不知不觉杨振宁迎来了百岁生日【回帖更新三联专刊:《杨振宁|天才:创造力与平衡感》】

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angelene
楼主 (北美华人网)
在清华大学举办的杨振宁先生学术思想研讨会——贺杨先生百岁华诞上,杨先生和夫人翁帆牵手出席!


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florenced
厉害啊
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firstautumn
有点恐怖
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archie
没想到啊 可太能了
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Esacpe
今天,是中国科学院院士、著名物理学家杨振宁100岁生日。1957年,杨振宁因提出弱相互作用中宇称不守恒原理,与李政道一起获得诺贝尔物理学奖。他提出的“杨-米尔斯规范场”论是20世纪物理学最为重要的成就之一。 本刊于今年7月推出《杨振宁|天才:创造力与平衡感》专刊,以下节选文章,记录的正是杨振宁从一个天才学生走向诺贝尔奖的历程。

抵达美国之初  1945年8月底,刚满23岁的杨振宁坐上了从昆明飞往加尔各答的飞机,等了三个月后终于登上了“斯图亚特将军号”(USS General Stewart),并于1945年11月24日抵达纽约港。 2个月后的1946年1月,杨振宁见到了恩利克·费米。这是杨振宁最钦佩的物理学家之一。杨振宁从书本上读过许多关于费米的故事。费米擅长计算,最为著名的是关于原子弹爆炸威力的计算。 1945年7月,第一枚原子弹在美国的新墨西哥州试爆,费米当时在试爆点,他手中握了一些碎纸片,当原子弹的震波传到他所在的基地营,他就让手中的纸张碎片落下,然后根据纸张散布的距离,推算出这个原子弹的能量为两万吨TNT炸药威力。后来被证明是惊人的准确。 著名物理学家费米。上世纪40年代,芝加哥大学物理系的研究水准在世界范围内数一数二,费米是学生们最喜欢的老师之一 进入20世纪以后,爱因斯坦、狄拉克、费米,三位物理学家影响和拓展了整个物理学的发展方向。其中费米的β衰变理论,使得量子场论成为真正的物理理论,成为粒子物理的理论框架,1942年12月,费米在芝加哥大学体育场的壁球馆里,试验成功了世界上第一座受控核反应堆,人类由此进入核时代。此时,费米才41岁。 在杨振宁眼里,费米是现代物理学家中唯一一位既做理论,又做实验,而且在两个方面都有一流贡献的大物理学家,而自己理论基础厚重,但实践很薄弱。费米是导师的理想之选。 不过,当时费米在美国国家阿贡实验室工作,属保密性质,不允许外国人进入。费米随即介绍杨振宁去阿里森的实验室,阿里森是费米的老搭档,当时在芝加哥大学核研究所从事核物理和反应堆建造方面的研究。 杨振宁到阿里森实验室时,这个实验室正在建造一个40万电子伏的考克饶夫——瓦尔顿小型加速器,用来做一些低能核物理实验。杨振宁与实验室其他六七个研究生一起建设这个加速器,并在完成后用其做实验。  杨振宁在实验室里待了20个月,这是一个在芝加哥大学物理系广为人知的不如意过程。杨振宁在实验室里总显得笨手笨脚,阿里森特别喜欢说一个笑话:“Where there is a bang,there is Yang.”(哪儿有了杨,哪儿就会噼啪响!)杨振宁甚至为此得了一个绰号“黄色危险品”。更让杨振宁气馁的是,他逐渐发现自己在实验方面缺乏一种“敏感性”之类的东西。  芝加哥大学物理学家阿里森,上世纪40年代,杨振宁在阿里森的实验室待了20个月 1947年1月,杨振宁在给自己的老同学黄昆的信中谈到, “我虽然努力,可是没有做实验的天分。”芝加哥大学物理系教授泰勒看到了杨振宁的失落,他很清楚杨振宁的优势所在,1948年春天,这个眉毛异常浓密、言辞直接的犹太人跑到实验室来找杨振宁:“你做的实验是不是不大成功?”  杨振宁回答:“对了。” “你不必坚持一定写出一篇实验论文。”泰勒记得,杨振宁很失望,他没有直接回答杨振宁的问题,而是说回去考虑几天。 进入理论物理圈子 做出离开实验物理的决定,对于杨振宁来说,是不容易的。放弃实验物理,不只是承认自我在某个方面不足,更多的困难是需要杨振宁在个人发展和国家需要两个方面做出取舍。而国家需要至上,是他一直以来所受的教育主张和强调的。 杨振宁是通过庚款留学项目到的美国。在云南的8年里,西南联大曾掀起过三次从军热潮:第一次是在抗战初期,一些同学投笔从戎;第二次是1942年太平洋战争爆发前后,为协助中国空军美国志愿援华航空队(即“飞虎队”),部分外文系同学参加征调,担任英文翻译;第三次是为了配合中国远征军第二次入缅作战,不少学生投军。  杨振宁没有参与相关活动,他头脑中整天笼罩着物理和数学问题。1944年夏天,杨振宁从清华研究院毕业,取得了硕士学位。他希望自己能够有继续深造的机会。不久,教育部宣布,中断了三年的留美庚款,恢复招考,杨振宁立即报名。  庚款留学是“庚子赔款”后设置的留学生项目,最初用于资助中国学生出国留学,第一次招考是1909年,630人应考,录取了50人。清华校长梅贻琦,清华大学理学院院长叶企孙都是庚款留美学生。学成回国,是这些学生选择的报国道路。 30年代开始,梅贻琦和叶企孙等人开始主持庚款留学人才的选拔工作。接触最前沿科学的他们在选拔人才上有了更明确的考量:根据中国的长远发展和近期的急需,来确定留学生的专业和名额数。也因此,从1941年开始,教育部删掉了原计划中的英文、政治学、法律、工业经济四学门,改成医学(注重肺病治疗)、制药学、造林学、纺织工程四门。 1953年的芝加哥,年轻的学生们在公园休息(视觉中国供图) 1938年夏,郭永怀考取第七届庚款留学生,1956年回国,后来参与原子弹和氢弹的研制工作。钱伟长于1940年赴加拿大多伦多大学应用数学系学习,主攻弹性力学,回国后创立了中国第一个力学专业。 1943年的庚款留学强调航空和物理专业,物理考生全国只录取了一名,是22岁的杨振宁。其他录取的人还有洪潮生、钟开莱、吴仲华、沈申甫等人,对应的专业分别是无线电学、数学、内燃机专业、航空工程等。  洪潮生回国后致力于中国低温物理与低温技术研究;钟开莱则留在了美国,后来出任斯坦福大学数学系主任,为世界公认的20世纪后半叶“概率学界学术教父”;吴仲华创办了中国第一个燃气轮机专业,并参与制定了科学技术发展远景规划;沈申甫后来致力于航空航天领域,成了美国两院院士。 杨振宁被录取是带着学习高压电实验的任务的,在他的庚款留美的准考证上,在他报考物理项目下面明确注明了这一点,这意味着他要去做加速器物理的实验工作。按照规定,所有考生在出国之前,有一年的留学预备考察时间,会有专门的指导员负责考核该生的预备期间的表现,并帮助其明了国家需要。赵忠尧和王竹溪是杨振宁的指导员。两位都教过杨振宁,对他的能力和特长非常了解,为了人尽其才,他们给清华大学庚款委员会写了一封信,希望可以让杨振宁自由从事理论物理的研究,去普林斯顿大学深造。两人的提议并未获得应答。原因很简单,每个留学生都被赋予了填补国内学科空白的责任。 1945年去美国时,杨振宁只有23岁。对于他来讲,最初去美国的目的与其说是出于个人对学术的追求,更多的还是国家赋予的责任。“我总得回中国去,回国后,我觉得理论物理没有什么用,中国需要的是实验物理,所以我要做这方面的工作。”在去阿里森的实验室前,杨振宁对费米说。 1945年日本宣布投降时,纽约唐人街的华人聚集在一起庆祝 1948年,在泰勒找来几天后,杨振宁接受了对方的建议,专心写他的博士论文,这是杨振宁个人的一种解脱,杨振宁说“自己如释重负”,终于可以全力投入自己擅长和热爱的领域了。  1948年6月杨振宁得到博士学位,其博士论文是他进入对称与不变性(Invariance)领域的第一篇文章,紧接着又发表了在此领域中第二篇文章。杨振宁后来说:“这两篇文章使我一跃而成为用群论与场论分析对称的专家。那时此领域才刚刚开始,能在那时进入此领域是极幸运的。” 告别了实验物理后,杨振宁重新进入了以费米为首的顶级理论物理圈子。 围绕着费米,当时的芝加哥大学物理系形成了热烈的讨论氛围。他们中有杨振宁、李政道,以及后来成为美国核武器研制重要顾问、美国国家科学院院士的戈德伯格,1988年得到诺贝尔物理学奖的施泰因贝格尔,在等离子体物理理论方面做出巨大成就的罗森柏斯,等等。 费米将这群年轻的学生称为“baby scientist”:他们热情而又充满天赋,是未来物理学科的领袖人物。他们围着桌子四散坐开,讨论的问题范围极广,从星体的内部结构和演化,到黎曼几何学、广义相对论和宇宙学等等,参与者不拘形式,可以随便发言。 杨振宁的同学、美国核物理学家寒春后来将这些时间视为一生中最幸运的时刻,因为有一群聪明的同伴可以一同讨论物理。在这个顶级的学术圈子里,来自遥远中国的杨振宁颇为瞩目,即使上课时他总是谦逊地坐在教室后面。 “他的物理知识远远超过我们这些人,他根本可以做我们的老师。”