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楊振寧與李政道當(dāng)年的友誼與情趣

2022/08/01
導(dǎo)讀
宇稱研究過程中的一些軼事
    7.31
知識分子The Intellectual

楊振寧和李政道 | 普林斯頓IAS 圖源[4]


 導(dǎo)  讀




在科學(xué)作家伯恩斯坦那篇介紹宇稱問題的普及性文章中,透露了楊振寧、李政道在普林斯頓、布魯克黑文等地合作研究的一些情況,以及他們之間的親密關(guān)系與業(yè)余消遣。當(dāng)年的許多同事也記得 “兩個聰明的中國人” 在辦公室里討論問題的情況,后來擔(dān)任布魯克黑文國家實驗室主任的戈德海伯還講述了一段物理學(xué)家費曼插科打諢的趣事。通過引述這些軼事,作者贊美楊、李兩人當(dāng)年的合作、友誼、歡樂與激情。

本文原系劉鈍教授近期發(fā)表在《科學(xué)文化評論》上的一篇文章,《知識分子》今天發(fā)表其第一部分。


撰文 | 劉鈍(中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所/清華大學(xué)科學(xué)史系)
責(zé)編 | 陳曉雪

 ●                   ●                    


20世紀(jì)50年代的普林斯頓高等研究院,群英薈萃,眾星云集,楊振寧、李政道就在其中。掌門人奧本海默(Julius Oppenheimer,1904-1967)當(dāng)年說過一句話:他最喜歡看到的景象,就是楊振寧、李政道這兩個年輕的中國人一起走在普林斯頓的草地上。

楊、李二人的同事中間,有一位哈佛畢業(yè)的博士后伯恩斯坦(Jeremy Bernstein,1929-),他的物理學(xué)功底在諸多天才中間不算突出,可是論起舞文弄墨來算得一把好手,后來成為一些著名雜志的科學(xué)專欄作者。此公又喜歡八卦,那篇惹事的《宇稱問題》[1],就是他發(fā)表在1962年5月12日出版的《紐約客》上的。本文無意追索文中有關(guān)兩個朋友失和的隱形爆料,恰恰相反——筆者在伯氏八卦中讀到的是青春、友誼,以及他們對傳統(tǒng)文化的熱愛和業(yè)余消遣。

圖1 伯恩斯坦發(fā)表在《紐約客》上的《宇稱問題》首頁

1

李、楊打卦問前程

根據(jù)伯恩斯坦的敘述,李政道曾對他講:“神奇的預(yù)言有時候會讓你不得不改變思維方向?!?/span>(The Prophecies sometimes set your mind off into new directions.)

1959年11月26日正逢美國感恩節(jié),又是李政道33歲生日(注1),李、楊兩個家庭團聚時,兩年前摘得諾貝爾獎桂冠的一對朋友玩起了占卜游戲。他們用投擲三枚硬幣統(tǒng)計正反面的方法代替易經(jīng)中的揲蓍草,具體來說就是令正面為陰對應(yīng)數(shù)值2、背面為陽對應(yīng)數(shù)值3,投擲三枚硬幣后所得數(shù)值之和為9、8、7、6之一,奇數(shù)為陽,偶數(shù)為陰,相當(dāng)于《周易》筮法中的 “三變得一爻”;如此重復(fù)六次即 “十有八變而成卦”(注2)。他們求問的是基本粒子物理在今后20年內(nèi)是否會有突破,得到的卦象是第五十三卦 “漸”:


接著伯恩斯坦賣弄了一番不知從哪里躉來的《周易》[2] 知識,稱其 “是中國上古智慧的結(jié)晶,古代哲人據(jù)此從日常事物和生活經(jīng)驗論述人生哲理,與西方《圣經(jīng)》相似”?!皾u” 卦又稱 “風(fēng)山漸”,屬于非常吉利的上上卦;至于卦象的意義,按照《李政道評傳》作者的轉(zhuǎn)述:“下艮上巽相疊。艮為山,巽為木,山上有木逐漸成長,山也隨著增高,表現(xiàn)逐漸進步的過程。漸卦的主卦辭是:’漸,女歸吉,利貞?!?用現(xiàn)代的話來說是:‘女子出嫁是吉利,利于堅持下去?!?伯恩斯坦文中說,正是由于這一卦,李政道得以從統(tǒng)計力學(xué)中解脫,全力以赴重新聚焦基本粒子理論?!?/span> [3]

