科學技術的發展受到外部因素的直接影響,這些因素包括對自由探索精神的鼓勵還是抑制的文化環境、科技投入強度是否足夠大、學術評價制度是否合理等。諾貝爾科學家獲得者中,大多數是歐美發達國家的科學家,其他國籍的獲獎者或者在歐美發達國家接受過教育,或者在這些國家的研究機構從事科學研究,說明現代科學技術的主流在歐美等發達國家。華人科學家楊振寧、李政道因為對宇稱不守恒的研究獲得了諾貝爾物理學獎。特別是楊振寧,他的其他幾項科學成就被認為比宇稱不守恒的發現毫不遜色。
楊振寧人生中的關鍵之一是求學美國追逐名師,這在有關他的傳記中得到了普遍的認同;關鍵之二與李政道的合作與分道揚鑣,被他的多數傳記回避或者淡化了。楊振寧因為另一項成就楊振寧-米爾斯規范場理論,被有的傳記作者抬高到可以與愛因斯坦比肩的地位。
1追逐名師的過程
每個人的人生經歷的各個階段及其事件并不是同等重要的,傳記作者要根據自己的判斷,把傳主的一些重要時間段或者特殊事件用濃墨重彩描繪出來,展現給讀者。例如,達爾文在參加貝格爾環海航行期間采集到動植物演化的證據、愛因斯坦在1905年發表創造奇跡的五篇論文、牛頓在鄉下躲避瘟疫期間發現萬有引力。對于楊振寧來說,他的一個重要事件就是出國留學,追逐自己心儀的導師[ 有關楊振寧的傳記如徐勝藍的《楊振寧傳》和楊振寧的自傳《讀書教學四十年》都有強調了這段經歷對楊振寧的重要性。]。
“名師出高徒”是中國的一句俗話,他主要說明了年輕的學徒可以通過向高水平的師傅學習而很快地獲得謀生的技藝。在科學家的成長過程中,年輕的科學家追逐著名的科學家學習科學研究也是獲得成功的捷徑。如果一個年輕科學家一開始就不惜花很大力氣設法去追隨那些自己想要從事研究的特定領域中最優秀的科學家去工作,那么以后的研究生涯就直接“站到巨人的肩膀上”了。
楊振寧在大學讀書一開始就很幸運,4年西南聯大的生活給他打下了扎實的基礎,那時教過他物理學的老師有趙忠堯、周培源、吳大猷和王竹溪等我國著名的物理學家。他在吳大猷指導下完成了學士論文,對對稱原理發生了最初的興趣。吳大猷曾在美國獲得博士學位,是我國最早的院士之一,其研究成果遍及理論物理的許多領域,他也是發現李政道的伯樂。他在王竹溪指導下完成了碩士論文,論文是關于統計力學的。王竹溪曾留學劍橋大學獲博士學位,27歲即擔任物理學教授,在表面吸附、超點陣統計理論、植物細胞的吸水等方面做過很多基礎性工作,是我國熱力學統計物理研究的開拓者。談到對自己影響最大的吳大猷和王竹溪,楊振寧認為“以后40年間,吳先生和王先生引導我走的兩個方向—對稱原理和統計力學—一直是我的主要研究方向”。
如果說楊振寧上大學時的追逐名師是被動的,那么楊振寧到美國深造則是主動選擇的結果,是有明確目的和特定對象的選擇。楊振寧曾多次談到自己萬里求學追逐名師的過程,并多次談到了幾個關鍵人物對自己的影響,其中最大的是費米和泰勒。楊振寧23歲從西南聯大畢業后,考取了公費留學生,決心跟隨費米(1938年獲得了諾貝爾物理學獎)從事研究。楊振寧特別欣賞愛因斯坦、狄拉克和費米3位物理學家的研究風格,而選擇費米的原因是他最初打算作一個實驗物理學家。他于1945年底到達紐約,到哥倫比亞大學找費米,沒有找到。