戈德伯格惊讶于杨振宁在物理方面的天分。他还记得有一次考试,杨振宁10分钟就答完题目,走出教室,留下他们继续奋斗了一个小时。罗森柏斯对杨振宁的印象则是他非常愿意帮助别人,也曾经帮助他了解了一些物理问题。  李政道的天赋 进入20世纪以来,物理学在人们心目中彻底变了模样。物理学家不再满足于只从宏观层面上认识客观世界,随着爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的建立,他们的目光开始从自然现象深入到原子内部各层次的微观组成结构及其运动形态和转变规律,以粒子物理和统计物理为代表的现代物理学世界开始初步搭建起来。  在研究方法上,理论物理学的探索过程也发生了一个根本转变,原本物理学的发展是由实验延伸到方程、规律乃至整个理论体系,如经典力学、电磁学、热力学等都是遵循这样的途径;在狭义相对论以后,这个过程被倒转过来,物理学家首先是建立方程、理论框架,然后再回到实验,由实验来验证理论的真理性。理论物理学家们迎来了最好的时代。 一直到进入芝加哥大学为止,无论从哪个维度来看,杨振宁都是顺利和幸运的。他最早在数学领域显示出天分,因为一位顶级数学家父亲的存在,他的天分得以被保护,并加以拓展。他对物理学产生兴趣时,又遇到了中国与前沿最为接轨的一批物理学家,在他们的引导下进入到最有前途的领域,他的数学天赋帮他拓展了物理学的边界。 芝加哥大学有着热烈讨论物理学的氛围,聚集着最为顶尖的科学家群体(摄于1936年) 他唯一的挣扎是待在实验室的两年,在这个过程中,他清醒地意识到自己不是一个动手能力强的人。不过,对于他整个研究生涯和人生历程来讲,仅是很短小的一个插曲。  50年代,杨振宁已经离开芝加哥大学,进入到普林斯顿高等研究院工作。杨振宁在普林斯顿高等研究院最初被物理学界关注到是关于伊辛模型的推导。伊辛模型是一个可以提供非常丰富物理内容的模型,不仅可以用来描述晶体的磁性,还可以用来描述包括液氦到超流态的转变、液体的冻结和蒸发、森林火灾等非常广泛的现象。自从德国物理学家愣茨教授1920年提出模型,他的学生伊辛1925年求出一维模型的解以来,求解二维、三维模型的精确解一直是物理学家追求的梦想。 1949年11月初的一天,在往返于普林斯顿大学与研究所之间的街车上,研究所的一位博士后告诉杨振宁,物理学家考夫曼简化了昂萨格的方法,可以通过2n个一系列“反厄米特矩阵”推导出伊辛模型,杨振宁在芝加哥大学期间曾作过相关的推导。一回到研究所,他就根据自己曾经的经验,很快掌握了考夫曼的推导方法,他沿着对方的计算继续推导下去,求解出二维伊辛模型的自发磁化强度。 这篇文章之前,二维伊辛模型只是被认为是有趣的数学问题,但这篇文章之后,二维伊辛模型的很多性质被认为与物理现象很接近。这成为杨振宁在统计物理领域的重要起步,也为他日后在这一领域的成就奠定了基础。 1955年,杨振宁33岁,在研究院获得终身职位——这样的职位只有20多个。杨振宁在普林斯顿高等研究院待了17年,这是他一生创造力最为丰富的阶段。  跟其他理论物理学家单打独斗的研究风格不一样,在中国文化熏陶中长大的杨振宁开放,善于沟通、交流,很愿意与他人合作,包括后来获得诺奖的宇称不守恒定律以及后来被物理学界公认为杨振宁一生最高成就的杨-米尔斯理论都是合作的结果。  物理学家戴森曾经概括杨振宁取得成功的三个重要特点,其中一个就是团队精神。杨振宁众多的合作者里,最重要的一位便是李政道。李政道比杨振宁小四岁,同样来自西南联大。他来美国的途径与杨振宁不同。 1947年,杨振宁(左)、朱光亚(中)、李政道在美国密歇根大学研究生院(人民视觉供图) 1945年,第一颗原子弹爆炸后,国民政府意识到了核武器的威力,决定遴选学生出国学造原子弹。吴大猷推荐了李政道,当时李政道才19岁,读大二。与他一起入选的还有日后组织领导中国原子弹、氢弹研究设计的朱光亚,曾担任国防科技大学副校长的孙本旺以及成为台湾“中央研究院”院士的徐贤修等五名学生。 1926年,李政道出生于一个中产阶级家庭。他的曾祖父、祖父、伯祖父都是东吴大学(今苏州大学)的主要创办人。因为战争,李政道小学、初中和高中都未完成学业,全部依靠同等学力升学,后在西南联大旁听并就读。 1946年秋天,李政道在杨振宁之后抵达美国,导师是费米。两人见面时,李政道20岁,杨振宁24岁。两人最早的一次合作并不是做物理学方面的研究,而是参加芝加哥一家报纸举行的字谜竞赛活动,有点像联字猜想。第一名的奖金大约要超过5万美元,这个数目极具吸引力。 杨振宁和李政道与其他几名研究生组成小组参加比赛,报名费为8美元。他们又花了40美元买了两卷未删节的《韦伯新国际字典》,这是此次竞赛的正式指定字典。他们在解答了第一组难题之后进入“加赛”,在彻底研究了题目之后,他们提出了两组解。几天后,他们得知,因为提出了过多的解,他们被取消了竞赛的资格。 在费米指导下,李政道在芝加哥大学获得物理学博士学位,他的博士论文《白矮星的含氢量》被芝加哥大学誉为“有特殊见解和成就”,列为第一名。校长罗伯特·哈钦斯在授予他博士学位证书时特别指出:“这位青年学者的成就,证明人类在高度智慧层次上,东方人和西方人具有完全相同的创造能力。” 赏心悦目的风景 1951年暑假,在杨振宁进入普林斯顿高等研究所的第二年,李政道也来了,两个人开始了黄金合作期。因为比李政道大上几岁,杨振宁一直认为自己像个兄长一样照顾李政道。他说,李政道吸收新知识的速度非常快,而且兴趣广泛,虽然他们两人大都不喜欢看别人的文章,但是李政道看得多一些。  在李政道眼里,杨振宁极端聪明有天赋,“他的品味比较倾向于数学,和我自己的互补。我们曾经对各种问题公开地讨论,而这些经常是十分热烈的讨论,对于我的发展,特别是在我那些成长年代中的发展,有着重要的影响”。 1951年,两个人的交往已经不只是学术和个人友谊间的往来,而是扩展到两个家庭。杨振宁于一年前结婚,他的妻子杜致礼是杜聿明长女,出生于1928年,比杨振宁小6岁,是他曾在西南联大附中教过的学生。同一年,23岁的李政道与秦惠莙结婚。  杨振宁和李政道两家都住在古德曼路,杨家是3F号,李家是3E号,是邻居。1951年,杨振宁的大儿子杨光诺出生,第二年,李政道迎来大儿子李中清。两家人来往密切,常常一起出游,去中国餐馆吃饭,孩子们也经常在一起玩。 1957年12月10日,诺贝尔颁奖典礼上,本年度物理学奖获得者杨振宁(右)和李政道坐在一起(视觉中国供图) 在普林斯顿高等研究院,杨振宁和李政道两人在统计力学领域进行合作研究。1951年秋,他们写了两篇统计力学论文,针对统计力学的相变理论首次给出了不同热力学函数的严格定义。在此基础上他们发现不同的热力学函数在有相变的情况下是不可解析延拓的。  李政道和杨振宁的这个发现推翻了统计力学领域里由迈耶(J.Mayer)、玻恩(M.Born)和乌伦贝克(G.E.Uhlenbeck)等建立的相变基本观念,标志着相变问题严格处理的新开端。 这两篇论文吸引了爱因斯坦的注意。 爱因斯坦当时已经72岁,他从1933年受聘后一直待在普林斯顿高等研究院。杨振宁和李政道抵达普林斯顿时,爱因斯坦已经退休了,致力于统一场论的研究。他邀请了两个年轻人到办公室进行了长谈。爱因斯坦问了几个物理问题,如巨正则系统的基础、晶格气的物理意义以及配分函数之根本分布等细节。 5位年轻的科学家对爱因斯坦进行访问,爱因斯坦告诉他们,科技只有和人类的价值观相结合,才能造福人类(摄于1952年) 从1956年到1962年,杨振宁和李政道共同写了32篇论文,范围从粒子物理到统计力学。“合作紧密而富有成果,有竞争也有协调。发挥出我们每个人的最大能力。合作的成果大大多于每个人单独工作可能取得的成果。”李政道说。 和两人都熟识的物理学家伯恩斯坦(Jeremy Bernstein)曾经写过一篇文章,描述两人的科学合作:他们两个人都能说中文和英文,但在讨论物理问题的时候,几乎完全是用中文,因此旁听者只能够偶尔猜测一些听起来有些熟悉的单词,是杨、李无法找到合适中文翻译的物理名词,或者有时候可以听到像是“哦,现在我了解了”这样的英文短句。 普林斯顿高等研究院院长奥本海默则说,自己最喜欢看到的风景,就是杨、李两个人走在普林斯顿的草地之上,特别的赏心悦目。 走向诺贝尔奖 20世纪以来,对称性成为整个物理学的基石。物理学家认为,若某事物、某性质、某规律在某种变换之后仍保持不变就称为具有对称性。 不管是相对论的提出,还是量子力学的发展,都依赖于对称性。可是到了20世纪50年代中期,物理学家们突然觉得所有人都被关在了一个黑屋子里,他们发现了用对称性解释不了的问题。“他知道在某一个方向一定有一个门可以走出去,但是这个门在哪个方向呢?” 让众多物理学家疑惑不已的问题是当时发现的一批新粒子。1930年以来发现的其他粒子,都有一个反粒子,质量相等,当二者碰到一起时它们就互相湮灭,变成各种类型的能量。但新的这批粒子却呈现出不一样的特点。尤其让人诧异的是θ和τ两种粒子。  这两种粒子无论是电荷、自旋还是质量都一模一样,它们生命都很短,会很快衰变成其他的粒子。奇怪的是衰变结果却不一样:θ粒子在衰变的时候会产生两个π介子,而τ粒子在衰变的时候会产生三个π介子。