
1957年2月的紐約,寒風(fēng)穿過哈德遜河畔的石板街。那一天,美國(guó)物理學(xué)會(huì)年會(huì)的會(huì)場(chǎng)被人群擠得水泄不通。人們攀上窗臺(tái)、擠在門口。可奇怪的是,講臺(tái)上的報(bào)告人聲低微,臺(tái)下卻鴉雀無聲,因?yàn)橄乱粓?chǎng)是楊振寧等人關(guān)于宇稱不守恒的報(bào)告。這是1957年初宇稱不守恒被證明之后物理學(xué)界熱鬧場(chǎng)面的縮影。
這一年的冬天,喧囂從普林斯頓傳到斯德哥爾摩。當(dāng) 35 歲的楊振寧接過諾貝爾獎(jiǎng)牌時(shí),這份榮耀將科學(xué)界的熱情推向了頂峰,奧本海默盛贊這一發(fā)現(xiàn) “為困在黑屋子里的高能物理學(xué)家找到了出口”。 但對(duì)楊振寧來說,真正的考驗(yàn)從此刻才開始。科學(xué)界向來有 “諾獎(jiǎng)之后創(chuàng)造力衰減” 的說法,然而,對(duì)他而言,這種擔(dān)憂似乎從未成立。
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▲1957年,楊振寧接受諾貝爾獎(jiǎng)
對(duì)稱性:從破壞到新秩序
宇稱不守恒是楊振寧研究生涯中的核心成果,它深植于他一生所構(gòu)建的對(duì)稱性體系之中——那既是物理的語言,也是一種哲學(xué)的信念。楊振寧對(duì)于“對(duì)稱”的興趣,早在少年時(shí)期便已萌發(fā)。父親楊武之是群論專家,這讓他能從群論的對(duì)稱中體會(huì)到數(shù)學(xué)的優(yōu)雅結(jié)構(gòu);在西南聯(lián)大,他又受到吳大猷先生的指導(dǎo),逐漸意識(shí)到,對(duì)稱不僅僅是形式上的等價(jià),也應(yīng)該自然界的核心法則之一。1948年,楊振寧通過一篇對(duì)稱性文章獲得博士學(xué)位。到1950年,他已經(jīng)成為這一領(lǐng)域的佼佼者。
這份積累在 1956 年迎來了石破天驚的突破。“宇稱” 本是描述粒子在空間上的對(duì)稱的物理圖景。而楊振寧與李政道卻從 θ-τ 之謎 的迷霧中,叩問出 “弱相互作用中宇稱可能不守恒” 的大膽猜想。當(dāng)吳健雄的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論后,對(duì)泡利、費(fèi)米這樣的理論巨匠而言,這幾乎撼動(dòng)了物理學(xué)的信條,
但楊振寧并未止步于這場(chǎng) “破壞”。1957年初,他與李政道等人接連發(fā)表關(guān)于電荷共軛(C)與宇稱(P)各自不守恒的論文,為后來CP不守恒的發(fā)現(xiàn)埋下伏筆。物理學(xué)界曾經(jīng)寄希望于CP守恒來對(duì)沖宇稱帶來的不守恒問題,讓整個(gè)物理學(xué)重歸“和諧”。1964年,當(dāng)CP不守恒被證實(shí)時(shí),物理學(xué)界又一度陷入混亂。
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▲楊振寧在普林斯頓,宇稱不守恒與楊-米爾斯場(chǎng)都在普林斯頓工作期間被發(fā)現(xiàn)
然而楊振寧真正的志趣,不在揭示秩序的崩塌,而在重建秩序的美,這便是大名鼎鼎的楊-米爾斯場(chǎng)理論。1954年,鑒于當(dāng)時(shí)新發(fā)現(xiàn)的粒子太多,楊振寧試圖以規(guī)范對(duì)稱的原則統(tǒng)一各種基本相互作用。彼時(shí)人們尚不理解這一理論的深意,只覺得那是一幅精致而冷峻的數(shù)學(xué)模型。直到 60 至 70 年代,格拉肖、溫伯格等學(xué)者引入新概念,才借其實(shí)現(xiàn)弱力與電磁力的統(tǒng)一,強(qiáng)力描述亦循此路徑展開,由此誕生的 “標(biāo)準(zhǔn)模型”,能夠描述除引力外所有已知的基本相互作用。其核心思想 “對(duì)稱決定相互作用” 更顯神奇:指定對(duì)稱性便能預(yù)言粒子種類,后來的對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)果然驗(yàn)證了這一預(yù)言。從 1954 年的那篇薄薄論文起,楊振寧種下了一棵 “規(guī)范理論之樹”,此后半個(gè)世紀(jì)中,它枝葉繁茂,孕育出現(xiàn)代物理學(xué)最壯麗的 “諾獎(jiǎng)森林”。
