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“那时候,物理学家发现他们所处的情况就好像一个人在一间黑屋子里摸索出路一样。
他知道在某个方向上,必定有一个能使他脱离困境的门。
然而究竟在哪个方向呢?
”原来,那个方向就是宇称守恒定律不适用于弱相互作用。
杨振宁谨记父亲杨武之的遗训:
“有生应记国恩隆”。
他在1971年夏,是美国科学家中率先访华的。
他说:
“作为一名中国血统的美国科学家,我有责任帮助这两个与我休戚相关的国家建立起一座了解和友谊的桥梁。
我也感觉到,在中国科技发展的道途中,我应该贡献一些力量。
”
杨振宁是这样说,也是这样做的。
6年来,他频繁穿梭往来于中美之间,做了许多卓有成效的学术联系工作。
他写过这样两句诗:
“云水风雷变幻急,物竞天存争朝夕。
人们赞扬在理论物理前沿度过了半个世纪的诺贝尔奖得奖人杨振宁是一位坚忍不拔、具数学天才的科学家。
他致力于揭示自然的对称性,而这些对称性常常是隐藏在杂乱的实验物理结果的后面。
杨振宁长时期在看来是神秘的物理学和数学的十字路口工作。
在这个领域内,一组漂亮的方程式可以是灵感的源泉,甚至可以在还没有实验证据以前就洞察物理世界是怎样运转的。
这是一个外行很难懂的世界,其中有充满了希腊字母的方程式的黑板,有寻求用数学去解决问题的“品味”和“风格”,有寻求用正确语言来描述物理世界的出自内心的灵感。
物理学家戴森在石溪为杨振宁退休所举行的学术讨论会上说:
“杨振宁对数学的美妙的品味照耀着他所有的工作。
它使他的不是那么重要的工作成为精致的艺术品,使他的深奥的推测成为杰作。
”这使得他“对于自然神秘的结构比别人看得更深远一些”。
杨振宁已有华发,可是看起来比他的实际年龄年轻得多。
他仍穿梭于纽约和远东之间。
他和香港以及北京的大学有密切的联系,并且是设在南朝鲜首尔的一个理论物理中心的主席。
在关于他的生活和时代的一次广泛的谈话中,杨振宁谈到他的物理学生涯,谈到他没有能从事某些领域的研究而感到的遗憾。
杨振宁也谈到他在中国童年和他长时间为沟通美国和自己的祖国在科学和文化方面的差异所作的努力。
杨振宁谈到他担心中美关系的裂痕会扩大,以及由于新近对台湾出生的物理学家李文和间谍活动嫌疑的调查,将为亚洲和亚裔美国科学家带来的困难。
1971年中美关系开始解冻,杨振宁自1945年到美国来当研究生以后第一次回到中国大陆。
他会见了当时的总理周恩来和中国的其他领导人,帮助开展了两国之间的科学合作。
他担心这些合作将面临危险。
那时候,当他从国外旅行回来后,联邦调查局和中央情报局的人员常常去找他。
中央情报局的官员第一次去找杨振宁时杨要让他的秘书记录他们的谈话,以免误解。
杨振宁继续保持和中国的密切联系,他说:
“联邦调查局和中央情报局近来没有再来找我的麻烦。
杨振宁最关心的是科学而不是政治。
他谈到自己的一些经历:
一个从中国偏僻地区一个落后的城市来的年轻学生,怎么会有幸参与20世纪一个最主要的思想革命。
这场革命是试图用一个统一的方法来了解自然的无穷多样性,从混沌的星球爆炸到电子环绕原子核的颤动。
1956年杨振宁第一次出名。
那一年他和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒基本粒子和它们的镜象的表现是完全相同的。
因为这个工作,两人获得了1957年的诺贝尔奖。
