《归来仍是少年:杨振宁传》作者:林开亮

上一节,我们讲到了杨振宁在西南联大读书时的经历,那时他在数学、物理方面的才华就已经展露出来,很多人预言说他有望冲击诺贝尔奖,后来他又到美国留学。那么,接下来,我们就来看看他的这段留学生涯,以及他是如何摘得诺贝尔物理学奖的桂冠。
从芝加哥到普林斯顿
杨振宁追随着自己的偶像梦来到了美国。早在西南联大读书期间,他就树立了三个学术偶像,第一个是鼎鼎大名的爱因斯坦,第二个是英国物理学家狄拉克,第三个就是美国大物理学家费米,曾在美国原子弹研制过程中立下了赫赫战功。
这三位偶像,都获得过诺贝尔物理学奖。爱因斯坦是1921年获得的,狄拉克1933年获得,而费米则是1938年诺贝尔物理学奖的获得者。多年后杨振宁回顾说,正是这三位培养了他对物理学的品位,那就是做学问时一定要追求真与美。
杨振宁想要拜费米为师。这是一位学术造诣极深的物理学家,据说他参与原子弹研制过程时的两个段子,一直在学术界广为流传,为后人津津乐道。
第一个发生在二战期间,费米正乘坐火车旅行,有位同伴提到自己在南美安第斯山脉时,手表受到了宇宙射线的影响而变得不准。费米当即拿出纸和笔,开始计算手表内部空气变化对飞轮运动的影响,完美地算出了当时那块手表的误差。
第二个发生在几年后,第一颗原子弹在美国的新墨西哥州试爆时。费米就在试爆点附近,手中拿着一些碎纸片。当原子弹的震波传到他脚下时,他扔掉碎纸片,然后根据纸张散布的距离,推算出了这个原子弹的能量,结果惊人的准确。
但问题在于,自从美国对日宣战后,费米就帮美国国防部门做事,被严密保护了起来。他的去向也就成了国家级的机密。经过一番打听,杨振宁得知费米要去芝加哥大学工作,于是赶在1945年底,到芝加哥大学报到。
1946年的1月初,杨振宁在芝加哥大学物理系的课堂上终于看到了费米。那一年费米教了一门核物理课,杨振宁正式成为了他的学生。一开始杨振宁想做些实验物理的研究,费米建议他去找“氢弹之父”泰勒聊聊。
泰勒的特点是非常强调直觉,想法很多,而且变来变去。跟着特勒,杨振宁的物理视野也变得开阔起来,能迅速地穿透表象细节,把握住一个东西的内在精神。跟着泰勒,杨振宁完成一篇出色的理论物理论文,就足以获得博士学位。
但这不是他想做的实验物理研究,于是费米又推荐他去了一座实验室,在一台40万电子伏特的加速器上做实验,看看能否做出来一些名堂。但很快杨振宁就沮丧地发现,自己在动手做实验方面显得十分笨拙。
比如有一次,实验室的管子有些漏气,杨振宁花了两个钟头处理,还是于事无补。但另外一个同学看了两分钟,就找到了漏气的地方,并且修复好了。而且到后来实验室里流传着这样一句玩笑话,叫:“哪里有爆炸声,哪里就有杨振宁。”
1948年春,杨振宁把自己这段不成功的实验经历告诉了泰勒。泰勒劝他不要钻牛角尖,为什么一定要在实验物理里搞出名堂来呢?完全可以用一篇理论论文来毕业。杨振宁想了两天,决定接受泰勒的建议。做出这个决定后,他如释重负。
等到博士毕业后,杨振宁留在母校芝加哥大学,做了一名教职人员。一年后,在费米和泰勒的推荐下,他来到了普林斯顿高等研究院。这个研究院的院长是被誉为“原子弹之父”的奥本海默,像爱因斯坦、冯•诺伊曼等人都曾在这里任职。
杨振宁原本只想在这里工作一年,但意外总在意想不到时发生。1949年圣诞节假日的一天,杨振宁和朋友到普林斯顿的一家饭馆吃饭。突然,一个中国女孩走过来,主动跟他打招呼。女孩问杨振宁是否记得她,得到的回答是“当然记得!”
这个女孩,就是杨振宁在西南联大附中教过的杜致礼。此时她已经高中毕业,在纽约留学,距离普林斯顿只有一个小时的车程。这次意外相逢,让他们彼此都很惊喜,都留下了很好的印象。此后两人开始了密切交往。
多年后回忆这次相逢,杨振宁仍然非常激动:“我是无意中走进那家餐馆的。我早到或者迟到,都会错过和她相见的机会。我们见不上面,就谈不上一辈子的姻缘。可命运之神安排我们在那一天、那个地点相聚,这不能不说是一个奇迹!”