楊 - 米爾斯場(chǎng)論更在數(shù)學(xué)與物理間架起了宏偉的橋梁。1975年,楊振寧在一篇論文中給出了物理學(xué)中的場(chǎng)論與數(shù)學(xué)中纖維叢理論概念對(duì)照的“字典”。數(shù)學(xué)和物理的關(guān)系由此大大加深。1982 至 1998 年間,多項(xiàng)菲爾茲獎(jiǎng)成果都與他的工作相關(guān),這其中一部分屬于楊-米爾斯場(chǎng),另外一部分來自統(tǒng)計(jì)力學(xué)領(lǐng)域的楊—巴克斯特方程。
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▲楊振寧與數(shù)學(xué)家陳省身關(guān)系也極好,曾賦詩:千古存心事,歐高黎嘉陳。
這另一項(xiàng)里程碑式的貢獻(xiàn),始于西南聯(lián)大時(shí)期王竹溪先生的啟蒙。1952 年,他在統(tǒng)計(jì)力學(xué)領(lǐng)域的工作便引起愛因斯坦的關(guān)注;進(jìn)入 1960 年代后期,在研究一維多體散射問題時(shí),楊振寧提出了刻畫粒子交換相位關(guān)系的關(guān)鍵方程,后來與Baxter的工作共同形成了著名的楊–巴克斯特方程。這一描述粒子相互作用交換關(guān)系的方程,不僅在量子信息與凝聚態(tài)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)還與數(shù)學(xué)中的“辮群”緊密相連。麻省理工學(xué)院教授文小剛甚至發(fā)現(xiàn),滿足該方程的 “弦網(wǎng)液體” 能演生出楊–米爾斯理論描述的波動(dòng),印證了 “美成真” 的物理哲思。
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▲楊—巴克斯特方程圖示與辮群
楊振寧的科學(xué)版圖遠(yuǎn)不止于此。他一生發(fā)表約 300 篇論文,1958 年前的成果僅占 20%,足見其創(chuàng)造力的持久。2012 年,90 歲的他收到一尊黑色大理石立方體,四面鐫刻著他在統(tǒng)計(jì)力學(xué)、凝聚態(tài)物理等四大領(lǐng)域的 13 項(xiàng)重要貢獻(xiàn)。在一些學(xué)者眼中,每一項(xiàng)都?jí)虻蒙现Z獎(jiǎng)級(jí)別。
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▲上印有文章千古事 得失寸心知
除了物理學(xué)之外,楊振寧還特別喜歡科學(xué)史的工作,特別對(duì)熟悉物理學(xué)家的回憶、對(duì)物理學(xué)發(fā)展史的回顧以及將中國(guó)文化傳統(tǒng)與西方科學(xué)傳統(tǒng)做比較等方面。他認(rèn)為這能有助于研究成果在世界范圍內(nèi)得到公正評(píng)價(jià),特別是對(duì)于中國(guó)科學(xué)家做的工作。而這種想法,則與他學(xué)術(shù)之外的許多工作有關(guān)。
從石溪到清華
1966年,是楊振寧人生的分水嶺。那一年,他離開了寧?kù)o而著名的普林斯頓高等研究院,前往紐約州立大學(xué)石溪分校,去建設(shè)一所全新的理論物理研究所。對(duì)外界而言,這是難以理解的選擇:在物理學(xué)的殿堂中,他已擁有聲望與地位,為何要冒險(xiǎn)去另外一所學(xué)校?對(duì)楊振寧來說,此時(shí)的他需要的是一個(gè)可以重新生長(zhǎng)的地方。