这是与对称性不相符合的。物理学家们试图解释两个粒子不是同一种粒子,结果在做了实验后却发现,对θ和τ的质量的测量越来越精细,结果却越来越证明θ和τ的质量是完全相同的。 这个难题引起了整个物理学界的探讨。1956年举行的第六届罗彻斯特会议是国际高能领域最重要的物理会议,大家的关注点依然是θ-τ之谜。有物理学家提出宇称可能不守恒的假设去解释上述问题,但他没有勇气提出来,只得委托另外一名物理学家费曼(Feynman)帮忙提出。 美国物理学家费曼(左)与杨振宁在讨论问题(摄于1955年) 杨振宁在发言后针对这一想法做了讨论。会议结束后,杨振宁和李政道开始了大量的计算。他们的目标很明确,即关于弱作用中宇称守恒,在没有实验支持的情况下,却一直为人们长期相信,我们怎么知道这一规律一定正确?他们接连三个星期进行了紧张的工作,最终写出了一篇名为《弱相互作用中的宇称守恒质疑》的论文。杨振宁曾描述过当时他们对这一问题的见解的感受:“事实上,这是令人吃惊的。但是更令人吃惊的是,物理学家所熟知的空间-时间对称定律很可能要被破坏掉。这一前景我们过去没有想过,而是在做各式各样的努力去解θ-τ之谜遭受失败之后强迫我们得到这一结论的。” 在论文的其余部分,他们给出了需要做的实验的详细介绍。杨振宁记得,1956年6月,他们把这些结果写成预印本,寄去《Physical Review》,也寄了很多份给同行们。很快就收到一致的回应:宇称绝对不会不守恒,杨、李所建议的实验都是浪费时间与资源。即使是一直在普林斯顿高等研究院的著名理论物理学家戴森,在看了两遍已经发表在《Physical Review》上面的论文后,也只是认为文章“很有意思”。 20世纪最伟大的理论物理学家之一泡利,是首先提出中微子概念的人。在1957年1月17日给朋友的信中,泡利写道:“我不相信上帝是个轻度左撇子,我愿意拿一大笔钱来打赌。” 大部分实验物理学家对于杨振宁和李政道给出的实验内容是不看好的。他们认为验证的实验相当复杂,而且很有可能最后的结果还是证明宇称是守恒的。这时候,哥伦比亚大学副教授、华裔物理学家吴健雄决定由她所在的实验室来做这一实验。 物理学家吴健雄 吴健雄44岁,1956年之前,已因在β衰变方面所作过的细致精密又多种多样的实验工作而为核物理学界所熟知。杨振宁曾回忆说,上世纪50年代,在吴健雄之外,他们也和其他科学家谈过有关实验验证宇称是否守恒的问题,但只有吴健雄看出其重要性,“在那个时候,我并没有押宝在宇称不守恒上,李政道也没有,我也不知道有任何人押宝在宇称不守恒之上。吴健雄的想法是,纵然结果宇称并不是不守恒的,这依然是一个好的实验,应该要做,原因是在过去,β衰变中从来没有任何关于左右对称的资料”。 吴健雄出生于江苏苏州,毕业于国立中央大学(今南京大学)物理系。她是上海人,讲英语有浓重的上海口音。她比杨振宁早10年抵达美国,作为一个女性,她在学界的经历一直不算顺利。在伯克利大学的第二年,她成绩很好,想要申请奖学金,可那时的美国对中国学生很歧视,系主任因为担心董事会有意见,只给了她很少的助读金。 吴健雄1945年开始进入到β衰变领域,到50年代初期,未满40岁的吴健雄,已经在β衰变这个物理科学既重要又相当繁复困难的领域中,享有了最权威的地位。可她依然没有获得哥伦比亚大学物理系的教席,只有一个接近教席的研究员地位,有一些研究生跟随她做研究。在1951年以前,吴健雄在哥大物理系的同事也曾经在升等会议上提出,讨论是否应给予她教席的地位,但遭到了一手发展哥大物理系、在物理系中有一言九鼎地位的大科学家拉比的反对。他反对的主要理由,只因为吴健雄是一位女性。 这一系列的不愉快反而激发了吴健雄的个性和决心。1956年,吴健雄开始做相关的实验。她为此特意取消了去东亚的学术会议,这原是她1936年离开中国以后,20年来头一次回到东亚去。 这个实验面临着两个核子物理实验从未有过的挑战,一是要让探测β衰变的电子探测器在极低温的环境下还能保持功能正常,另外则是要使一个非常薄的β放射源,保持其原子核极化状态足够长的时间,以得到足够的统计数据。吴健雄并不太了解低温物理,为此她联系了华盛顿标准局,那里有一个以低温环境达成原子核极化的实验室,她说服了负责人安伯勒一起做实验。 实验进行得相当困难,他们不仅要找到最好的放射源,还要将放射源极化。 实验从1956年6月一直做到第二年1月。在此期间,随着吴健雄实验的进展,物理学界已渐渐开始有更多人谈论这件事,形成一种极端热烈的气氛。1957年1月,他们的实验结果证明了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒假设。吴健雄等人将实验报告论文寄到《物理评论》。1月15日这一天,哥伦比亚大学为这项新的发现举行了一次记者会,这是史无前例的。 1957年12月10日,李政道(左)、杨振宁(中)在瑞典首都斯德哥尔摩接受诺贝尔物理学奖(新华社供图) 主持人是哥大物理系资望最高的教授伊西多·艾萨克·拉比,他当时正在休假,是从麻省理工学院赶回来的。和这个科学新发现有关的哥大科学家,包括吴健雄、李政道、李德曼、加文等人都出席了。哥伦比亚大学物理系教授拉比在会上说:“可以说一个完整的理论体系(宇称守恒)从基础上被打碎了,我们不知道如何把碎片重新拼起来。”  随后,1957年12月,一场盛大的诺贝尔奖颁奖仪式在斯德哥尔摩音乐厅大礼堂举行。35岁的杨振宁和31岁的李政道成为典礼上最为闪耀的一对年轻人,按照学科的顺序,他们在出场时走在最前面。那时,人们还没有意识到,他们此后将难以在公开的场合看到两人如此地和谐。
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sayuki
太厉害了,我的记忆还在她说80几的感觉
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Ghmw
真厉害,居然还能站起来
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gokgs
学术大牛阿。 不是才 99 吗?为什么说是百年?
宝宝宝宝
厉害,翁帆都变老了,他还没变。
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newhouse2014
腰都弯了。百岁也是高寿了,有福气
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Chowhound
回复 8楼gokgs的帖子
大家喜欢过完生日就算虚岁了吧
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Chowhound
看着翁女士都老了很多了
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yanle
这辈子真值了。活的精彩
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poke
翁帆看着还行啊
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daremighty
泪目,老人家为了怕翁伯母一个人孤单也是拼了
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Esacpe
高寿了啊
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yaeryiyi
回复 1楼angelene的帖子
驼背很厉害了啊
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maryljb
还可以站起来 厉害
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maryljb
太快了 以为才90
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Darkangle008
我天眨眼这就结婚快18年了?有这么久吗?
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provencebebe
只看到他竟然和爱因斯坦在一块儿讲话,这的多老啊…
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Indulge
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浮云淡淡
老杨要是美国人早被捧上天了
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cathytree
杨振宁年轻的时候有点像国超
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jack54321
老杨要是美国人早被捧上天了
浮云淡淡 发表于 2021-09-23 00:56