最后這句話不知根據(jù)何在?筆者仔細檢閱了伯恩斯坦的文章,沒見到這一表述,估計是《李政道評傳》作者根據(jù)伯文前面提到李、楊在統(tǒng)計力學(xué)方面合作過的事實發(fā)揮的。伯恩斯坦似乎也不懂《周易》經(jīng)文的結(jié)構(gòu),他很可能參閱了某個英譯本,內(nèi)中把 “漸” 譯成 “發(fā)展”(development),又抄錄了部分象辭與全部爻辭的譯文(注3),最終加上自己的選擇性解說。如 “山上有棵樹”(On the mountain a tree)、“野雁逐漸靠近高原”(The wild goose gradually draws near the plateau)、“野雁逐漸接近云層”(The wild goose gradually draws near the cloud heights)、“野雁逐漸飛向頂端”(The wild goose gradually draws near the summit)等等,顯示一個循序漸進的過程,且都是吉兆。[1]

李、楊是否真的打卦問前程,當(dāng)事人不說我們已難考證,猜想伯恩斯坦憑空杜撰的可能性很小,多半是從李先生那里聽說過事情梗概,而后者是作為一個輕松談資拋出來的,自己也未必當(dāng)真。不過伯氏轉(zhuǎn)述的這一故事倒是透露出兩個中國物理學(xué)家當(dāng)年的友誼與情趣,以及他們對中國傳統(tǒng)文化熟悉的程度。其實伯氏要用這段故事做哏,只需引用 “漸” 卦的篆辭就可以了,其文為:“漸之進也,女歸吉也。進得位,往有功也。進以正,可以正邦也。其位,剛得中也。止而巽,動不窮也?!?[2]

無論如何,粒子物理在1957年后的發(fā)展的確如山高樹長、持續(xù)前進。趙天池寫道:

近代基本粒子物理的突破點是1957年宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)。從這個起點算起,基本粒子物理理論一步一步走來,花了幾十年時間,最終形成了現(xiàn)今被稱為 “基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型” 的一個相當(dāng)完善的體系。粗略地數(shù)起來,攀登上這一人類文明頂峰的重要里程碑有

1957年:宇稱、電荷共軛、時間反演不守恒發(fā)現(xiàn)1958年:弱相互作用V-A理論創(chuàng)建1959-1961年:弱相互作用和電磁相互作用統(tǒng)一模型建立1961年:介子8重態(tài)、重子10重態(tài)發(fā)現(xiàn)1961年:強相互作用SU(3)規(guī)范對稱性創(chuàng)建1961-1979年:強相互作用量子色動力學(xué)QCD建立1964年:希格斯(Higgs)機制和希格斯粒子提出1963-1967年:基于SU(2)×U(1)的弱電統(tǒng)一規(guī)范場論成型1964年:夸克-膠子(quark-gluon)模型提出1973年:量子色動力學(xué)和漸近自由理論發(fā)明1974-1977年:陶輕子τ(τ-lepton)實驗發(fā)現(xiàn)1975年:粲夸克c(charm quark)實驗發(fā)現(xiàn)1977年:底夸克b(bottom quark)實驗發(fā)現(xiàn)1979年:膠子實驗發(fā)現(xiàn)1983年:弱相互作用中間玻色子W±、Z0驗發(fā)現(xiàn)1995年:頂夸克t(top quark)實驗發(fā)現(xiàn)2012年:希格斯粒子H(Higgs)實驗發(fā)現(xiàn) [3]