因为要和女友约会,而在普林斯顿有“近水楼台先得月”的便利,所以一年期满,杨振宁没回芝加哥大学。距离两人重逢8个月后,也就是1950年8月,在清华大学前校长梅贻琦先生的见证下,两人开心地步入了婚姻的殿堂。
这之后杨振宁开始进入最佳的研究状态。1953年,他提出了“杨—米尔斯规范场论”,奠定了现代粒子物理学的基础;1956年他和李政道提出了“宇称不守恒定律”,并因此获得了诺贝尔物理学奖。这是华人第一次获此殊荣。
让世界看到诺奖名单中的中国人
杨振宁和李政道是在1946年秋相识的。这一年杨振宁24岁,李政道还不满20岁。当时国民党政府想要发展国防军事科学,于是挑选了五个留学生到美国进修,李政道就是吴大猷所在的物理部门挑选的两人之一。
李政道原本是要到吴大猷的母校密歇根大学读研究生的,目标是学习美国的原子弹制造技术。吴大猷事先跟杨振宁打了个招呼,让他在芝加哥大学接待一下学弟。李政道和杨振宁深聊之后,决定留在芝加哥大学,并作了费米的学生。
杨振宁相对而言年长一些,于是就像哥哥照顾弟弟那样对待李政道。这份兄长般的关照很快就从生活方面,延伸到了学术领域,两人常一同探讨物理难题,从统计力学到粒子物理,逐渐形成了高度默契的合作模式。
除了一同作研究,两人还一起“创业”。1949年春天,杨振宁偶然看到报纸上有个整版的广告,是一个退伍军人组织举办的填字游戏比赛。参加的人只要出17美金就可以参加,而最后的奖金是5万美元,在当时那可是笔不得了的巨款。
杨振宁和李政道又找了几名同学,交了17美金的报名费,参加这个比赛。因为他们觉得竞争对手大多是家庭妇女,怎么赢得了他们这群高材生呢?果然,这个“高智商团队”一路过关斩将、所向披靡,顺利地冲到了最后一关的决赛。
这次决赛的规则是有一连五个不同的填字游戏题目,要一个一个地来和最后过关的对手比。这些题目中有一个字谜,出于做学问的严谨,这群高材生写了两个答案寄去,说明不同情况下应该选择不同的答案。结果评委根本没看他们的说明,看到第一个答案就把他们淘汰出局了。他们丢了17美金,更没拿到那五万块奖金。
这场活动持续了大半年,等到决赛时杨振宁已经到了普林斯顿,他的任务是利用研究院图书馆里的《韦氏大词典》,找出所有五个字母的英文字,把它们写下来发给队友。图书馆24小时开门,所以杨振宁昼夜不停地在那里折腾了好几天。
一个清冷的早晨,疲惫不堪的杨振宁拿着写满了五个字母英文字的笔记本,准备回到住处睡几个钟头。他刚要打开寓所的门,就看到一份刚送来的《纽约时报》,头版头条的黑体字异常醒目:“日本学者汤川秀树得到了诺贝尔物理学奖!”
这条报道如醍醐灌顶般,让杨振宁瞬间清醒了过来。一个在中国国土之上肆意妄为多年的侵略者,一个被原子弹炸成大片废墟的蕞尔小国,竟然能走出来一位诺贝尔奖得主!杨振宁质问自己:“你得清醒了,你现在到底是在做什么?”
1951年秋,杨振宁向奥本海默推荐李政道来高等研究所访问。李政道在这里待了两年多时间,并且和杨振宁相邻而居。那个时候杨振宁已经结婚,大儿子杨光诺刚刚出生。他给儿子起名光诺,提醒自己一定要获得诺贝尔奖,为国争光。
杨李二人很快就合写了两篇统计物理的论文,还引起了爱因斯坦的兴趣,邀请他们到办公室里一叙。杨振宁后来回忆说,爱因斯坦声音很低,中间还夹杂着德语,而自己正处于见到偶像的心情激荡中,以致于没听清老人说了什么。而李政道则一直后悔,没有带上那本《相对论的意义》,然后要一个爱因斯坦的签名。
对这两位来自东方的年轻人,奥本海默也非常喜欢。他曾这样赞誉:李政道和杨振宁坐在草地上讨论问题的画面,是普林斯顿高等研究院最令人赏心悦目的风景。他们扯开嗓门争论,并且用手指在空中凌空计算,思维的火花在两人中间四溅。
等到1956年,这道赏心悦目的风景结出了硕果,正是“宇称不守恒定律”。当年的10月1日,两人正式发表了这篇学术成果;很快,著名的华人女物理学家吴健雄用设计精巧的实验,证明了这一理论是完全成立的。
因为这项成果,杨振宁和李政道于次年获得了诺贝尔物理学奖。这也许是该奖项有史以来颁布最快的一次。但不知道怎么回事,吴健雄没有一起获奖。多年后谈及此事,杨振宁仍为她打抱不平。
1957年12月10日,诺贝尔奖颁奖典礼在斯德哥尔摩举行。这一年杨振宁35岁,李政道31岁。两张年轻的东方面孔,让世人见识到了中国人在科学领域的突飞猛进,也让中国人自此挺直了腰杆,更加自信,不再怀疑自己技不如人!
可惜的是,这段被奥本海默赞为 “物理学界最美风景” 的协作,终究抵不过分歧。1962 年,两位华人物理学巨擘走向了彻底决裂。这一决裂无疑是极为痛苦的,杨振宁曾评价说它“跟一个婚姻的破裂,是在同一等级的痛苦。”
2024年8月4日,李政道在美国旧金山去世。一年之后,杨振宁在北京离开人间。斯人已逝,那段交织着智慧光芒与人性复杂的往事,已化为一段历史的记忆。
今天,我们缅怀这两位科学巨匠,是因为他们不仅在学术上卓有成就,同时也是内心赤诚的爱国者,以各种方式为祖国的科技强大做出了巨大的贡献。
那么,下一节,我们就来聊聊杨振宁是怎么在中美关系破冰后,搭建起两国之间的友谊桥梁的。让我们下节继续。