自我的外人難以輕易步入的小圈子。在貴族式微的時代,轉向深奧的不足為稻粱謀的學術,成為許多最后的貴族的選擇。所以,會有袁家兄弟、吳家兄弟、陳省身、楊振寧……身為圈外人的華羅庚、李政道,不可能不與圈子中的人發生接觸,但卻又難以跨過那道看不見的障礙。那個發自內心的失望與失落,同明日網路上因楊、翁結婚而引起的塵世百相,大概并無本質的區別。■
楊振寧:游走于數理之間
◎夏雨
當代愛因斯坦?
在《走在時代上面的科學家——楊振寧》一書中,傳記作者高策這樣闡述自己的推論:“在數學學上,愛因斯坦有第一層次的三大貢獻:廣義相對論、狹義相對論和光量子說,楊振寧也有同一層次的三大貢獻:宇稱不守恒、規范場理論和楊—巴克斯特多項式。相對論是關于引力互相作用的理論,而規范場是關于包括引力互相作用在內的四種力的基本理論,兩者完全可以相提并論。”
硬地將兩個不同時代的人物進行對比,無疑是生硬的。套用科學史家托馬斯·庫恩成名作《科學革命的結構》中的一些觀點,我們能夠發覺其中的勉強之處:愛因斯坦處在科學革命的高潮期,而楊振寧處于科學發展的常規期。與之相對應,愛因斯坦的科學地位是在短時間內就確立的,而被譽為楊振寧最大貢獻之處的規范場理論,其價值是在之后的科學實踐中逐漸被認可的,時間跨徑更歷時20年。
更為重要的是,楊的三大成就都不享有獨立的發覺權,這點對于學術貢獻的評價極為重要。他與李政道分享了宇稱不守恒的發覺,與米爾斯分享了規范場理論,與巴克斯特分享了自己在統計熱學中的最高成就。相比之下,愛因斯坦則更像個獨行俠,光量子理論、狹義相對論和廣義相對論都是他一手炮制的。于是,一些人遺憾地稱楊振寧為“科學盛事的陪客”。
走出黑房間
47年前,得獎后的楊振寧這樣抒發他的頓悟過程:“那時侯,化學學家發覺她們所處的情況就似乎一個人在一間黑房間里摸索出路一樣。他曉得在某個方向上必將有一個能使他脫離困局的門。但是到底在那個方向呢?”經過“大膽假定、小心求證”的熬煎階段以后,楊聽到了光明,“原來,那種方向就是宇稱守恒定理不適用于弱互相作用”。
理論化學學家愛美,楊振寧更是其中的標桿。此前,科學之美是用對稱的觀念來詮釋的。這一被化學學家理解和認同的普適法則,在楊之前的科學界是極為流行的。雖然在明天,人們津津樂道的電視名片“時間隧洞”,通篇的根據也就是這個對稱法則。
打破常態美須要勇氣,而其決定誘因,常常也就是偶發的一絲靈感而已。1956年楊振寧與其合作伙伴李政道提出了“弱互相作用下,宇稱不守恒”的新觀念。很快,經過實驗化學學家吳健雄男士的實驗驗證,原來的“宇稱守恒定理”被無情地打破,也正為此,在成果發表的第二年,她們就獲得了諾貝爾獎。
有科普畫家這樣戲言這一艱深的理論,“粒子照穿衣鏡,里外不一樣!”在一些追憶文章中,楊、李二人這樣介紹當時的科學背景:
“50年代初從宇宙線里觀察到兩種新的粒子θ和τ,它們具有很不同的衰變模式。θ衰變為兩個π介子,τ衰變為三個π介子。但奇怪的是,科學家經過很精密的實驗檢測,發覺θ和τ這兩個不同的粒子竟然有完全一樣的壽命和質量。即便τ和θ是不同的粒子,為何它們的質量也會幾乎完全一樣呢?假如覺得它們是同一個粒子,它們如何會具有完全不一樣的微觀特點呢?