離開的決定并不容易。早年,他和妻子杜致禮因?yàn)樯畎捕ǘx擇留在普林斯頓。1964年,兩人正式加入美國(guó)國(guó)籍,這讓他在身份與情感上陷入深刻的掙扎。更令他猶豫的是,1965年,奧本海默曾暗示希望他出任高等研究院的下一任院長(zhǎng),楊振寧感到了明顯的猶豫和抗拒。就在此時(shí),石溪誠(chéng)邀他籌建理論物理研究所。這個(gè)提議像一次召喚,也像一次解脫。他與妻子駕車前往石溪,在那里的海邊看見了金色的落日,這擊中了楊振寧的浪漫情懷,也暫時(shí)撫平了當(dāng)時(shí)掙扎的心。
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▲普林斯頓高等研究院
從普林斯頓到石溪,楊振寧可以帶一些研究生。但是楊振寧像他的偶像狄拉克一樣,不是擅長(zhǎng)可能也不是很樂于帶學(xué)生。在石溪的33年中,他僅培養(yǎng)了十余名研究生,并非不愿傾囊相授,而是不愿用平庸的熱門課題耽誤后輩的前程。對(duì)每個(gè)學(xué)生,他都給予耐心與尊重,他能清楚地記得他們的興趣與氣質(zhì),知道誰適合理論,誰更擅實(shí)驗(yàn)。趙午原本鉆研高能物理,楊振寧卻勸他轉(zhuǎn)入一個(gè)僧少粥多的冷門方向;后來,趙午果然在該領(lǐng)域卓有成就。2018年,愛徒張首晟不幸離世,楊振寧寫下悼詞:“張首晟是第一流的物理學(xué)家。”寥寥數(shù)語,卻是他最深的悲痛。
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▲石溪以楊振寧命名的宿舍樓
楊振寧帶給石溪的第一個(gè)“禮物”,是1967年的楊–巴克斯特方程。這一發(fā)現(xiàn)讓石溪研究所一舉登上國(guó)際物理學(xué)的舞臺(tái)。因?yàn)樗挠绊懥Γ依恕①M(fèi)曼、施溫格等物理巨匠都曾先后來訪,成為石溪的一大盛事。對(duì)于理論物理研究所的成立,楊振寧采取了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),使得研究所有非常濃郁的氣氛。但是楊振寧又不想讓研究所成為自己的獨(dú)立王國(guó),因此他讓研究所盡量成為物理系的一部分,與其他教師們一起承擔(dān)教學(xué)工作。這些工作都讓石溪物理研究所與其他研究單位的風(fēng)格截然不同,頗為活躍又鮮有近親繁殖。1999年,在楊振寧的退休晚宴上,石溪的理論物理研究所改名為楊振寧理論物理研究所。
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▲1999年楊振寧的退休儀式
早在1997年,楊振寧就受聘成為清華大學(xué)名譽(yù)教授,2003年,楊振寧正式回到清華大學(xué)任全職教授。小時(shí)候,他曾跟隨父親楊武之在清華園度過八年,那是他最早接觸學(xué)術(shù)與秩序之美的地方。半個(gè)多世紀(jì)后再度歸來,清華園荷塘依舊,他形容自己的人生是畫了一個(gè)圓。
回到清華后,他為自己設(shè)定了一個(gè)新的使命:幫助清華建設(shè)一流的理科體系。這一使命的載體便是清華大學(xué)高等研究中心(后改為“高等研究院”),在楊振寧看來,這將成為自己人生中特有意義的一幕。楊振寧對(duì)高等研究院最核心的要求是確保學(xué)術(shù)質(zhì)量,而這需要吸引頂尖人才。可資金短缺的現(xiàn)實(shí)像塊巨石,為了吸引頂尖人才,他毫不猶豫地動(dòng)用個(gè)人積蓄與房產(chǎn),用以資助研究院的發(fā)展與人才引進(jìn)。王小云、姚期智等一批杰出科學(xué)家因此得以加盟。多年間,他為清華高研院籌措資金累計(jì)超過一億元人民幣。
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▲楊振寧與多位科學(xué)家共謀高等研究中心建設(shè)