在美国根本没人睬他,也就在stony brook 大学校园里有一个固定停车位而已。 老早过了创造价值的年龄,美国需要的是能有发明创造的中青年科学家。
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shallpass
还是很厉害啊,都100了
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Avrill
是虚岁100
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angel115520
真的时间过得好快啊
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lyalexmm
套牢盘。
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jianiao96
世界超一流的学者,物理学的超级天才 美女爱英雄 ,祝福 贵伉俪 美满幸福 身体安康
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jianiao96
在美国根本没人睬他,也就在stony brook 大学校园里有一个固定停车位而已。 老早过了创造价值的年龄,美国需要的是能有发明创造的中青年科学家。
jack54321 发表于 2021-09-23 02:13

你是说爱因斯坦没人理?
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fanyao
今天,是中国科学院院士、著名物理学家杨振宁100岁生日。1957年,杨振宁因提出弱相互作用中宇称不守恒原理,与李政道一起获得诺贝尔物理学奖。他提出的“杨-米尔斯规范场”论是20世纪物理学最为重要的成就之一。 本刊于今年7月推出《杨振宁|天才:创造力与平衡感》专刊,以下节选文章,记录的正是杨振宁从一个天才学生走向诺贝尔奖的历程。

抵达美国之初  1945年8月底,刚满23岁的杨振宁坐上了从昆明飞往加尔各答的飞机,等了三个月后终于登上了“斯图亚特将军号”(USS General Stewart),并于1945年11月24日抵达纽约港。 2个月后的1946年1月,杨振宁见到了恩利克·费米。这是杨振宁最钦佩的物理学家之一。杨振宁从书本上读过许多关于费米的故事。费米擅长计算,最为著名的是关于原子弹爆炸威力的计算。 1945年7月,第一枚原子弹在美国的新墨西哥州试爆,费米当时在试爆点,他手中握了一些碎纸片,当原子弹的震波传到他所在的基地营,他就让手中的纸张碎片落下,然后根据纸张散布的距离,推算出这个原子弹的能量为两万吨TNT炸药威力。后来被证明是惊人的准确。 著名物理学家费米。上世纪40年代,芝加哥大学物理系的研究水准在世界范围内数一数二,费米是学生们最喜欢的老师之一 进入20世纪以后,爱因斯坦、狄拉克、费米,三位物理学家影响和拓展了整个物理学的发展方向。其中费米的β衰变理论,使得量子场论成为真正的物理理论,成为粒子物理的理论框架,1942年12月,费米在芝加哥大学体育场的壁球馆里,试验成功了世界上第一座受控核反应堆,人类由此进入核时代。此时,费米才41岁。 在杨振宁眼里,费米是现代物理学家中唯一一位既做理论,又做实验,而且在两个方面都有一流贡献的大物理学家,而自己理论基础厚重,但实践很薄弱。费米是导师的理想之选。 不过,当时费米在美国国家阿贡实验室工作,属保密性质,不允许外国人进入。费米随即介绍杨振宁去阿里森的实验室,阿里森是费米的老搭档,当时在芝加哥大学核研究所从事核物理和反应堆建造方面的研究。 杨振宁到阿里森实验室时,这个实验室正在建造一个40万电子伏的考克饶夫——瓦尔顿小型加速器,用来做一些低能核物理实验。杨振宁与实验室其他六七个研究生一起建设这个加速器,并在完成后用其做实验。  杨振宁在实验室里待了20个月,这是一个在芝加哥大学物理系广为人知的不如意过程。杨振宁在实验室里总显得笨手笨脚,阿里森特别喜欢说一个笑话:“Where there is a bang,there is Yang.”(哪儿有了杨,哪儿就会噼啪响!)杨振宁甚至为此得了一个绰号“黄色危险品”。更让杨振宁气馁的是,他逐渐发现自己在实验方面缺乏一种“敏感性”之类的东西。  芝加哥大学物理学家阿里森,上世纪40年代,杨振宁在阿里森的实验室待了20个月 1947年1月,杨振宁在给自己的老同学黄昆的信中谈到, “我虽然努力,可是没有做实验的天分。”芝加哥大学物理系教授泰勒看到了杨振宁的失落,他很清楚杨振宁的优势所在,1948年春天,这个眉毛异常浓密、言辞直接的犹太人跑到实验室来找杨振宁:“你做的实验是不是不大成功?”  杨振宁回答:“对了。” “你不必坚持一定写出一篇实验论文。”泰勒记得,杨振宁很失望,他没有直接回答杨振宁的问题,而是说回去考虑几天。 进入理论物理圈子 做出离开实验物理的决定,对于杨振宁来说,是不容易的。放弃实验物理,不只是承认自我在某个方面不足,更多的困难是需要杨振宁在个人发展和国家需要两个方面做出取舍。而国家需要至上,是他一直以来所受的教育主张和强调的。 杨振宁是通过庚款留学项目到的美国。在云南的8年里,西南联大曾掀起过三次从军热潮:第一次是在抗战初期,一些同学投笔从戎;第二次是1942年太平洋战争爆发前后,为协助中国空军美国志愿援华航空队(即“飞虎队”),部分外文系同学参加征调,担任英文翻译;第三次是为了配合中国远征军第二次入缅作战,不少学生投军。  杨振宁没有参与相关活动,他头脑中整天笼罩着物理和数学问题。1944年夏天,杨振宁从清华研究院毕业,取得了硕士学位。他希望自己能够有继续深造的机会。不久,教育部宣布,中断了三年的留美庚款,恢复招考,杨振宁立即报名。  庚款留学是“庚子赔款”后设置的留学生项目,最初用于资助中国学生出国留学,第一次招考是1909年,630人应考,录取了50人。清华校长梅贻琦,清华大学理学院院长叶企孙都是庚款留美学生。学成回国,是这些学生选择的报国道路。 30年代开始,梅贻琦和叶企孙等人开始主持庚款留学人才的选拔工作。接触最前沿科学的他们在选拔人才上有了更明确的考量:根据中国的长远发展和近期的急需,来确定留学生的专业和名额数。也因此,从1941年开始,教育部删掉了原计划中的英文、政治学、法律、工业经济四学门,改成医学(注重肺病治疗)、制药学、造林学、纺织工程四门。 1953年的芝加哥,年轻的学生们在公园休息(视觉中国供图) 1938年夏,郭永怀考取第七届庚款留学生,1956年回国,后来参与原子弹和氢弹的研制工作。钱伟长于1940年赴加拿大多伦多大学应用数学系学习,主攻弹性力学,回国后创立了中国第一个力学专业。 1943年的庚款留学强调航空和物理专业,物理考生全国只录取了一名,是22岁的杨振宁。其他录取的人还有洪潮生、钟开莱、吴仲华、沈申甫等人,对应的专业分别是无线电学、数学、内燃机专业、航空工程等。  洪潮生回国后致力于中国低温物理与低温技术研究;钟开莱则留在了美国,后来出任斯坦福大学数学系主任,为世界公认的20世纪后半叶“概率学界学术教父”;吴仲华创办了中国第一个燃气轮机专业,并参与制定了科学技术发展远景规划;沈申甫后来致力于航空航天领域,成了美国两院院士。 杨振宁被录取是带着学习高压电实验的任务的,在他的庚款留美的准考证上,在他报考物理项目下面明确注明了这一点,这意味着他要去做加速器物理的实验工作。按照规定,所有考生在出国之前,有一年的留学预备考察时间,会有专门的指导员负责考核该生的预备期间的表现,并帮助其明了国家需要。赵忠尧和王竹溪是杨振宁的指导员。两位都教过杨振宁,对他的能力和特长非常了解,为了人尽其才,他们给清华大学庚款委员会写了一封信,希望可以让杨振宁自由从事理论物理的研究,去普林斯顿大学深造。两人的提议并未获得应答。原因很简单,每个留学生都被赋予了填补国内学科空白的责任。 1945年去美国时,杨振宁只有23岁。对于他来讲,最初去美国的目的与其说是出于个人对学术的追求,更多的还是国家赋予的责任。“我总得回中国去,回国后,我觉得理论物理没有什么用,中国需要的是实验物理,所以我要做这方面的工作。”在去阿里森的实验室前,杨振宁对费米说。 1945年日本宣布投降时,纽约唐人街的华人聚集在一起庆祝 1948年,在泰勒找来几天后,杨振宁接受了对方的建议,专心写他的博士论文,这是杨振宁个人的一种解脱,杨振宁说“自己如释重负”,终于可以全力投入自己擅长和热爱的领域了。  1948年6月杨振宁得到博士学位,其博士论文是他进入对称与不变性(Invariance)领域的第一篇文章,紧接着又发表了在此领域中第二篇文章。杨振宁后来说:“这两篇文章使我一跃而成为用群论与场论分析对称的专家。那时此领域才刚刚开始,能在那时进入此领域是极幸运的。” 告别了实验物理后,杨振宁重新进入了以费米为首的顶级理论物理圈子。 围绕着费米,当时的芝加哥大学物理系形成了热烈的讨论氛围。他们中有杨振宁、李政道,以及后来成为美国核武器研制重要顾问、美国国家科学院院士的戈德伯格,1988年得到诺贝尔物理学奖的施泰因贝格尔,在等离子体物理理论方面做出巨大成就的罗森柏斯,等等。 费米将这群年轻的学生称为“baby scientist”:他们热情而又充满天赋,是未来物理学科的领袖人物。他们围着桌子四散坐开,讨论的问题范围极广,从星体的内部结构和演化,到黎曼几何学、广义相对论和宇宙学等等,参与者不拘形式,可以随便发言。 杨振宁的同学、美国核物理学家寒春后来将这些时间视为一生中最幸运的时刻,因为有一群聪明的同伴可以一同讨论物理。在这个顶级的学术圈子里,来自遥远中国的杨振宁颇为瞩目,即使上课时他总是谦逊地坐在教室后面。 “他的物理知识远远超过我们这些人,他根本可以做我们的老师。”戈德伯格惊讶于杨振宁在物理方面的天分。他还记得有一次考试,杨振宁10分钟就答完题目,走出教室,留下他们继续奋斗了一个小时。罗森柏斯对杨振宁的印象则是他非常愿意帮助别人,也曾经帮助他了解了一些物理问题。  李政道的天赋 进入20世纪以来,物理学在人们心目中彻底变了模样。物理学家不再满足于只从宏观层面上认识客观世界,随着爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的建立,他们的目光开始从自然现象深入到原子内部各层次的微观组成结构及其运动形态和转变规律,以粒子物理和统计物理为代表的现代物理学世界开始初步搭建起来。  在研究方法上,理论物理学的探索过程也发生了一个根本转变,原本物理学的发展是由实验延伸到方程、规律乃至整个理论体系,如经典力学、电磁学、热力学等都是遵循这样的途径;在狭义相对论以后,这个过程被倒转过来,物理学家首先是建立方程、理论框架,然后再回到实验,由实验来验证理论的真理性。理论物理学家们迎来了最好的时代。 一直到进入芝加哥大学为止,无论从哪个维度来看,杨振宁都是顺利和幸运的。他最早在数学领域显示出天分,因为一位顶级数学家父亲的存在,他的天分得以被保护,并加以拓展。他对物理学产生兴趣时,又遇到了中国与前沿最为接轨的一批物理学家,在他们的引导下进入到最有前途的领域,他的数学天赋帮他拓展了物理学的边界。 芝加哥大学有着热烈讨论物理学的氛围,聚集着最为顶尖的科学家群体(摄于1936年) 他唯一的挣扎是待在实验室的两年,在这个过程中,他清醒地意识到自己不是一个动手能力强的人。不过,对于他整个研究生涯和人生历程来讲,仅是很短小的一个插曲。  50年代,杨振宁已经离开芝加哥大学,进入到普林斯顿高等研究院工作。杨振宁在普林斯顿高等研究院最初被物理学界关注到是关于伊辛模型的推导。伊辛模型是一个可以提供非常丰富物理内容的模型,不仅可以用来描述晶体的磁性,还可以用来描述包括液氦到超流态的转变、液体的冻结和蒸发、森林火灾等非常广泛的现象。自从德国物理学家愣茨教授1920年提出模型,他的学生伊辛1925年求出一维模型的解以来,求解二维、三维模型的精确解一直是物理学家追求的梦想。 1949年11月初的一天,在往返于普林斯顿大学与研究所之间的街车上,研究所的一位博士后告诉杨振宁,物理学家考夫曼简化了昂萨格的方法,可以通过2n个一系列“反厄米特矩阵”推导出伊辛模型,杨振宁在芝加哥大学期间曾作过相关的推导。