“在1956年曾經,從精典數學到近代化學,都是講求對稱的化學。1956年之后,大部份的化學現象都發覺了不對稱。電荷的正負也不對稱,時間反演也不對稱,真空也不對稱……當然,并不是1956年突然間宇宙改變了哪些,而是1956年我們發表的宇稱不守恒的文章,改變了整個數學學界曾經在‘對稱’觀念上的一切傳統的、根深的、錯誤的、盲目的陳舊看法。”可以說,宇稱不守恒理論成就了楊、李兩人的科學地位,也成為影響近代粒子化學學發展進程的一項標志性風波。遺憾的是,該項始于殘缺之美的科學成就,其結果也是殘缺的,“中國的居里夫人”吳健雄與諾獎無緣,成名后的楊、李也為此而分道揚鑣。
該獲第二次諾貝爾獎?
對于楊振寧而言,最高成就指的是他在1954年與米爾斯共同提出的規范場理論。
與先前阿貝爾規范場描述的電磁場不同的是,楊闡述的是一種存在著非線性互相作用的場。我們曉得,自然界中存在著四種基本的互相作用物理學家楊振寧,包括強互相作用、電磁作用、弱互相作用、引力,其中傳遞這種作用的恰是楊描述的規范場。
稍顯遺憾的是,直至歷經了多年的冷酷和疑問以后,科學界才認識到它的重要價值。10年前,楊振寧為此獲得了另一項科學大獎——費城富蘭克林大學頒授的鮑威爾科學成就獎,并被給與了“已經排在牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦的工作行列中,并終將對未來幾代有類似的影響”這樣的贊揚。日本“氫彈之父”泰勒更是輕率強調,楊振寧在規范場理論方面的工作“應該第二次獲得諾貝爾獎”。
對于楊的這一顛峰之作,科學界是這樣被撼動的:它開辟了一個新的研究領域,為人類對宇宙基本斥力和自然規律提供了理解;是20世紀最偉大的理論結構之一,是繼麥克斯韋的電磁場理論、愛因斯坦的引力場理論和狄拉克的量子理論以后的最為重要的數學理論;比起“宇稱不守恒”來,它的貢獻還要基本,意義還要深遠。世界萬物總會存在著某種聯系。該理論發表20年以后,人們驚奇地發覺,物理上的纖維叢(可用一個棉桃或一條馬尾進行比喻的具象概念)就是規范場理論的物理基礎。不久前去世的物理大師陳省身,不僅與楊私交甚篤外,更是這些機緣的見證人。
“我并沒有跟陳先生討論過,由于隔行如隔山物理學家楊振寧,彼此并不看對方的文章。等對纖維叢比較了解之后,我才曉得,原先規范場所形容的數學場景就是建筑在一個物理的結構上的,而這個物理的結構就是纖維叢,它是由陳先生領導開創的。”楊振寧接受專訪時,常常會講起這段故事來。
物理數學大師
在學術界,物理化學指的是一門學科,是“研究化學的物理”。在歷史上,牛頓、高斯、愛因斯坦都曾是偉大的物理數學大師。到了20世紀下半葉,楊振寧的出現,又促使物理化學這一領域高潮迭出,顯得異常活躍。
在普通人眼中,楊振寧是極富科學覺得和物理天才的天才型化學學家。他的思維常年游走在數學和物理的交叉領域,因此也就收獲甚微。不僅楊—米爾斯規范場理論外,楊—巴克斯特等式也是數理雜交獲得的另一寵兒。
該多項式由楊振寧在1967年和巴克斯特在1972年分別提出,描述的是一個基本的物理結構,在化學與物理方面都有廣泛的應用。在1990年舉行的國際物理家會議上,四位菲爾茲獎獲得者中有三位的工作都與楊—巴克斯特多項式有關,其中,菲爾茲獎被譽為物理界中的諾貝爾獎。由此可見該項成就也非通常。其實,楊振寧對化學學的貢獻決除了上述孤立的三項,在基本粒子、統計熱學和匯聚態化學學等眾多領域,他都有所涉獵和建樹。
近些年來,脫離研究一線的楊振寧,更愛用其擅長的思辨能力,來提煉其對宇宙萬物的奇特理解。早在6年前,他在題為《美與化學學》的講演中這樣描述海森堡和狄拉克的迥異風格:后者文章的特征是迷蒙、有殘渣,前者文章的風格是“秋水文章不染塵”;讀了后者的文章,你會驚訝他的獨創力,但是會認為問題還沒有做完,而讀了前者的文章,你也會驚訝他的獨創力,同時卻認為他雖然已把一切都發展到了盡頭。
同樣,我們想曉得,在明天,或則若干年后,后來的化學學家該對楊振寧的學術風格做何評價呢?■