他又前往普林斯頓大學找威格納(雖然威格納于1963年獲得諾貝爾獎,比楊振寧晚幾年,但他早已是哥倫比亞大學物理系教師,在核結構研究中造詣很深),也沒有找到,因為他們在從事秘密的原子彈研究中都改換了門庭。楊振寧終于在1946年到了芝加哥大學找到了費米,坐在了費米的班上聽課。他多次設法與費米會面,但費米說他不能指導他寫學位論文,因為自己正在從事高度秘密的研究。然后費米把楊振寧介紹給了另一位物理學家泰勒(雖然沒有獲得諾貝爾獎,因為對氫彈研究的貢獻而被稱為美國的“氫彈之父”)。
關于費米對楊振寧的影響,楊振寧是這樣說的:“(費米)認為太多形式化的東西部是不可能出物理,只是出物理的可能性常常很小,因為它有閉門造車的危險。而跟實際接觸的物理才是能夠長期站得住腳的物理。我后來對于物理的價值觀念是深深受到了費米的影響的”。
弗里曼·戴森在一篇描寫楊振寧的文章中談到了費米對楊振寧的影響:“費米崇尚實際的精神,可以從1954年發表的楊—米爾斯這篇卓越的文章的題目中看到。今天任何一位談到這篇文章的人,都會將它稱為是引入非阿貝爾規范場的文章。可是,它的題目‘同位旋守恒與同位旋規范不變性’并沒有提到非阿貝爾規范場。如何了解同位旋守恒這個物理問題出現在先,而抽象數學觀念非阿貝爾規范場出現在后。這是費米處理這類問題會用的方式,也是富蘭克(楊振寧的英文名)處理這個問題所用的方式。費米的偉大在于他既懂得如何計算,又懂得如何傾聽自然的聲音。在其一生中,富蘭克均衡地處理了他抽象數學的天才和費米對于物理細節的腳踏實地的關注。”[ 戴森.楊振寧-保守的革命者.香港中文大學出版的《21世紀》季刊,1999年8月總第54期)。]泰勒對楊振寧的影響主要在研究重點的轉向上。泰勒幫助楊振寧把注意力從實驗物理學轉到了理論物理學,因為楊振寧的實驗能力較差。后來有科學家幽默地說,“這是實驗物理學的幸運”,其實這更是理論物理學的幸運。關于科學研究風格,楊振寧認為“泰勒的物理學的一個特點,是他有很多直覺的見解。這些間接不一定都是對的,恐怕百分之九十是錯的。不過沒有關系,只需要百分之十是對的就行了,而且他不怕他講的見解可能是錯的。這給了我很深的印象。”
對于楊振寧這個典型案例,美國科學社會學家朱克曼得出了如下結論:“楊振寧的例子說明了一個普遍的模式。那些在以后將要獲得諾貝爾獎金的年輕的科學家,很早就被納入了交流他們所從事的領域中的新成就的主要渠道。他們知道正在進行哪些最重要的工作,在哪兒進行,和由誰進行。”[ 科學界的精英—美國的諾貝爾獎金獲獎者,商務印書館,1982,第152頁。]
2 與李政道的合作恩怨
從1949年的初次合作,到1957年楊振寧與李政道因為“宇稱不守恒”理論的貢獻獲得諾貝爾物理學獎,到1962年的決裂分手,一直到現在進入老年后兩人仍不能釋懷,楊振寧和李政道在科學上的分道揚鑣和生活中的形同陌路不但是國際科學界的憾事,也成為中國科學發展上的一件陰影。大部分傳記作者像其他許多與楊振寧李政道熟悉的科學家一樣,對楊振寧和李政道的恩怨問題或者避而不談或者輕描淡寫,而江才健的《規范與對稱之美-楊振寧傳》[ 江才健,規范與對稱之美-楊振寧傳,臺灣天下遠見出版公司,2002。]