一回到研究所,他就根据自己曾经的经验,很快掌握了考夫曼的推导方法,他沿着对方的计算继续推导下去,求解出二维伊辛模型的自发磁化强度。 这篇文章之前,二维伊辛模型只是被认为是有趣的数学问题,但这篇文章之后,二维伊辛模型的很多性质被认为与物理现象很接近。这成为杨振宁在统计物理领域的重要起步,也为他日后在这一领域的成就奠定了基础。 1955年,杨振宁33岁,在研究院获得终身职位——这样的职位只有20多个。杨振宁在普林斯顿高等研究院待了17年,这是他一生创造力最为丰富的阶段。  跟其他理论物理学家单打独斗的研究风格不一样,在中国文化熏陶中长大的杨振宁开放,善于沟通、交流,很愿意与他人合作,包括后来获得诺奖的宇称不守恒定律以及后来被物理学界公认为杨振宁一生最高成就的杨-米尔斯理论都是合作的结果。  物理学家戴森曾经概括杨振宁取得成功的三个重要特点,其中一个就是团队精神。杨振宁众多的合作者里,最重要的一位便是李政道。李政道比杨振宁小四岁,同样来自西南联大。他来美国的途径与杨振宁不同。 1947年,杨振宁(左)、朱光亚(中)、李政道在美国密歇根大学研究生院(人民视觉供图) 1945年,第一颗原子弹爆炸后,国民政府意识到了核武器的威力,决定遴选学生出国学造原子弹。吴大猷推荐了李政道,当时李政道才19岁,读大二。与他一起入选的还有日后组织领导中国原子弹、氢弹研究设计的朱光亚,曾担任国防科技大学副校长的孙本旺以及成为台湾“中央研究院”院士的徐贤修等五名学生。 1926年,李政道出生于一个中产阶级家庭。他的曾祖父、祖父、伯祖父都是东吴大学(今苏州大学)的主要创办人。因为战争,李政道小学、初中和高中都未完成学业,全部依靠同等学力升学,后在西南联大旁听并就读。 1946年秋天,李政道在杨振宁之后抵达美国,导师是费米。两人见面时,李政道20岁,杨振宁24岁。两人最早的一次合作并不是做物理学方面的研究,而是参加芝加哥一家报纸举行的字谜竞赛活动,有点像联字猜想。第一名的奖金大约要超过5万美元,这个数目极具吸引力。 杨振宁和李政道与其他几名研究生组成小组参加比赛,报名费为8美元。他们又花了40美元买了两卷未删节的《韦伯新国际字典》,这是此次竞赛的正式指定字典。他们在解答了第一组难题之后进入“加赛”,在彻底研究了题目之后,他们提出了两组解。几天后,他们得知,因为提出了过多的解,他们被取消了竞赛的资格。 在费米指导下,李政道在芝加哥大学获得物理学博士学位,他的博士论文《白矮星的含氢量》被芝加哥大学誉为“有特殊见解和成就”,列为第一名。校长罗伯特·哈钦斯在授予他博士学位证书时特别指出:“这位青年学者的成就,证明人类在高度智慧层次上,东方人和西方人具有完全相同的创造能力。” 赏心悦目的风景 1951年暑假,在杨振宁进入普林斯顿高等研究所的第二年,李政道也来了,两个人开始了黄金合作期。因为比李政道大上几岁,杨振宁一直认为自己像个兄长一样照顾李政道。他说,李政道吸收新知识的速度非常快,而且兴趣广泛,虽然他们两人大都不喜欢看别人的文章,但是李政道看得多一些。  在李政道眼里,杨振宁极端聪明有天赋,“他的品味比较倾向于数学,和我自己的互补。我们曾经对各种问题公开地讨论,而这些经常是十分热烈的讨论,对于我的发展,特别是在我那些成长年代中的发展,有着重要的影响”。 1951年,两个人的交往已经不只是学术和个人友谊间的往来,而是扩展到两个家庭。杨振宁于一年前结婚,他的妻子杜致礼是杜聿明长女,出生于1928年,比杨振宁小6岁,是他曾在西南联大附中教过的学生。同一年,23岁的李政道与秦惠莙结婚。  杨振宁和李政道两家都住在古德曼路,杨家是3F号,李家是3E号,是邻居。1951年,杨振宁的大儿子杨光诺出生,第二年,李政道迎来大儿子李中清。两家人来往密切,常常一起出游,去中国餐馆吃饭,孩子们也经常在一起玩。 1957年12月10日,诺贝尔颁奖典礼上,本年度物理学奖获得者杨振宁(右)和李政道坐在一起(视觉中国供图) 在普林斯顿高等研究院,杨振宁和李政道两人在统计力学领域进行合作研究。1951年秋,他们写了两篇统计力学论文,针对统计力学的相变理论首次给出了不同热力学函数的严格定义。在此基础上他们发现不同的热力学函数在有相变的情况下是不可解析延拓的。  李政道和杨振宁的这个发现推翻了统计力学领域里由迈耶(J.Mayer)、玻恩(M.Born)和乌伦贝克(G.E.Uhlenbeck)等建立的相变基本观念,标志着相变问题严格处理的新开端。 这两篇论文吸引了爱因斯坦的注意。 爱因斯坦当时已经72岁,他从1933年受聘后一直待在普林斯顿高等研究院。杨振宁和李政道抵达普林斯顿时,爱因斯坦已经退休了,致力于统一场论的研究。他邀请了两个年轻人到办公室进行了长谈。爱因斯坦问了几个物理问题,如巨正则系统的基础、晶格气的物理意义以及配分函数之根本分布等细节。 5位年轻的科学家对爱因斯坦进行访问,爱因斯坦告诉他们,科技只有和人类的价值观相结合,才能造福人类(摄于1952年) 从1956年到1962年,杨振宁和李政道共同写了32篇论文,范围从粒子物理到统计力学。“合作紧密而富有成果,有竞争也有协调。发挥出我们每个人的最大能力。合作的成果大大多于每个人单独工作可能取得的成果。”李政道说。 和两人都熟识的物理学家伯恩斯坦(Jeremy Bernstein)曾经写过一篇文章,描述两人的科学合作:他们两个人都能说中文和英文,但在讨论物理问题的时候,几乎完全是用中文,因此旁听者只能够偶尔猜测一些听起来有些熟悉的单词,是杨、李无法找到合适中文翻译的物理名词,或者有时候可以听到像是“哦,现在我了解了”这样的英文短句。 普林斯顿高等研究院院长奥本海默则说,自己最喜欢看到的风景,就是杨、李两个人走在普林斯顿的草地之上,特别的赏心悦目。 走向诺贝尔奖 20世纪以来,对称性成为整个物理学的基石。物理学家认为,若某事物、某性质、某规律在某种变换之后仍保持不变就称为具有对称性。 不管是相对论的提出,还是量子力学的发展,都依赖于对称性。可是到了20世纪50年代中期,物理学家们突然觉得所有人都被关在了一个黑屋子里,他们发现了用对称性解释不了的问题。“他知道在某一个方向一定有一个门可以走出去,但是这个门在哪个方向呢?” 让众多物理学家疑惑不已的问题是当时发现的一批新粒子。1930年以来发现的其他粒子,都有一个反粒子,质量相等,当二者碰到一起时它们就互相湮灭,变成各种类型的能量。但新的这批粒子却呈现出不一样的特点。尤其让人诧异的是θ和τ两种粒子。  这两种粒子无论是电荷、自旋还是质量都一模一样,它们生命都很短,会很快衰变成其他的粒子。奇怪的是衰变结果却不一样:θ粒子在衰变的时候会产生两个π介子,而τ粒子在衰变的时候会产生三个π介子。这是与对称性不相符合的。物理学家们试图解释两个粒子不是同一种粒子,结果在做了实验后却发现,对θ和τ的质量的测量越来越精细,结果却越来越证明θ和τ的质量是完全相同的。 这个难题引起了整个物理学界的探讨。1956年举行的第六届罗彻斯特会议是国际高能领域最重要的物理会议,大家的关注点依然是θ-τ之谜。有物理学家提出宇称可能不守恒的假设去解释上述问题,但他没有勇气提出来,只得委托另外一名物理学家费曼(Feynman)帮忙提出。 美国物理学家费曼(左)与杨振宁在讨论问题(摄于1955年) 杨振宁在发言后针对这一想法做了讨论。会议结束后,杨振宁和李政道开始了大量的计算。他们的目标很明确,即关于弱作用中宇称守恒,在没有实验支持的情况下,却一直为人们长期相信,我们怎么知道这一规律一定正确?他们接连三个星期进行了紧张的工作,最终写出了一篇名为《弱相互作用中的宇称守恒质疑》的论文。杨振宁曾描述过当时他们对这一问题的见解的感受:“事实上,这是令人吃惊的。但是更令人吃惊的是,物理学家所熟知的空间-时间对称定律很可能要被破坏掉。这一前景我们过去没有想过,而是在做各式各样的努力去解θ-τ之谜遭受失败之后强迫我们得到这一结论的。” 在论文的其余部分,他们给出了需要做的实验的详细介绍。杨振宁记得,1956年6月,他们把这些结果写成预印本,寄去《Physical Review》,也寄了很多份给同行们。很快就收到一致的回应:宇称绝对不会不守恒,杨、李所建议的实验都是浪费时间与资源。即使是一直在普林斯顿高等研究院的著名理论物理学家戴森,在看了两遍已经发表在《Physical Review》上面的论文后,也只是认为文章“很有意思”。 20世纪最伟大的理论物理学家之一泡利,是首先提出中微子概念的人。在1957年1月17日给朋友的信中,泡利写道:“我不相信上帝是个轻度左撇子,我愿意拿一大笔钱来打赌。” 大部分实验物理学家对于杨振宁和李政道给出的实验内容是不看好的。他们认为验证的实验相当复杂,而且很有可能最后的结果还是证明宇称是守恒的。这时候,哥伦比亚大学副教授、华裔物理学家吴健雄决定由她所在的实验室来做这一实验。 物理学家吴健雄 吴健雄44岁,1956年之前,已因在β衰变方面所作过的细致精密又多种多样的实验工作而为核物理学界所熟知。杨振宁曾回忆说,上世纪50年代,在吴健雄之外,他们也和其他科学家谈过有关实验验证宇称是否守恒的问题,但只有吴健雄看出其重要性,“在那个时候,我并没有押宝在宇称不守恒上,李政道也没有,我也不知道有任何人押宝在宇称不守恒之上。吴健雄的想法是,纵然结果宇称并不是不守恒的,这依然是一个好的实验,应该要做,原因是在过去,β衰变中从来没有任何关于左右对称的资料”。 吴健雄出生于江苏苏州,毕业于国立中央大学(今南京大学)物理系。她是上海人,讲英语有浓重的上海口音。她比杨振宁早10年抵达美国,作为一个女性,她在学界的经历一直不算顺利。在伯克利大学的第二年,她成绩很好,想要申请奖学金,可那时的美国对中国学生很歧视,系主任因为担心董事会有意见,只给了她很少的助读金。 吴健雄1945年开始进入到β衰变领域,到50年代初期,未满40岁的吴健雄,已经在β衰变这个物理科学既重要又相当繁复困难的领域中,享有了最权威的地位。可她依然没有获得哥伦比亚大学物理系的教席,只有一个接近教席的研究员地位,有一些研究生跟随她做研究。在1951年以前,吴健雄在哥大物理系的同事也曾经在升等会议上提出,讨论是否应给予她教席的地位,但遭到了一手发展哥大物理系、在物理系中有一言九鼎地位的大科学家拉比的反对。他反对的主要理由,只因为吴健雄是一位女性。 这一系列的不愉快反而激发了吴健雄的个性和决心。1956年,吴健雄开始做相关的实验。她为此特意取消了去东亚的学术会议,这原是她1936年离开中国以后,20年来头一次回到东亚去。 这个实验面临着两个核子物理实验从未有过的挑战,一是要让探测β衰变的电子探测器在极低温的环境下还能保持功能正常,另外则是要使一个非常薄的β放射源,保持其原子核极化状态足够长的时间,以得到足够的统计数据。吴健雄并不太了解低温物理,为此她联系了华盛顿标准局,那里有一个以低温环境达成原子核极化的实验室,她说服了负责人安伯勒一起做实验。 实验进行得相当困难,他们不仅要找到最好的放射源,还要将放射源极化。 实验从1956年6月一直做到第二年1月。在此期间,随着吴健雄实验的进展,物理学界已渐渐开始有更多人谈论这件事,形成一种极端热烈的气氛。1957年1月,他们的实验结果证明了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒假设。吴健雄等人将实验报告论文寄到《物理评论》。1月15日这一天,哥伦比亚大学为这项新的发现举行了一次记者会,这是史无前例的。 1957年12月10日,李政道(左)、杨振宁(中)在瑞典首都斯德哥尔摩接受诺贝尔物理学奖(新华社供图) 主持人是哥大物理系资望最高的教授伊西多·艾萨克·拉比,他当时正在休假,是从麻省理工学院赶回来的。和这个科学新发现有关的哥大科学家,包括吴健雄、李政道、李德曼、加文等人都出席了。哥伦比亚大学物理系教授拉比在会上说:“可以说一个完整的理论体系(宇称守恒)从基础上被打碎了,我们不知道如何把碎片重新拼起来。”  随后,1957年12月,一场盛大的诺贝尔奖颁奖仪式在斯德哥尔摩音乐厅大礼堂举行。35岁的杨振宁和31岁的李政道成为典礼上最为闪耀的一对年轻人,按照学科的顺序,他们在出场时走在最前面。那时,人们还没有意识到,他们此后将难以在公开的场合看到两人如此地和谐。