他對(duì)清華物理的改造,始于一場(chǎng) "刮骨療毒"。2002年,楊振寧與沈元壤、沈志勛、沈平組成評(píng)估委員會(huì),撰寫了一份極為尖銳的報(bào)告,并給出了綱領(lǐng)性的意見,包括實(shí)驗(yàn)科研亟待加強(qiáng);同意凝聚態(tài)為優(yōu)勢(shì)學(xué)科以及創(chuàng)造以教學(xué)為榮的環(huán)境。作為示范,2004年,楊振寧受邀為大一本科生講授《普通物理》,以當(dāng)時(shí)扭轉(zhuǎn)知名教授不教書的風(fēng)氣,那堂課后來被錄制在網(wǎng)絡(luò)上流傳。他也并未因年事漸高而遠(yuǎn)離科研,僅在2008-2010年間,楊振寧就在期刊上發(fā)表了十余篇文章,推動(dòng)清華冷原子研究的發(fā)展。
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▲楊振寧為清華本科生上課,至今仍可在網(wǎng)上找到視頻
歲月終見回甘。2010年,清華物理系再次接受評(píng)估,情況與8年前大有不同,清華物理的科研實(shí)力已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際水準(zhǔn)。如今,在一些排行榜上已經(jīng)居國(guó)際前列,前校長(zhǎng)王大中的評(píng)價(jià)最為直接:“清華物理系有今天的成就,楊教授功不可沒。”
千里共同途
1971年,楊振寧在報(bào)紙上看到一條消息:美國(guó)解除對(duì)中國(guó)的旅行禁令。那一刻,他沒有猶豫,最終輾轉(zhuǎn)四天從巴黎飛回中國(guó),成為解禁后歸國(guó)華裔科學(xué)家第一人。這份急切里,藏著多年未歸的牽掛,更有一份亟待求證的心事。
他最想見的人,是闊別多年的老同學(xué)鄧稼先。彼時(shí)海外盛傳 “中國(guó)原子彈有外國(guó)人參與” 的謠言,楊振寧太想從老友口中得到一個(gè)確切答案。多年后重逢,鄧稼先告訴他:中國(guó)原子彈完全由自己研制完成,沒有外國(guó)人參與。聽到這句話,楊振寧熱淚盈眶,不得不走進(jìn)洗手間平復(fù)情緒。多年后,他回憶起那一刻:“我追想為什么會(huì)有那樣大的感情震蕩,是為了民族而自豪?還是為了稼先而感到驕傲?我始終想不清楚。”
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▲楊振寧在法國(guó)拿到的簽證
回到美國(guó)后,楊振寧在各地做了多場(chǎng)關(guān)于中國(guó)的報(bào)告,試圖讓外界看到一個(gè)真實(shí)而復(fù)雜的中國(guó),他告訴聽眾——那片土地“最簡(jiǎn)單,又最復(fù)雜;最年輕,又最古老”。這些報(bào)告極大改觀了美國(guó)人特別是科學(xué)家對(duì)中國(guó)的印象。同時(shí),他也投身于華人社會(huì)的公共事務(wù),在美國(guó)國(guó)會(huì)聽證會(huì)上公開發(fā)聲。這份立場(chǎng)讓他遭遇人身攻擊與恐嚇,那段時(shí)間,他反復(fù)叮囑家人警惕不明郵件。
1972年,楊振寧第二次回到中國(guó),心意已然堅(jiān)定。他認(rèn)為自己有責(zé)任幫助中美之間建立一座了解和友誼的橋梁,也幫助中國(guó)在科技方面的發(fā)展,橋梁首先從自己所在的石溪建立起。1971 年,學(xué)生趙午剛到石溪,就聽取了楊振寧關(guān)于新中國(guó)的全校報(bào)告。1974年,他邀請(qǐng)石溪校長(zhǎng)托爾率領(lǐng)美國(guó)物理學(xué)家訪問中國(guó),成為中美科學(xué)交流的早期象征。1978年,托爾出任馬里蘭大學(xué)校長(zhǎng),在楊振寧的推動(dòng)下,馬里蘭州與安徽省簽署了美國(guó)第一個(gè)州級(jí)對(duì)華合作協(xié)議。1980年,楊振寧更在石溪成立“中國(guó)教育交流委員會(huì)”,幫助更多中國(guó)學(xué)生和學(xué)者來到美國(guó)訪問交流。