圖2 楊振寧和李政道在普林斯頓高等研究院的辦公室里討論問題 | 圖源: 普林斯頓IAS

2

伯恩斯坦繼續(xù)炫耀中國文化知識

伯恩斯坦文中還介紹了楊、李二人的出身、教育背景與來美后的經(jīng)歷,他們對中國文化與藝術(shù)的興趣,以及各自的家人等。

文中完整引錄了楊振寧1957年12月10日在諾貝爾獎頒獎宴會上的致辭,內(nèi)中提到義和團戰(zhàn)爭是 “雙方的野蠻的屠殺和可恥的掠奪”,歸根到底是 “驕傲的中國人挫敗與憤怒的感情宣泄,他們遭受著日益加重的外來壓榨和內(nèi)部的腐化墮落”。楊在致辭結(jié)尾時說:“我是中國和西方兩種文化共同的產(chǎn)物,二者既有沖突也有協(xié)調(diào)。我想說,我既為我的中國根源和背景感到驕傲,也為我獻身于現(xiàn)代科學(xué)而感到滿意?,F(xiàn)代科學(xué)是人類文明起源于西方的一部分,對于它,我將繼續(xù)奉獻我的努力。” [1]

與此同時,李政道受邀為公眾演講,聽眾主要是瑞典的大學(xué)生。伯恩斯坦對李政道演講中提到的《西游記》很感興趣,相當(dāng)完整地敘述了“猴子”的故事,從猴王出世到大鬧天宮,直到與如來佛斗法。最后是李政道從這個故事中引出來的結(jié)論:“在尋求知識的過程中,我們可能會在某一刻獲得飛快的進步。但是我們必須牢記,即使來到佛的手指下面,距離絕對真理還十分遙遠?!?/span>(注4)

伯恩斯坦以另一個八卦故事作為全文的結(jié)尾:那是1961年6月21日,打卦的人是生于荷蘭的猶太裔理論物理學(xué)家派斯(Abraham Pais,1918-2000),他也是楊、李二人的朋友與普林斯頓高研院的同事。派斯求問的是:是否存在一個有關(guān)強相互作用、電磁作用與弱相互作用的統(tǒng)一理論?卜得的結(jié)果是第五卦 “需”:


伯恩斯坦引用的譯名是 “等待”(waiting)。此卦下方乾代表天,上方坎代表云,因此卦象是 “云升上天,君子吃喝”(Clouds rise up to heaven…… Thus the superior man eats and drinks);而 “如果你真誠,就將獲得光和成功,毅力帶來好運,可以涉過大水”(If you are sincere, you have light and success. Perseverance brings good fortune. It furthers one to cross the great water)。這里顯然是 “需” 卦的象辭與卦辭(注5),括號中的譯文大體不錯,唯卦辭中的 “孚” 字或有歧義(“孚” 或訓(xùn)作 “俘”,一說象征捉到俘虜或者獲利;或作 “孵”,如同禽鳥孵卵有固定時節(jié),這里引申譯作 “毅力”,與 “等待” 切合。)

不同于對楊、李所占 “漸” 卦的解釋,伯恩斯坦下面沒有引用爻辭,而是用了一段不知何人寫的注(疏)作為本次占卜的結(jié)論:“當(dāng)云升騰至天際,就是將要下雨的征兆。此時除了等待下雨外沒有任何事情要做。生活中也是同樣道理,起作用的是命運。在時機成熟之前我們不要操心和企圖通過干預(yù)事物來謀求型塑未來。我們需要帶著愉悅和歡樂、安靜地用飲食來強化自己的身體與心靈?!?/span> [1]

接著伯恩斯坦寫道:“李和楊正滿懷愉悅和歡樂地等待著、工作著?!?他就用這句話結(jié)束了《宇稱問題》。

派斯問卜不久,弱相互作用與電磁作用的統(tǒng)一理論就被建立起來了,而包括強相互作用與引力在內(nèi)的大統(tǒng)一理論(GUT),至今仍在前沿理論物理學(xué)家的努力與等待之中。