Esacpe 发表于 2021-09-22 22:34

纠错一下:国立中央大学(她所在的应该是现在的东南大学) 那里还有吴健雄纪念馆。记得好像是分家的时候,工学院—》东南大学,文理学院—》南京大学
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今天,是中国科学院院士、著名物理学家杨振宁100岁生日。1957年,杨振宁因提出弱相互作用中宇称不守恒原理,与李政道一起获得诺贝尔物理学奖。他提出的“杨-米尔斯规范场”论是20世纪物理学最为重要的成就之一。 本刊于今年7月推出《杨振宁|天才:创造力与平衡感》专刊,以下节选文章,记录的正是杨振宁从一个天才学生走向诺贝尔奖的历程。

抵达美国之初  1945年8月底,刚满23岁的杨振宁坐上了从昆明飞往加尔各答的飞机,等了三个月后终于登上了“斯图亚特将军号”(USS General Stewart),并于1945年11月24日抵达纽约港。 2个月后的1946年1月,杨振宁见到了恩利克·费米。这是杨振宁最钦佩的物理学家之一。杨振宁从书本上读过许多关于费米的故事。费米擅长计算,最为著名的是关于原子弹爆炸威力的计算。 1945年7月,第一枚原子弹在美国的新墨西哥州试爆,费米当时在试爆点,他手中握了一些碎纸片,当原子弹的震波传到他所在的基地营,他就让手中的纸张碎片落下,然后根据纸张散布的距离,推算出这个原子弹的能量为两万吨TNT炸药威力。后来被证明是惊人的准确。 著名物理学家费米。上世纪40年代,芝加哥大学物理系的研究水准在世界范围内数一数二,费米是学生们最喜欢的老师之一 进入20世纪以后,爱因斯坦、狄拉克、费米,三位物理学家影响和拓展了整个物理学的发展方向。其中费米的β衰变理论,使得量子场论成为真正的物理理论,成为粒子物理的理论框架,1942年12月,费米在芝加哥大学体育场的壁球馆里,试验成功了世界上第一座受控核反应堆,人类由此进入核时代。此时,费米才41岁。 在杨振宁眼里,费米是现代物理学家中唯一一位既做理论,又做实验,而且在两个方面都有一流贡献的大物理学家,而自己理论基础厚重,但实践很薄弱。费米是导师的理想之选。 不过,当时费米在美国国家阿贡实验室工作,属保密性质,不允许外国人进入。费米随即介绍杨振宁去阿里森的实验室,阿里森是费米的老搭档,当时在芝加哥大学核研究所从事核物理和反应堆建造方面的研究。 杨振宁到阿里森实验室时,这个实验室正在建造一个40万电子伏的考克饶夫——瓦尔顿小型加速器,用来做一些低能核物理实验。杨振宁与实验室其他六七个研究生一起建设这个加速器,并在完成后用其做实验。  杨振宁在实验室里待了20个月,这是一个在芝加哥大学物理系广为人知的不如意过程。杨振宁在实验室里总显得笨手笨脚,阿里森特别喜欢说一个笑话:“Where there is a bang,there is Yang.”(哪儿有了杨,哪儿就会噼啪响!)杨振宁甚至为此得了一个绰号“黄色危险品”。更让杨振宁气馁的是,他逐渐发现自己在实验方面缺乏一种“敏感性”之类的东西。  芝加哥大学物理学家阿里森,上世纪40年代,杨振宁在阿里森的实验室待了20个月 1947年1月,杨振宁在给自己的老同学黄昆的信中谈到, “我虽然努力,可是没有做实验的天分。”芝加哥大学物理系教授泰勒看到了杨振宁的失落,他很清楚杨振宁的优势所在,1948年春天,这个眉毛异常浓密、言辞直接的犹太人跑到实验室来找杨振宁:“你做的实验是不是不大成功?”  杨振宁回答:“对了。” “你不必坚持一定写出一篇实验论文。”泰勒记得,杨振宁很失望,他没有直接回答杨振宁的问题,而是说回去考虑几天。 进入理论物理圈子 做出离开实验物理的决定,对于杨振宁来说,是不容易的。放弃实验物理,不只是承认自我在某个方面不足,更多的困难是需要杨振宁在个人发展和国家需要两个方面做出取舍。而国家需要至上,是他一直以来所受的教育主张和强调的。 杨振宁是通过庚款留学项目到的美国。在云南的8年里,西南联大曾掀起过三次从军热潮:第一次是在抗战初期,一些同学投笔从戎;第二次是1942年太平洋战争爆发前后,为协助中国空军美国志愿援华航空队(即“飞虎队”),部分外文系同学参加征调,担任英文翻译;第三次是为了配合中国远征军第二次入缅作战,不少学生投军。  杨振宁没有参与相关活动,他头脑中整天笼罩着物理和数学问题。1944年夏天,杨振宁从清华研究院毕业,取得了硕士学位。他希望自己能够有继续深造的机会。不久,教育部宣布,中断了三年的留美庚款,恢复招考,杨振宁立即报名。  庚款留学是“庚子赔款”后设置的留学生项目,最初用于资助中国学生出国留学,第一次招考是1909年,630人应考,录取了50人。清华校长梅贻琦,清华大学理学院院长叶企孙都是庚款留美学生。学成回国,是这些学生选择的报国道路。 30年代开始,梅贻琦和叶企孙等人开始主持庚款留学人才的选拔工作。接触最前沿科学的他们在选拔人才上有了更明确的考量:根据中国的长远发展和近期的急需,来确定留学生的专业和名额数。也因此,从1941年开始,教育部删掉了原计划中的英文、政治学、法律、工业经济四学门,改成医学(注重肺病治疗)、制药学、造林学、纺织工程四门。 1953年的芝加哥,年轻的学生们在公园休息(视觉中国供图) 1938年夏,郭永怀考取第七届庚款留学生,1956年回国,后来参与原子弹和氢弹的研制工作。钱伟长于1940年赴加拿大多伦多大学应用数学系学习,主攻弹性力学,回国后创立了中国第一个力学专业。 1943年的庚款留学强调航空和物理专业,物理考生全国只录取了一名,是22岁的杨振宁。其他录取的人还有洪潮生、钟开莱、吴仲华、沈申甫等人,对应的专业分别是无线电学、数学、内燃机专业、航空工程等。  洪潮生回国后致力于中国低温物理与低温技术研究;钟开莱则留在了美国,后来出任斯坦福大学数学系主任,为世界公认的20世纪后半叶“概率学界学术教父”;吴仲华创办了中国第一个燃气轮机专业,并参与制定了科学技术发展远景规划;沈申甫后来致力于航空航天领域,成了美国两院院士。 杨振宁被录取是带着学习高压电实验的任务的,在他的庚款留美的准考证上,在他报考物理项目下面明确注明了这一点,这意味着他要去做加速器物理的实验工作。按照规定,所有考生在出国之前,有一年的留学预备考察时间,会有专门的指导员负责考核该生的预备期间的表现,并帮助其明了国家需要。赵忠尧和王竹溪是杨振宁的指导员。两位都教过杨振宁,对他的能力和特长非常了解,为了人尽其才,他们给清华大学庚款委员会写了一封信,希望可以让杨振宁自由从事理论物理的研究,去普林斯顿大学深造。两人的提议并未获得应答。原因很简单,每个留学生都被赋予了填补国内学科空白的责任。 1945年去美国时,杨振宁只有23岁。对于他来讲,最初去美国的目的与其说是出于个人对学术的追求,更多的还是国家赋予的责任。“我总得回中国去,回国后,我觉得理论物理没有什么用,中国需要的是实验物理,所以我要做这方面的工作。”在去阿里森的实验室前,杨振宁对费米说。 1945年日本宣布投降时,纽约唐人街的华人聚集在一起庆祝 1948年,在泰勒找来几天后,杨振宁接受了对方的建议,专心写他的博士论文,这是杨振宁个人的一种解脱,杨振宁说“自己如释重负”,终于可以全力投入自己擅长和热爱的领域了。  1948年6月杨振宁得到博士学位,其博士论文是他进入对称与不变性(Invariance)领域的第一篇文章,紧接着又发表了在此领域中第二篇文章。杨振宁后来说:“这两篇文章使我一跃而成为用群论与场论分析对称的专家。那时此领域才刚刚开始,能在那时进入此领域是极幸运的。” 告别了实验物理后,杨振宁重新进入了以费米为首的顶级理论物理圈子。 围绕着费米,当时的芝加哥大学物理系形成了热烈的讨论氛围。他们中有杨振宁、李政道,以及后来成为美国核武器研制重要顾问、美国国家科学院院士的戈德伯格,1988年得到诺贝尔物理学奖的施泰因贝格尔,在等离子体物理理论方面做出巨大成就的罗森柏斯,等等。 费米将这群年轻的学生称为“baby scientist”:他们热情而又充满天赋,是未来物理学科的领袖人物。他们围着桌子四散坐开,讨论的问题范围极广,从星体的内部结构和演化,到黎曼几何学、广义相对论和宇宙学等等,参与者不拘形式,可以随便发言。 杨振宁的同学、美国核物理学家寒春后来将这些时间视为一生中最幸运的时刻,因为有一群聪明的同伴可以一同讨论物理。在这个顶级的学术圈子里,来自遥远中国的杨振宁颇为瞩目,即使上课时他总是谦逊地坐在教室后面。 “他的物理知识远远超过我们这些人,他根本可以做我们的老师。”戈德伯格惊讶于杨振宁在物理方面的天分。他还记得有一次考试,杨振宁10分钟就答完题目,走出教室,留下他们继续奋斗了一个小时。罗森柏斯对杨振宁的印象则是他非常愿意帮助别人,也曾经帮助他了解了一些物理问题。  李政道的天赋 进入20世纪以来,物理学在人们心目中彻底变了模样。物理学家不再满足于只从宏观层面上认识客观世界,随着爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的建立,他们的目光开始从自然现象深入到原子内部各层次的微观组成结构及其运动形态和转变规律,以粒子物理和统计物理为代表的现代物理学世界开始初步搭建起来。  在研究方法上,理论物理学的探索过程也发生了一个根本转变,原本物理学的发展是由实验延伸到方程、规律乃至整个理论体系,如经典力学、电磁学、热力学等都是遵循这样的途径;在狭义相对论以后,这个过程被倒转过来,物理学家首先是建立方程、理论框架,然后再回到实验,由实验来验证理论的真理性。理论物理学家们迎来了最好的时代。 一直到进入芝加哥大学为止,无论从哪个维度来看,杨振宁都是顺利和幸运的。他最早在数学领域显示出天分,因为一位顶级数学家父亲的存在,他的天分得以被保护,并加以拓展。他对物理学产生兴趣时,又遇到了中国与前沿最为接轨的一批物理学家,在他们的引导下进入到最有前途的领域,他的数学天赋帮他拓展了物理学的边界。 芝加哥大学有着热烈讨论物理学的氛围,聚集着最为顶尖的科学家群体(摄于1936年) 他唯一的挣扎是待在实验室的两年,在这个过程中,他清醒地意识到自己不是一个动手能力强的人。不过,对于他整个研究生涯和人生历程来讲,仅是很短小的一个插曲。  50年代,杨振宁已经离开芝加哥大学,进入到普林斯顿高等研究院工作。杨振宁在普林斯顿高等研究院最初被物理学界关注到是关于伊辛模型的推导。伊辛模型是一个可以提供非常丰富物理内容的模型,不仅可以用来描述晶体的磁性,还可以用来描述包括液氦到超流态的转变、液体的冻结和蒸发、森林火灾等非常广泛的现象。自从德国物理学家愣茨教授1920年提出模型,他的学生伊辛1925年求出一维模型的解以来,求解二维、三维模型的精确解一直是物理学家追求的梦想。 1949年11月初的一天,在往返于普林斯顿大学与研究所之间的街车上,研究所的一位博士后告诉杨振宁,物理学家考夫曼简化了昂萨格的方法,可以通过2n个一系列“反厄米特矩阵”推导出伊辛模型,杨振宁在芝加哥大学期间曾作过相关的推导。一回到研究所,他就根据自己曾经的经验,很快掌握了考夫曼的推导方法,他沿着对方的计算继续推导下去,求解出二维伊辛模型的自发磁化强度。 这篇文章之前,二维伊辛模型只是被认为是有趣的数学问题,但这篇文章之后,二维伊辛模型的很多性质被认为与物理现象很接近。这成为杨振宁在统计物理领域的重要起步,也为他日后在这一领域的成就奠定了基础。 1955年,杨振宁33岁,在研究院获得终身职位——这样的职位只有20多个。杨振宁在普林斯顿高等研究院待了17年,这是他一生创造力最为丰富的阶段。  