卻花了大量筆墨來敘述楊振寧、李政道失和的來龍去脈。按照江才健的分析,楊李之爭的種子早在1949年已經埋下。這一年,兩人合寫了兩篇統計物理學理論,第一篇論文楊振寧排名在前,李政道在后,第二篇論文李政道在前。按照李政道的回憶,雖然第一篇論文主要是李政道做出的,但楊振寧要求排名在前,李政道礙于尊敬長者的傳統同意了;第二篇的關鍵部分是楊振寧做出的,但李政道這次要求排名反過來。楊振寧的看法是,與李政道合寫論文都是他帶頭做,且論文也都是他執筆,他是為了幫助李政道才讓出靠前的排名的。有一點可能當時兩人都沒有意識到的,發表后學術界認為第二篇論文的學術意義更重要性。而楊振寧、李政道親密關系的正式破裂,關鍵在于美1962年美國《紐約客》雜志的一篇文章。這篇文章講到兩人如何研究弱作用中宇稱不守恒問題而得到諾貝爾獎的經過。報導的作者伯恩斯坦與李政道比較熟,楊振寧曾意識到李政道會借助這篇文章來歪曲他們倆人合作的關系。文章命名為“宇稱的問題(A Question of Parity)”,英文有雙關語的意思,外行人看起來變成“平等的問題”。 楊振寧讀過訪問的稿子,曾請普林斯頓的歐本海默出面制止文章刊登,文章還是刊登了。兩人終于決裂。江才健還給出了其他可能的原因,例如在諾貝爾頒獎儀式上的楊振寧的待遇明顯高于李政道,楊振寧住最好的房間,李政道的房間就差一點,而且由楊振寧夫人杜致禮和國王走在一起,而不是李政道的夫人秦蕙君,這些也使得李政道耿耿于懷。
盡管作者聲稱他是公正客觀地來描述雙方的爭執,但作者的片面性十分明顯,反而使得楊振寧李政道的關系更加撲朔迷離。首先,由于李政道的拒絕接受采訪,除了幾篇已發表的文獻外,作者沒有聽到李政道對楊振寧的有針對性的反駁。第二,作者褒楊貶李的態度也流于筆端。例如,作者寫道,“如果看1956年楊振寧為了推薦李政道到西雅圖的華盛頓大學去訪問,給那里的物理系主任曼立寫的信上談到李政道的一句話‘在和別人來往的時候他完全沒有侵略性’,就可以了解到李政道回到哥倫比亞大學,后來變成許多哥倫比亞大學研究生中的一霸,顯然個性和以前已大有不同”。[ 同上,第231頁。]哥倫比亞大學的物理學后來的衰落與李政道容不得能人直接相關。最重要的是,在該書的附錄,楊振寧通過公布自己寫給兩人共同的恩師吳大猷的信,對楊李之爭做了完全有利于自己的辯護。
在這封給吳大猷的私人信件中,楊振寧首次向吳大猷說明了他和李政道決裂的大致經過。他告訴吳大猷,“政道和我的合作,和我們的決裂,都是我一生的大事”。楊振寧對李政道的評價并不高:“政道是一個極聰明的物理學家,吸收能力強,工作十分努力。可是洞察力與數學能力略遜一籌,所以1962年以后文章雖寫得很多,沒有什么特別重要的,沒有大影響”,楊振寧認為這恰恰是李政道特別在乎宇稱不守恒的優先權的原因所在。他告訴吳大猷,自己從未對李政道作過任何不道德的事,“我可以向吾師報告的是,1962年以來的27年間,我仍然保持了這個紀錄”,但是他自己的錯誤是“如果1956年Parity文章我寫了以后,把作者簽為Yang and Lee,就不會發生后來的悲劇”。