从长远来看,1954年杨振宁和已故的米尔斯的开拓性的工作却更为重要。
那一年,两人都在布洛克海文国立实验室工作。
他们提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。
以后证明它是以统一的方式描述作用力和基本粒子的关键。
布洛克海文的一位理论物理学家马奇努说:
“当它在1954年写成时,争论极大。
一些人认为它和物理世界无关。
”当时,杨和米尔斯没有继续发展下去。
可是以后证明,这个从微分几何和纤维丛这样的抽象世界中抽提出来的数学,正是为描述像磁、电、强核力,也许还有重大相互作用中,中界作用力的粒子交换所。
戴森讲道:
“我要说,在杨振宁的工作中最最重要的是规范常已经证明这比他和李政道关于宇称的工作要重要得多。
杨振宁和李政道的关系变得愈来愈紧张,两人在1962年分手。
杨振宁拒绝谈论是什么原因使得他们的关系变得紧张的。
“这是我生命中令我非常失望的一件事情。
我要说,这是一个悲剧。
”他们两人已经有几十年没有讲话了。
杨振宁扎根于数学,但是他指出,自己一生的工作不是脱离现实世界的形而上学的游戏。
40年代后期他刚去芝加哥大学研究院时曾打算成为实验物理学家。
可是他很快就了解自己的动手能力很差。
实验室的同事们开玩笑道:
“哪里出爆,那里就有杨振宁。
曾任布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯说:
“杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣。
他喜欢和实验学家们交谈,对于优美的实验极为欣赏。
对于物理学家最大的挑战,依然是提出一个统一的理论,它既适用于以重力为主的极大王国,又适用于由量子所主宰的极小王国。
物理学家在70年代已经在这方面获得进展。
他们提出一个称为标准模型的理论。
可是标准模型并没有将重力考虑在内。
目前,弦线理论可能可以克服这个缺点。
这个理论经过修改后要求十或十一维时——空,而不是我们熟悉的四维时空,即时间这一维加上立体几何的三维。
弦线理论提出来已经20多年,它在年轻的理论物理学家中很流行。
可是杨振宁在晚年时是不同意这个理论的。
杨振宁怀疑弦线理论或其派生的理论是否能将所有客观存在的现实都放进一个简洁的包装中。
杨振宁说:
“弦线理论并没有得到实验证明。
它太不定形,太模糊。
”问题部分地在于,为探索弦线的影响,需要极高的能量,更强的粒子加速器。
如何写出一个可以工作的理论,并从事十维计算也是一个问题。
杨振宁提出物理学正经历一个过渡期。
不断地寻找更快更小的计算机晶片等的应用研究,将会比基础研究对年轻人更有吸引力。
“很清楚,在未来的30到50年中,人们将更注意物理学的应用。
其理由并不是因为所有的基本问题都已经解决了,而是因为更深入地探索物质的基本结构变得愈来愈贵。
”他又说,2005年国会决定中止建造超导超级对撞机是一个信号,高能物理有充裕的经费的时代已经结束了。
超导超级对撞机是要在美国德克萨斯州建造的一个基本粒子加速器,它的直径将达54哩。
杨振宁预言,计算机工业的实际需求将会推动界于微观和宏观之间的物理学的发展,他承认许多分析家们早已预言,21世纪将是生物学的世纪,就像刚刚过去的20世纪被称为物理学的世纪一样。
是什么环境使杨振宁能在占支配地位的物理学中起重要作用呢?