跟其他理论物理学家单打独斗的研究风格不一样,在中国文化熏陶中长大的杨振宁开放,善于沟通、交流,很愿意与他人合作,包括后来获得诺奖的宇称不守恒定律以及后来被物理学界公认为杨振宁一生最高成就的杨-米尔斯理论都是合作的结果。  物理学家戴森曾经概括杨振宁取得成功的三个重要特点,其中一个就是团队精神。杨振宁众多的合作者里,最重要的一位便是李政道。李政道比杨振宁小四岁,同样来自西南联大。他来美国的途径与杨振宁不同。 1947年,杨振宁(左)、朱光亚(中)、李政道在美国密歇根大学研究生院(人民视觉供图) 1945年,第一颗原子弹爆炸后,国民政府意识到了核武器的威力,决定遴选学生出国学造原子弹。吴大猷推荐了李政道,当时李政道才19岁,读大二。与他一起入选的还有日后组织领导中国原子弹、氢弹研究设计的朱光亚,曾担任国防科技大学副校长的孙本旺以及成为台湾“中央研究院”院士的徐贤修等五名学生。 1926年,李政道出生于一个中产阶级家庭。他的曾祖父、祖父、伯祖父都是东吴大学(今苏州大学)的主要创办人。因为战争,李政道小学、初中和高中都未完成学业,全部依靠同等学力升学,后在西南联大旁听并就读。 1946年秋天,李政道在杨振宁之后抵达美国,导师是费米。两人见面时,李政道20岁,杨振宁24岁。两人最早的一次合作并不是做物理学方面的研究,而是参加芝加哥一家报纸举行的字谜竞赛活动,有点像联字猜想。第一名的奖金大约要超过5万美元,这个数目极具吸引力。 杨振宁和李政道与其他几名研究生组成小组参加比赛,报名费为8美元。他们又花了40美元买了两卷未删节的《韦伯新国际字典》,这是此次竞赛的正式指定字典。他们在解答了第一组难题之后进入“加赛”,在彻底研究了题目之后,他们提出了两组解。几天后,他们得知,因为提出了过多的解,他们被取消了竞赛的资格。 在费米指导下,李政道在芝加哥大学获得物理学博士学位,他的博士论文《白矮星的含氢量》被芝加哥大学誉为“有特殊见解和成就”,列为第一名。校长罗伯特·哈钦斯在授予他博士学位证书时特别指出:“这位青年学者的成就,证明人类在高度智慧层次上,东方人和西方人具有完全相同的创造能力。” 赏心悦目的风景 1951年暑假,在杨振宁进入普林斯顿高等研究所的第二年,李政道也来了,两个人开始了黄金合作期。因为比李政道大上几岁,杨振宁一直认为自己像个兄长一样照顾李政道。他说,李政道吸收新知识的速度非常快,而且兴趣广泛,虽然他们两人大都不喜欢看别人的文章,但是李政道看得多一些。  在李政道眼里,杨振宁极端聪明有天赋,“他的品味比较倾向于数学,和我自己的互补。我们曾经对各种问题公开地讨论,而这些经常是十分热烈的讨论,对于我的发展,特别是在我那些成长年代中的发展,有着重要的影响”。 1951年,两个人的交往已经不只是学术和个人友谊间的往来,而是扩展到两个家庭。杨振宁于一年前结婚,他的妻子杜致礼是杜聿明长女,出生于1928年,比杨振宁小6岁,是他曾在西南联大附中教过的学生。同一年,23岁的李政道与秦惠莙结婚。  杨振宁和李政道两家都住在古德曼路,杨家是3F号,李家是3E号,是邻居。1951年,杨振宁的大儿子杨光诺出生,第二年,李政道迎来大儿子李中清。两家人来往密切,常常一起出游,去中国餐馆吃饭,孩子们也经常在一起玩。 1957年12月10日,诺贝尔颁奖典礼上,本年度物理学奖获得者杨振宁(右)和李政道坐在一起(视觉中国供图) 在普林斯顿高等研究院,杨振宁和李政道两人在统计力学领域进行合作研究。1951年秋,他们写了两篇统计力学论文,针对统计力学的相变理论首次给出了不同热力学函数的严格定义。在此基础上他们发现不同的热力学函数在有相变的情况下是不可解析延拓的。  李政道和杨振宁的这个发现推翻了统计力学领域里由迈耶(J.Mayer)、玻恩(M.Born)和乌伦贝克(G.E.Uhlenbeck)等建立的相变基本观念,标志着相变问题严格处理的新开端。 这两篇论文吸引了爱因斯坦的注意。 爱因斯坦当时已经72岁,他从1933年受聘后一直待在普林斯顿高等研究院。杨振宁和李政道抵达普林斯顿时,爱因斯坦已经退休了,致力于统一场论的研究。他邀请了两个年轻人到办公室进行了长谈。爱因斯坦问了几个物理问题,如巨正则系统的基础、晶格气的物理意义以及配分函数之根本分布等细节。 5位年轻的科学家对爱因斯坦进行访问,爱因斯坦告诉他们,科技只有和人类的价值观相结合,才能造福人类(摄于1952年) 从1956年到1962年,杨振宁和李政道共同写了32篇论文,范围从粒子物理到统计力学。“合作紧密而富有成果,有竞争也有协调。发挥出我们每个人的最大能力。合作的成果大大多于每个人单独工作可能取得的成果。”李政道说。 和两人都熟识的物理学家伯恩斯坦(Jeremy Bernstein)曾经写过一篇文章,描述两人的科学合作:他们两个人都能说中文和英文,但在讨论物理问题的时候,几乎完全是用中文,因此旁听者只能够偶尔猜测一些听起来有些熟悉的单词,是杨、李无法找到合适中文翻译的物理名词,或者有时候可以听到像是“哦,现在我了解了”这样的英文短句。 普林斯顿高等研究院院长奥本海默则说,自己最喜欢看到的风景,就是杨、李两个人走在普林斯顿的草地之上,特别的赏心悦目。 走向诺贝尔奖 20世纪以来,对称性成为整个物理学的基石。物理学家认为,若某事物、某性质、某规律在某种变换之后仍保持不变就称为具有对称性。 不管是相对论的提出,还是量子力学的发展,都依赖于对称性。可是到了20世纪50年代中期,物理学家们突然觉得所有人都被关在了一个黑屋子里,他们发现了用对称性解释不了的问题。“他知道在某一个方向一定有一个门可以走出去,但是这个门在哪个方向呢?” 让众多物理学家疑惑不已的问题是当时发现的一批新粒子。1930年以来发现的其他粒子,都有一个反粒子,质量相等,当二者碰到一起时它们就互相湮灭,变成各种类型的能量。但新的这批粒子却呈现出不一样的特点。尤其让人诧异的是θ和τ两种粒子。  这两种粒子无论是电荷、自旋还是质量都一模一样,它们生命都很短,会很快衰变成其他的粒子。奇怪的是衰变结果却不一样:θ粒子在衰变的时候会产生两个π介子,而τ粒子在衰变的时候会产生三个π介子。这是与对称性不相符合的。物理学家们试图解释两个粒子不是同一种粒子,结果在做了实验后却发现,对θ和τ的质量的测量越来越精细,结果却越来越证明θ和τ的质量是完全相同的。 这个难题引起了整个物理学界的探讨。1956年举行的第六届罗彻斯特会议是国际高能领域最重要的物理会议,大家的关注点依然是θ-τ之谜。有物理学家提出宇称可能不守恒的假设去解释上述问题,但他没有勇气提出来,只得委托另外一名物理学家费曼(Feynman)帮忙提出。 美国物理学家费曼(左)与杨振宁在讨论问题(摄于1955年) 杨振宁在发言后针对这一想法做了讨论。会议结束后,杨振宁和李政道开始了大量的计算。他们的目标很明确,即关于弱作用中宇称守恒,在没有实验支持的情况下,却一直为人们长期相信,我们怎么知道这一规律一定正确?他们接连三个星期进行了紧张的工作,最终写出了一篇名为《弱相互作用中的宇称守恒质疑》的论文。杨振宁曾描述过当时他们对这一问题的见解的感受:“事实上,这是令人吃惊的。但是更令人吃惊的是,物理学家所熟知的空间-时间对称定律很可能要被破坏掉。这一前景我们过去没有想过,而是在做各式各样的努力去解θ-τ之谜遭受失败之后强迫我们得到这一结论的。” 在论文的其余部分,他们给出了需要做的实验的详细介绍。杨振宁记得,1956年6月,他们把这些结果写成预印本,寄去《Physical Review》,也寄了很多份给同行们。很快就收到一致的回应:宇称绝对不会不守恒,杨、李所建议的实验都是浪费时间与资源。即使是一直在普林斯顿高等研究院的著名理论物理学家戴森,在看了两遍已经发表在《Physical Review》上面的论文后,也只是认为文章“很有意思”。 20世纪最伟大的理论物理学家之一泡利,是首先提出中微子概念的人。在1957年1月17日给朋友的信中,泡利写道:“我不相信上帝是个轻度左撇子,我愿意拿一大笔钱来打赌。” 大部分实验物理学家对于杨振宁和李政道给出的实验内容是不看好的。他们认为验证的实验相当复杂,而且很有可能最后的结果还是证明宇称是守恒的。这时候,哥伦比亚大学副教授、华裔物理学家吴健雄决定由她所在的实验室来做这一实验。 物理学家吴健雄 吴健雄44岁,1956年之前,已因在β衰变方面所作过的细致精密又多种多样的实验工作而为核物理学界所熟知。杨振宁曾回忆说,上世纪50年代,在吴健雄之外,他们也和其他科学家谈过有关实验验证宇称是否守恒的问题,但只有吴健雄看出其重要性,“在那个时候,我并没有押宝在宇称不守恒上,李政道也没有,我也不知道有任何人押宝在宇称不守恒之上。吴健雄的想法是,纵然结果宇称并不是不守恒的,这依然是一个好的实验,应该要做,原因是在过去,β衰变中从来没有任何关于左右对称的资料”。 吴健雄出生于江苏苏州,毕业于国立中央大学(今南京大学)物理系。她是上海人,讲英语有浓重的上海口音。她比杨振宁早10年抵达美国,作为一个女性,她在学界的经历一直不算顺利。在伯克利大学的第二年,她成绩很好,想要申请奖学金,可那时的美国对中国学生很歧视,系主任因为担心董事会有意见,只给了她很少的助读金。 吴健雄1945年开始进入到β衰变领域,到50年代初期,未满40岁的吴健雄,已经在β衰变这个物理科学既重要又相当繁复困难的领域中,享有了最权威的地位。可她依然没有获得哥伦比亚大学物理系的教席,只有一个接近教席的研究员地位,有一些研究生跟随她做研究。在1951年以前,吴健雄在哥大物理系的同事也曾经在升等会议上提出,讨论是否应给予她教席的地位,但遭到了一手发展哥大物理系、在物理系中有一言九鼎地位的大科学家拉比的反对。他反对的主要理由,只因为吴健雄是一位女性。 这一系列的不愉快反而激发了吴健雄的个性和决心。1956年,吴健雄开始做相关的实验。她为此特意取消了去东亚的学术会议,这原是她1936年离开中国以后,20年来头一次回到东亚去。 这个实验面临着两个核子物理实验从未有过的挑战,一是要让探测β衰变的电子探测器在极低温的环境下还能保持功能正常,另外则是要使一个非常薄的β放射源,保持其原子核极化状态足够长的时间,以得到足够的统计数据。吴健雄并不太了解低温物理,为此她联系了华盛顿标准局,那里有一个以低温环境达成原子核极化的实验室,她说服了负责人安伯勒一起做实验。 实验进行得相当困难,他们不仅要找到最好的放射源,还要将放射源极化。 实验从1956年6月一直做到第二年1月。在此期间,随着吴健雄实验的进展,物理学界已渐渐开始有更多人谈论这件事,形成一种极端热烈的气氛。1957年1月,他们的实验结果证明了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒假设。吴健雄等人将实验报告论文寄到《物理评论》。1月15日这一天,哥伦比亚大学为这项新的发现举行了一次记者会,这是史无前例的。 1957年12月10日,李政道(左)、杨振宁(中)在瑞典首都斯德哥尔摩接受诺贝尔物理学奖(新华社供图) 主持人是哥大物理系资望最高的教授伊西多·艾萨克·拉比,他当时正在休假,是从麻省理工学院赶回来的。和这个科学新发现有关的哥大科学家,包括吴健雄、李政道、李德曼、加文等人都出席了。哥伦比亚大学物理系教授拉比在会上说:“可以说一个完整的理论体系(宇称守恒)从基础上被打碎了,我们不知道如何把碎片重新拼起来。”  随后,1957年12月,一场盛大的诺贝尔奖颁奖仪式在斯德哥尔摩音乐厅大礼堂举行。35岁的杨振宁和31岁的李政道成为典礼上最为闪耀的一对年轻人,按照学科的顺序,他们在出场时走在最前面。那时,人们还没有意识到,他们此后将难以在公开的场合看到两人如此地和谐。