他在信中說自己“多次聽到關于李政道胡說的謠言”而沒有計較,但李政道沒有收斂,不斷地“四處亂講”。楊振寧把自己和李政道的關系分成4個階段:初識到1951年的第一階段,楊振寧自認是李政道的兄長、也是老師;1951年到1957年得諾貝爾獎時親如兄弟、合作無間,但楊振寧仍然扮演了引路人的角色。得獎后到1962年的第三階段,楊振寧形容李政道成名后“政道的內心起了恐懼。他自知對Parity工作貢獻很小,極怕世人會說他其實不應得諾貝爾獎,這種恐懼和他的強烈的競爭心交織在一起,腐蝕了他的人品”。在這里,楊振寧再一次把李政道放到了次要的位置。第四階段是兩人正式決裂后,李政道“為了保護他自己,為了蒙混世人,到處散布謠言”。楊振寧的這封信的結論是明白無誤的,在楊李之爭的問題上,李政道無疑扮演了小人的角色。
楊振寧李政道之爭的關鍵問題是,誰第一個提出宇稱不守恒的思想,誰的貢獻最大,而這些顯然與個人的人格無關、與個人的資歷無關。無論楊振寧原來的資歷比李政道老多少,無論楊振寧是否在學業上提攜過李政道,也無論李政道的個性比楊振寧強多少,也無論李政道以后是否作出了更大的貢獻,都不能直接得出是楊振寧最先提出了宇稱不守恒思想或者貢獻更大一些的結論,因此楊振寧不必強調在楊李合作中他是資深的一方,李政道也無須否認楊振寧對他學術路程上的重要幫助。科學史上,科學家對于自己的優先權的爭奪比比皆是。而科學上處于不同地點、互無溝通的情況下獨立多重發現的現象表明,優先權有時是很難確定的,更何況是兩人的科學合作。楊振寧李政道和其他研究θ-τ之謎的科學家,都曾經在腦子里閃過宇稱不守恒的想法。楊振寧和李政道高于別人的是,他們搶先一步在別人面前認真地思考了這個可能性,并把它寫成一個完整的理論發表出來,而不像別的科學家那樣因為宇稱不守恒不符合物理的常識和直覺而閃光的思想輕易地放過了。如果沒有楊振寧李政道二人,別的科學家也會提出宇稱不守恒,只不過是時間早晚問題。也許,楊振寧李政道獨自都能發現宇稱不守恒現象,但進展有兩人合作這么快嗎?就楊振寧李政道的合作而言,綜合兩人的不同意見來看,很可能宇稱不守恒的觀點是李政道先想到的,但將其擴展到包含θ-τ之謎在內的所有弱相互作用的情形并且把它用完整的數學形式表述出來,可能是楊振寧的功勞。
3 與愛因斯坦的成就比較
對多數人而言,愛因斯坦在世界上的名望遠比楊振寧高得多,因此在眾多的科學家排名榜中,愛因斯坦和牛頓一樣被排在非常靠前的位置,其他科學家也位列其中,卻經常不見楊振寧的名字。例如,在哈特的《影響人類歷史進程的100名人排行榜》(麥克·哈特,海南出版社,1999)中,愛因斯坦被排在牛頓之后,居所有科學家中的第2位,居所有人物中的第10位,沒有楊振寧;在西蒙斯的《科學100人:迄今最有影響的科學家排名》[ John Simmons The scientific 100:a rank of the most influential scientists, past and present , Carel Publishing Group, 1996。]中,愛因斯坦也被排在牛頓之后,居所有科學家排名的第2位,也沒有楊振寧。這是不是表明楊振寧的學術成就就真的要比愛因斯坦低出許多呢?