听他自己说,在他的成功中,运气和抱负同样重要。
杨振宁早年处于一个更像是中世纪的而不是现代的社会。
他得益于幸运的家庭环境以及和同事与学者们的联系。
这些为他进入更广阔的知识和文化世界的旅程铺平了道路。
反过来,他正通过不断努力在亚洲建立一流的研究中心为回报。
杨振宁生长在中国中部一个围有城墙的城市——合肥。
当时,合肥只是安徽中部的一个小县城(当时安徽省省会是安庆),这个城市的街道是没有路面的,城门很窄,以致30年代第一部汽车开来时无法通过。
大部分居民是文盲。
由于闭塞,杨振宁直到6岁才第一次看见香蕉。
杨振宁的父亲是当地中学的数学教师。
他通过了一次奖学金考试,得以出国,去芝加哥大学读书,回国后在厦门大学教书,以后去了北京清华大学。
杨振宁本人追随他父亲走上了学术道路。
“我很幸运,上百万和我同龄的人不是饿死就是面对军阀混战。
”他住在北平一个学术性的社区内,沉浸在一个重视研究、重视知识的社区中。
他的父亲很快就发现儿子有数学天才,可是并没有直接教他数学。
“父亲的哲学是‘不要着急’。
”在谈天时他偶尔会向儿子提出数学难题。
可是父亲也认识到教育需要均衡。
在杨振宁念完中学初一时,父亲请了一位同事来教他中国古文。
经过两个夏天的紧张学习,年轻的杨振宁能背诵孔子的门徒孟子的全部著作。
1937年日本入侵,杨振宁的祖父被迫离开北平,在昆明西南联合大学任教。
杨振宁的父亲继续走好运。
几十年后年轻的杨振宁也进了这所大学,受教于一些当时中国最杰出的科学家。
他们之中有些以后去了美国,其中包括陈省身。
陈省身现在已经从伯克莱加州大学退休,许多人都认为他是现在活着的最重要的微分几何学家。
在昆明时,杨振宁开始提高他的英文。
他决定不用字典来念英文小说。
他选的第一本小说是斯蒂文森的《金银岛》。
这部小说里有和大海有关的俚语,因而很难念。
他花了一个星期,念完了这本书,接着念奥斯汀的《傲慢与偏见》。
在熟读这两本书以后,杨振宁说:
“以后就容易了。
杨振宁还有去西方世界的另一原因:
他对美国初期的科学家兼政治家富兰克林很崇敬,富兰克林的自传激励了杨振宁。
去美国后他取名为富兰克,并将第一个孩子的英文名字取为富兰克林。
1945年杨振宁得到庚子赔款奖学金去了美国。
普林斯顿大学接受了杨振宁,可是他要拜才华横溢的意大利物理学家费米为师,因此去了芝加哥大学并在以后被称为氢弹之父的泰勒的指导下写了博士论文。
论文写好后只有4页。
泰勒说服杨振宁,无论如何,一篇博士论文只有4页总是太短了,要他加长。
他照办了,加到了23页。
在物理学有了卓越的成就以后,他又转向远东。
杨振宁将把他的文稿与信件捐赠给香港中文大学而不是给石溪纽约州立大学。
他是中文大学的访问教授。
杨振宁也没有排除他搬回中国的可能性,因为回去后他和与他结婚已50年的妻子杜致礼会得到更好的照顾。
新近,致礼在石溪州立大学的医院动了三次肿瘤手术,结果良好。
杨振宁在长岛还是感到很自在,也不像是要搬到远离他的三位已经成年的孩子身边。
他们三位都已得到科学方面的学位。
“他们是美国人。
他们接触的中国文化很少。
”长子光诺毕业于密西根大学计算机科学系,现在是纽约州西彻斯特县的一位财务顾问。
次子光宇是一位化学博士,住在纽约城,为J.P.Marg财务公司分析化学工业。
女儿又礼是蒙太拿州列文斯登县的一位医生。
杨振宁在1964年成为美国公民。
“我们在美国过得很不错。
在这里我们有许多朋友。
我们在两个社会中都很自在。
在石溪为他的退休举行的学术讨论会结束时,杨振宁谈到他在60岁时的一个“伟大和意义深远的发现”:
“生命是有限的”。
他念了9世纪的一位唐朝诗人李商隐的诗句:
夕阳无限好,只是近黄昏。
20世纪初,另一位作家,也是杨振宁父亲的朋友—朱自清,把这两行诗句改为:
但得夕阳无限好,何须惆怅近黄昏。
在历经一生对自然的神秘的思考以后,杨振宁认为这一改造更精确地描述了他晚年的想法。
4主要成就