圖3 派斯、戴森、楊振寧、李政道(左起)在普林斯頓高等研究院的草地上 | 圖源:普林斯頓IAS

3

楊、李隔空演草與費曼攪局

在同一篇《宇稱問題》中,伯恩斯坦繪聲繪色地講起楊振寧和李政道在辦公室里工作的情況,說盡管他們都能講英語,但在討論物理問題時則幾乎全用中國話,因此旁聽者只能從偶爾冒出來的一些英文術(shù)語猜測他們的對話內(nèi)容,或者時而聽到類似 “哦,現(xiàn)在我了解了”(Oh, I see now)這樣的英語短句。關(guān)于他們討論問題的場所與獨特方式,伯恩斯坦寫道:

作為一名物理學(xué)家,我曾多次無意聽到他們兩人之間的工作對話。一個在普林斯頓或布魯克黑文與他們的辦公室毗鄰的人,幾乎總是能無意地聽到他們的聲音。他們對工作都帶著濃厚的興致,通常扯開嗓門爭論。他們以極大的樂趣投入彼此間的計算競賽,由于兩人都是極為敏捷的思考者,觀看或傾聽他們的工作,會是令人振奮但有時又耗費精力的體驗。[1]

他還提到1961年夏天在歐洲核子研究中心與李政道的一次談話,起因是紐約大都會博物館即將展覽臺北故宮博物院若干珍貴收藏,李向他介紹中國藝術(shù)與書法,講話時很富表現(xiàn)力地揮舞雙手。還說 “他和楊在沒有黑板與紙筆進行計算時,就用手指在空中寫字。李告訴我這是在(抗日)戰(zhàn)爭期間養(yǎng)成的習(xí)慣,當(dāng)時紙張嚴(yán)重匱缺?!?/span> [1]

在西方學(xué)習(xí)或生活過的中國人可能會有這樣的體會:即使受過很好的教育、舉手投足都很斯文的人,說話聲音較之西方同事似乎偏大一些,特別是在沒有意識到第三者能夠聽到的場合。臺灣學(xué)者江才健在寫作《楊振寧傳》時采訪了許多當(dāng)事人,關(guān)于楊、李二人在辦公室高聲討論與隔空演草的情況,他們當(dāng)年的同事,后來擔(dān)任布魯克黑文國家實驗室主任的戈德海伯(Maurice Goldhaber,1911-2011)提供了如下的證詞:

楊振寧和李政道扯開嗓門,并且用手指在空中凌空計算,是許多認(rèn)識他們的物理學(xué)家都看過的景象。有一次楊振寧和李政道正在布魯克黑文的辦公室里這樣地進行物理工作,一向以好促狹著稱的物理學(xué)家費恩曼剛好走過,于是就走進辦公室,并且也開始用更大的聲音講話,李政道就講得更大聲,這個時候楊振寧注意到了,于是放小了聲音。[4]

4

畫外音

圖4 楊振寧、李政道在1957年諾貝爾獎頒獎典禮上 | 圖源網(wǎng)絡(luò)


楊振寧與李政道的學(xué)術(shù)合作始于1949年,在此之前三年他們在芝加哥大學(xué)已成為好友。1957年是兩位青年才俊的高光時刻,他們的獲獎?wù)撐牟粌H對困惑粒子物理學(xué)的 “θ-τ之謎” 作了回應(yīng),而且對空間反演不變性與電荷共軛不變性的實驗進行了系統(tǒng)考察,他們給出的建議導(dǎo)致了物理學(xué)理論根本結(jié)構(gòu)的巨大轉(zhuǎn)變,并引出了包括弱電統(tǒng)一理論、基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型及近年來一系列重要發(fā)現(xiàn)在內(nèi)的偉大成果。

楊、李當(dāng)年挑戰(zhàn)的是所有理論物理學(xué)家都視為普遍規(guī)律的守恒普適性,從他們各自的陳述可以知道,這是兩個人反復(fù)討論、多次辨難切磋的結(jié)果,不應(yīng)該也不能夠以某一次討論、某一個細節(jié)或某個第三者的陳述,來確認(rèn)或排斥其中一個人的貢獻。對弱相互作用宇稱守恒的質(zhì)疑,是楊、李二人密切合作的結(jié)晶。他們的共同朋友派斯說:

迄今為止李和楊對物理學(xué)所作的主要貢獻——宇稱守恒,在兩年前的物理學(xué)領(lǐng)域從來未被實驗檢驗過,兩年前實驗雖多(有β衰變、π衰變、μ衰變),但還不足以說明它們檢驗了這個定律;他們兩人指出,這一系列實驗必須在討論了它們的實驗條件以后才能作出判斷和得出結(jié)論。

楊和李的許多關(guān)于基本粒子的論文都含有推測的成分,例如他們對重費米子守恒定律的建議,或?qū)τ罘Q共軛的建議。但他們都同樣建議用實驗來檢驗他們的推測,雖然他們有時失誤,卻錯得十分有品位,而且他們還有勇氣再試一次。

李政道和楊振寧的工作具有其獨特的品位和獨創(chuàng)性,反映出他們對物理學(xué)的敏銳洞察力和對形式的深刻感知力。他們的建議總是被理論物理學(xué)家和實驗物理學(xué)家探索求證。就這點而言,他們很有點像后期的費米。[5]

圖5 四位意氣風(fēng)發(fā)的理論物理學(xué)家:派斯、李政道、楊振寧、戴森(左起)圖源:普林斯頓IAS


楊、李失和是一件令人遺憾的事情。本文作者沒有資格對此加以評論,也厭惡那些道聽途說斷章取義的妄評。楊、李二人都為人類的科學(xué)事業(yè)、母國的尊嚴(yán)與繁榮作出了偉大貢獻,如今兩位耄耋期頤的老人享受著寧靜而幸福的晚年生活,祝福他們健康長壽。結(jié)束這篇文字的時候,奧本海默當(dāng)年最樂于看到的溫馨畫面——楊振寧、李政道這兩個年輕的中國人一起走在普林斯頓的草地上,如同電影一樣生動地浮現(xiàn)于作者的腦海。


原刊于《科學(xué)文化評論》2022年19卷2期,感謝方在慶研究員提供資料和寶貴建議。


注釋:

注1: 按李政道1926年11月25日生于上海,此處應(yīng)為“剛過完33歲生日”

注2: 這里要強調(diào)一下:兩位帥哥用如此復(fù)雜的操作獲得爻和卦——既不是簡單地用一枚硬幣投擲六次,也不是所謂的“金錢卦”占法——完全是為了符合《周易?系辭傳上》中描述的生卦程序。

注3: 《周易》“漸”卦的卦辭和爻辭是:“漸:女歸吉,利貞。初六,鴻漸于干,小子厲有言,無咎。六二,鴻漸于磐,飲食衎衎,吉。九三,鴻漸于陸,夫征不復(fù),婦孕不育,兇;利御寇。六四,鴻漸于木,或得其桷,無咎。九五,鴻漸于陵,婦三歲不孕;終莫之勝,吉。上九,鴻漸于陸,其羽可用為儀,吉?!币淖訹2]孔穎達,1979,頁六三。

注4:  原文是“In our search for knowledge, we may be making rapid progress. But we must remember that even at the bottom of the Buddha’s finger we are still very far from absolute truth.”

注5:  按《周易》“需”卦的卦象是“云上于天,需。君子以飲食宴樂”;卦辭是“有孚。光亨貞吉。利涉大川。”引文自[2]孔穎達,1979,頁二三。

 參考文獻:
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1. Bernstein, J. A Question of Parity. New Yorker. 12 May, 1962: 49-104.

2.孔穎達. 周易正義. 十三經(jīng)注疏(上冊)影印本. 北京:中華書局,1979.

3. 趙天池. 天語物道:李政道評傳. 北京:中國計劃出版社,2017.

4.江才健. 規(guī)范與對稱之美——楊振寧傳. 廣州:廣東經(jīng)濟出版社,2011.

5. 派斯著/肖雪、肖潤喜譯. 我認(rèn)識的李政道與楊振寧. 科學(xué)文化評論. 第7卷第6期. 2010. 95-101.

制版編輯 | 姜絲鴨



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