在楊振寧的很多傳記作者看來,楊振寧目前的學術聲望比實際應得的要低,而且隨著時間的延續,他的名聲會逐漸高漲。這些判斷來自于楊振寧所得的一些著名獎項,除諾貝爾物理獎之外,楊振寧于1993年獲得美利堅哲學學會頒發的本杰明·富蘭克林獎章,獲獎原因是楊振寧教授是自愛因斯坦和狄拉克之后20世紀物理學出類拔萃的設計師,他和李政道、米爾斯(R.Mills)等合作取得的成就是物理學上的重大事件,是對物理學影響深遠和奠基性的貢獻;楊振寧1994年獲得費城富蘭克林學院頒發的鮑威爾科學成就獎,該獎是美國獎金最高的科學獎,并首次頒給物理學獎,獲獎理由是楊振寧的研究對20世紀下半葉基礎科學的廣大領域產生了巨大影響,尤其為物理學和現代幾何學的發展指明了新的發展方向,楊-米爾斯場已經排在牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦的工作之列,必將對未來幾代有類似的影響。
給予楊振寧更高評價的是高策,他認為在物理學上,楊振寧與愛因斯坦具有同等的地位:“如果說20世紀上半葉愛因斯坦是物理學的旗手,那么下半葉當推楊振寧”。在他撰寫的《走在時代前面的科學家-楊振寧》[高策,走在時代前面的科學家-楊振寧,山西科學技術出版社,1999。]一書中,高策在第一章里,以“與愛因斯坦比肩的物理學家”為題,用對比的手法,從各自的物理學貢獻、物理學對數學的貢獻、基本物理學思想、時代背景和特點等幾個方面進行分析,給出了他對楊振寧的這種評價的理由。
在物理學上,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:規范場、楊-巴克斯特方程、弱相互作用宇稱不守恒。相對論是關于引力相互用的理論,規范場是關于引力相互作用在內的四種力的基本理論,與麥克斯韋電磁理論一脈相承,二者完全可以相提并論。
在數學上,相對論推動了非歐幾何、量子力學推動了希爾伯特空間及一般泛函分析的發展,楊-米爾斯方程則推動了微分幾何、楊-巴克斯特方程推動了多個數學領域的發展(1990年國際數學大會上,四位菲爾茲獎獲得者中的三位的工作與楊-巴克斯特方程有關)。
在物理思想上,楊振寧深化了愛因斯坦的對稱性支配相互作用原理、統一場論思想、物理學幾何化思想、非線性原理。
當然,楊振寧與愛因斯坦所處的背景不同,風格也各具特色。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;他們都應該不止一次獲得諾貝爾獎,獲得諾貝爾獎的都不是他們的最高成就;愛因斯坦的聲譽很快就達到了頂峰,成為科學神壇的圣人;楊振寧的規范場理論的重要性20年后才逐漸被人認識。
眾多的傳記作者在肯定楊振寧的成就的時候,卻沒有解釋為什么楊振寧常常無緣于眾多的科學家排行榜。我認為,大概有如下幾個原因。首先,科學家排行榜本身有很大的隨意性,是個人主觀分析的產物,因此這些排行榜差異較大。例如,在西蒙斯的《科學100人:迄今最有影響的科學家排名》中,玻爾被排在牛頓、愛因斯坦之后的第三位,海森伯被排在第十五位;而在哈特的《影響人類歷史進程的100名人排行榜》,玻爾沒有被列入,海森伯卻排在了相當靠前的位置。第二,楊振寧的名聲是逐漸形成的,而且被限定在較小的科學共同體之內,不為一般的人所熟知。第三,也可能是最重要的,楊振寧的三大最重要的科學成就都沒有享有獨立的發現權,而是與其他科學家分享的,他與李政道分享了宇稱不守恒的發現,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力學中的最高成就。而愛因斯坦的光量子理論、狹義相對論和廣義相對論卻無人與之分享。第四,楊-米爾斯方程和楊-巴克斯特方程都是非常基礎的數學結構,楊振寧自己沒有賦予它們更深刻的物理學意義,因此削弱了楊振寧作為一個理論物理學家的貢獻。第五,一個科學家在本國的地位往往會因為民族情感被抬高。美國人編寫的排行榜更關注西方人的貢獻,而可能會忽略其他國家的人的貢獻;而在中國人編寫的科學家排行榜中,楊振寧、李政道等不少華人都位列其中。
注:這是本人早年《閱讀科學家:關于科學家傳記的讀書筆記》未出版初稿中的一篇。未依新出版情況做修改。
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