1980年杨振宁获得拉姆福德奖(Rumford),1986年获得美国国家科学奖章。
杨振宁对物理学的贡献范围很广,包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等。
除了同李政道一起发现宇称不守恒之外,杨振宁还率先与米尔斯(R.L.Mills)提出了“杨-米尔斯规范场”,与巴克斯特(R.Baxter)创立了“杨振宁-巴克斯方程”。
宇称不守恒理论:
他与李政道提出基础粒子间的弱核力并没有镜像对称的特性,违反了当时物理家的认知。
该理论后得吴健雄的实验验证。
杨—米尔斯理论:
他与罗拔·
米尔斯(RobertMills)提出的理论,是粒子物理学的标准模型的基础理论。
对理论结构和唯象分析他都有多方面的贡献。
他的工作有特殊的风格:
独立性与创建性强,眼光深远。
美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”。
4.1粒子物理学
1954年与R.L.密耳斯共同提出杨-密耳斯场理论,开辟了非阿贝耳规范场的新研究领域,为现代规范场理论(包括电弱统一理论、量子色动力学理论、大统一理论、引力场的规范理论、……)打下了基础。
杨-密耳斯场方程最近被数学家S.唐纳森引用,获得了拓扑学上的重大突破。
1956年和李政道合作,深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜——即后来所谓的K介子有两种不同的衰变方式。
一种衰变成偶宇称态,一种衰变成奇宇称态;
如果弱衰变过程宇称守恒,则它们必定是两种宇称状态不同的K介子。
但从质量和寿命来看,它们又应是同一种介子。
——杨振宁和李政道通过分析认识到,很可能在弱相互作用中宇称不守恒。
他们仔细检查了过去的所有实验,确认这些实验并未证明弱相互作用中宇称守恒。
在此基础上他们进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称不守恒的实验途径。
次年,这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实。
因此,杨振宁和李政道的工作迅速得到了学术界的承认,并获得1957年诺贝尔物理奖。
一项科学工作,在发表的第二年就获得诺贝尔奖,这是第一次。
其他贡献包括:
费米-杨模型(1949),与李政道合作的二分量中微子理论(1957),与李政道和R.奥赫梅合作的关于C(电荷共轭变换)和T(时间反演变换)不守恒的分析(1957),与李政道合作的高能中微子实验分析(1959)和关于W粒子的研究(1960~1962)。
与吴大峻合作的CP(宇称)不守恒分析(1964),规范场的积分形式理论(1974),与吴大峻合作的规范场与纤维丛的关系(1975),与邹祖德合作的高能碰撞理论(1967~1985)等。
4.2统计力学
二维伊辛模型的自发磁化强度(1952),与李政道合作的关于相变的理论(1952),与杨振平合作的关于数种模型的严格解(1966~1985)等。
4.3凝聚态物理
与N.拜尔斯合作的对磁通量量子人的解释(1961),非对角长程序观念(1962)等。
5个人著作
5.1报告
杨振宁发表过约200篇科学论文和报告,代表作有《对弱相互作用中宇称守恒的质疑》、《曙光集》和《邓稼先》。
《邓稼先》是杨振宁为《英雄大爱》中邓稼先和许鹿希的旷世爱情作的序,《邓稼先》选入人教版七年级语文教材和江苏中职语文第一册(江苏教育出版社)。
5.2盛会
亚运会歌确定《重逢》英文由杨振宁、翁帆翻译。
《重逢》由著名音乐人捞仔、徐荣凯联袂打造,并由毛阿敏、孙楠演唱。
19岁就到广州做音乐的捞仔说对广州的情感就像老火靓汤。
他透露,徐荣凯和杨振宁夫妇是好友,他把中文歌词交给两人,请他们帮忙找专业人士译成英文,没想到两人对歌词爱不释手,很快就传回了译好的英文歌词。