1977 年,楊振寧受邀擔(dān)任全美華人協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。他本不擅行政事務(wù),更不懂協(xié)會(huì)內(nèi)部復(fù)雜的派系紛爭(zhēng),但楊振寧依舊組織和規(guī)劃了許多活動(dòng),他清楚這個(gè)組織能為中美建交助力。1979 年,鄧小平訪美,在華盛頓的歡迎宴上,楊振寧代表全美華人致歡迎詞,言辭懇切,那一刻,他搭建的橋梁迎來了重要的里程碑。
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▲1979年1月30日,鄧小平和夫人卓琳出席由美中人民友好協(xié)會(huì)、全美華人和旅美華僑在華盛頓希爾頓飯店聯(lián)合舉行的招待會(huì),旁邊即為楊振寧
8、90年代,香港許多人對(duì)于香港的未來表示擔(dān)憂。1986年,為了加強(qiáng)香港與大陸的聯(lián)系,楊振寧接收香港中文大學(xué)的聘請(qǐng)成為“博文講座教授”。香港中文大學(xué)多次欲授予他名譽(yù)博士,但他始終婉拒,直到1997年回歸后他才欣然接受,因?yàn)榇藭r(shí)他終于能在中國(guó)人面前鞠躬。如他在諾獎(jiǎng)致辭上所言:我為自己的中國(guó)血統(tǒng)和背景而感到驕傲。
在中國(guó)科技發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),楊振寧的建議始終務(wù)實(shí)而精準(zhǔn)。改革開放初期,他建議國(guó)家應(yīng)優(yōu)先將科技經(jīng)費(fèi)用于應(yīng)用與轉(zhuǎn)化階段;而當(dāng)經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)后,他又積極推動(dòng)國(guó)家建設(shè)大型基礎(chǔ)科學(xué)裝置——包括X射線自由電子激光器、散裂中子源等項(xiàng)目。此外,他還推動(dòng)設(shè)立邵逸夫獎(jiǎng)、何梁何利獎(jiǎng)、求是獎(jiǎng)等科學(xué)基金,讓更多中國(guó)科學(xué)家得到應(yīng)有的肯定。1996年,求是基金會(huì)為屠呦呦等人頒出“集體成就獎(jiǎng)”,邵逸夫獎(jiǎng)如今也成為一項(xiàng)聲譽(yù)卓著的大獎(jiǎng)。
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▲2014年,第11屆邵逸夫獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮
2003 年,81 歲的楊振寧全職回到清華園,把余生精力傾注于祖國(guó)科技振興。他將清華住所命名為 “歸根居”,字里行間是 “落葉歸根” 的篤定,以此表達(dá)他對(duì)中華文化的深厚情感和歸屬感。如他所言“我知道我沒有變”。
1971年第一次回國(guó)時(shí),鄧稼先在給楊振寧的信中描述了自己的期望:“但愿人長(zhǎng)久,千里共同途”。彼時(shí)楊振寧尚未完全明白其意。50年后,在他百歲華誕慶典上,他緩緩地說:
“稼先,我懂你‘共同途’的意思,
我可以很自信地跟你說,
我這以后五十年是符合你‘共同途’的矚望,
我相信你也會(huì)滿意的。再見!”
燈光打在他銀白的頭發(fā)上,也照亮了一個(gè)世紀(jì)科學(xué)家的靈魂。他后半生,證明了科學(xué)與祖國(guó),可以走在同一條共同的路上。
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▲2021年楊振寧在百歲華誕慶賀會(huì)上
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