《重逢》突出了亚运会的理念:
亚运会不仅是亚洲的体育盛会,也是亚洲兄弟姐妹四年一次的友谊聚会。
童谣《落雨大》突出广东特色,“珠江弯弯伸手相牵”音乐部分用广东童谣《落雨大》作为前奏,突出了广东特色。
6获得荣誉
1957年获诺贝尔物理学奖(NobelPrize,Physics),他还获得过美国国家科学奖章及拥有多项荣誉学位,被誉为是“全才的三个理论物理学家之一”。
同时,也是国内外许多著名大学的名誉教授。
1980年获拉姆福德奖(RumfordPrize);
1986年获美国国家科学奖章(U.S.NationalMedalofScience);
1993年获本杰明.富兰克林奖章(BenjaminFranklinMedal);
1994年获鲍尔奖(BowerAward);
1996年获玻戈留玻夫奖(N.BogoliubovPrize);
1999年获昂萨格奖(LarsOnsagerPrize);
2001年获费萨尔国王国际奖(KingFaisalInternationalPrize)等。
7情感婚姻
杨振宁的结发太太是杜聿明的女儿杜致礼,2003年10月因病过世。
2004年底至2005年初,82岁高龄的杨振宁与28岁广东外语外贸大学翻译系硕士班学生翁帆再一次步入婚姻殿堂。
2011年6月底,杨振宁接受采访,自曝求婚秘闻。
自曝求婚
2011年6月底,由学者江才健撰写、更为全面讲述杨振宁人生的书《规范与对称之美——杨振宁传》面世,在和小自己54岁的翁帆结婚引发的喧嚣之后,杨振宁再次成为关注的焦点。
在一次访谈节目中,杨振宁自曝向翁帆的求婚过程,声称他和翁帆的生活,除了在外旅行,基本上都是居家生活,和所有相爱的人在一起一样,一时也想不起还有什么浪漫的事。
不过,30年之后,随着社会进步,应该会有很多人回想起他和翁帆的事,会觉得很浪漫的。
8子女介绍
1951年长子杨光诺出生,现为电脑工程师。
1958年次子杨光宇出生,现为化学家。
1961年女儿杨又礼出生,为医生。
2000年,三个子女全部定居美国。
9人物轶事
9.1昆明时期
高二学历的第八号考生
1938年夏,鉴于辗转流离到抗战大后方的中学生非常之多,国民政府教育部宣布了一项措施:
所有学生,不需文凭,可按同等学历报考大学。
得此消息,随任西南联大数学系教授的父亲杨武之迁至昆明的杨振宁,在父亲的鼓励和支持下,以高二学历早早地报名参加统一招生考试。
国立各院校昆明招生委员会办事处发给杨振宁的准考证为“统昆字第0008”,试场为“第壹试场”,座位为“第捌号”。
杨振宁一家从1938年春到昆后,最先住在西南
联大、云南大学间的文化巷11号。
这条小巷原先是昆明北城脚偏僻荒凉、荨麻丛生之地,也叫作荨麻巷。
随着联大教职工的陆续迁入,巷内除杨家外,还有物理学系教授赵忠尧和霍秉权分别住进19号、43号,化学系教授刘云浦住进41号,其他学校如云南大学社会学系教授费孝通等也先后入住该巷,小巷顿时热闹起来,并成为联大等校师生进出城内的主要通道,因而改名文化巷。
大学考试那天,杨振宁天还不亮就起了床,迅速地吃了几口饭,就精神抖擞地走进考场。
这时候,考场上只来了寥寥几位同学。
杨振宁穿着整洁的学生装,高高兴兴地领了准考证,贴上路过汉口时所照的照片,准考证上写着“统昆字第0008号考生业经审查合格,准予在昆明应考本科壹年级”。
由于他平时读书认真,苦学不辍,几天之后,便以出色的成绩,被大学录取了。
只有高二学历的杨振宁能够考取当时的最高学府———国立西南联合大学,这确实让人感到高兴和意外,但这反过来说明杨武之家教有方。
关于这一点,杨振宁2000年4月6日在南京作题为《中国文化与科学》的演讲时说:
“我发现我在许多方面是很幸运的。
首先,我的父亲是大学教授,我在一个学术气氛很浓的清华园里长大;
另一方面,我很小就发现数学对我很容易……”
9.2群英荟萃
中学时代的杨振宁聪明而早慧,数学念得非常好。
有一天,他认真地对父亲说:
“爸爸!
我长大了要争取得诺贝尔奖!
”从心底里盼望儿子有出息的杨武之,十分清楚诺贝尔奖的份量。
他鼓励儿子说:
“好好学吧!
”没想到,这个玩笑,在西南联大一传十、十传百地传了开来,人们戏言:
“杨武之的儿子数学很好,为什么不子从父业攻读数学而学物理?
哦,因为数学没有诺贝尔奖!
杨振宁在高中时只读过化学而没有读过物理,所以
他报考联大时考的是化学系。
可1938年11月底入学后,他发现自己对物理学更有兴趣,又转到了物理学系。
联大1938年入校的新生里,16岁的杨振宁,是同学中年龄最小的一个。
此时的西南联大,学生宿舍是土墙茅草房或土墙铁皮房,教室是铁皮顶的房子,下雨时会叮叮咚咚响个不停。
教室的地面是泥土地,没过多久就变得七坑八洼。
窗户没有玻璃,风吹时必须用东西把纸张压住,否则会被吹掉下来。
听课坐的是在椅子右边安上一块形似火腿却只能放一本书的木板的“火腿椅”。
但师生们苦中作乐,幽默地称吃的掺带谷子、稗子、沙子的糙米饭是“八宝饭”,穿的通了底的鞋是“脚踏实地”,前后都破洞的鞋是“空前绝后”。
西南联大在学制和课程编制上,采取“学分制”为主体的“共同必修课”和“选修课”三者结合的制度。
大学本科四年,必须学满130—140个学分(各系不完全一样),经考试合格(任何一科都不准补考)才能毕业,因而不少学生考取联大却读不到毕业。
在联大接受过教育的8000余人中,正式毕业生只有2522人(休学、参军者不计在内)。
到1942年7月毕业时,联大物理学系最终完成学业者只有9人。
杨振宁本科毕业获理学学士学位后,考入本校研究院理科研究所物理学部读研究生。
读研究生期间,杨振宁住在联大昆中北院研究生宿舍。
这栋宿舍是年久失修的二层小楼。
与他同室居住的有凌宁、金启华和顾震潮,黄昆和张守廉也偶尔来住几天。
这些中华民族未来的精英们聚于一起,在陋室里交谈切磋,结伴探索着科学的奥秘。
不过,杨振宁在读时的物理学系和物理学部,教授们虽想方设法办起了普通物理、电学、光学、无线电、近代物理等5个实验室,但由于缺乏仪器,实验不足,研究工作只好偏重于理论方面,教师们的研究成果也大多限于理论上的探讨。
1944年7月,研究院6位研究生毕业。
此时,获理学硕士学位的杨振宁才21岁,也是6位毕业生中年龄最小的。
杨振宁在联大短短的6年,却对他的一生产生了巨大的影响。
杨振宁于《读书教学四十年》中回忆说:
“我在联大读书的时候,尤其是后来两年念研究院的时候,渐渐地能欣赏一些物理学家的研究风格。
”“西南联大是中国最好的大学之一。
我在那里受到了良好的大学本科教育,也是在那里受到了同样良好的研究生教育。
”“我在物理学里的爱憎主要是在该大学度过的6年时间里(1938—1944)培养起来的。
9.3杨门长子
杨振宁考入联大后,全家七口仅靠父亲一人挣工资养家糊口,生活过得十分艰难。
1939年9月28日,日本飞机首次轰炸昆明。
其后至1941年底,联大师生和其他昆明人一样,在“疲劳轰炸”下三天两头就要跑警报,有时一天要跑两次。
1940年9月30日,日机又来轰炸昆明,杨家在小东角城租赁的房屋正中一弹,被炸得徒有四壁,全家少得可怜的家当顷刻之间化为灰烬。
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