Esacpe 发表于 2021-09-22 22:34


Mark Mark must read.
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bplus
有点恐怖
firstautumn 发表于 2021-09-22 22:14

+1 还是老了很多 腰都直不起来了
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MissWW
回复 34楼bplus的帖子
好像突然老了好多。上次出来腰还是直的。
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hushuobadao
一辈子精于算计步步为营的老杨,见好就收吧,该去哪去哪,别来祸害人间了。
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white2id
最爽的海归,最爽的养老,羡慕羡慕。
百香果柠檬
基因真厉害,不过我也听说百岁老人还能跳舞的…这些长寿的真是厉害了👍
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cheesecakefun
这人生值得了。他俩越来越有夫妻相了。
小仙女
杨振宁美籍80多回国养老 也能被捧这么高 真是踩准摸透占尽了时代和地域的特质
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ventoou
杨振宁美籍80多回国养老 也能被捧这么高 真是踩准摸透占尽了时代和地域的特质
小仙女 发表于 2021-09-23 10:13

他说了很多吹捧gcd的话吧。他也喜欢和国内的当权派来往,经常和他们见面,参加他们的重要活动,李政道不喜欢。
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woshizhuyilong
在清华大学举办的杨振宁先生学术思想研讨会——贺杨先生百岁华诞上,杨先生和夫人翁帆牵手出席!



angelene 发表于 2021-09-22 22:04

老杨因为海龟,所以遭到高华们的鄙视。
果粒粒儿
纠错一下:国立中央大学(她所在的应该是现在的东南大学) 那里还有吴健雄纪念馆。记得好像是分家的时候,工学院—》东南大学,文理学院—》南京大学
fanyao 发表于 2021-09-23 07:35

还有其它一些专业—》南京师范大学
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servien
回复 1楼angelene的帖子
只有我一个人看到坐着穿蓝色西装和白色西装老头的羡慕眼神吗?
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Cashback
纠错一下:国立中央大学(她所在的应该是现在的东南大学) 那里还有吴健雄纪念馆。记得好像是分家的时候,工学院—》东南大学,文理学院—》南京大学
fanyao 发表于 2021-09-23 07:35

吴健雄真的是诺奖遗珠~
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sillynut
他这辈子是值了,可怜跟着他的两个女人
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GABA
回复 34楼bplus的帖子
好像突然老了好多。上次出来腰还是直的。
MissWW 发表于 2021-09-23 08:26

同感。 上次好像是98出来的, 腰还是直的。
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littlebite
老杨因为海龟,所以遭到高华们的鄙视。
woshizhuyilong 发表于 2021-09-23 10:38

长得也越来越像海龟了
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awesome010
回复 34楼bplus的帖子
好像突然老了好多。上次出来腰还是直的。
MissWW 发表于 2021-09-23 08:26

确实好像加速变老了,唉,比5年前杨澜采访时差很多了。不知道还能有多久。
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glashow
一辈子精于算计步步为营的老杨,见好就收吧,该去哪去哪,别来祸害人间了。
hushuobadao 发表于 2021-09-23 09:10

你看不惯老杨处处人生最优解???
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jack54321
你是说爱因斯坦没人理?
jianiao96 发表于 2021-09-23 06:31

你竟然想把 老杨 和 爱因斯坦 相提并论?
百香果柠檬
翁帆伺候的很好,立功了。只要老杨多活一天,就能刺激/激励WSN海龟。老杨死了也得把翁帆拉出来溜溜。只要还想吸引人海龟,大概翁帆就得给老杨一直守寡。
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blackcat.us
学术大牛阿。 不是才 99 吗?为什么说是百年?
gokgs 发表于 2021-09-22 22:56

从他爹把它射出开始算的吧
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woshizhuyilong
一辈子精于算计步步为营的老杨,见好就收吧,该去哪去哪,别来祸害人间了。
hushuobadao 发表于 2021-09-23 09:10

高华这么仇恨老杨?
爱与自由
今天,是中国科学院院士、著名物理学家杨振宁100岁生日。1957年,杨振宁因提出弱相互作用中宇称不守恒原理,与李政道一起获得诺贝尔物理学奖。他提出的“杨-米尔斯规范场”论是20世纪物理学最为重要的成就之一。 本刊于今年7月推出《杨振宁|天才:创造力与平衡感》专刊,以下节选文章,记录的正是杨振宁从一个天才学生走向诺贝尔奖的历程。

抵达美国之初  1945年8月底,刚满23岁的杨振宁坐上了从昆明飞往加尔各答的飞机,等了三个月后终于登上了“斯图亚特将军号”(USS General Stewart),并于1945年11月24日抵达纽约港。 2个月后的1946年1月,杨振宁见到了恩利克·费米。这是杨振宁最钦佩的物理学家之一。杨振宁从书本上读过许多关于费米的故事。费米擅长计算,最为著名的是关于原子弹爆炸威力的计算。 1945年7月,第一枚原子弹在美国的新墨西哥州试爆,费米当时在试爆点,他手中握了一些碎纸片,当原子弹的震波传到他所在的基地营,他就让手中的纸张碎片落下,然后根据纸张散布的距离,推算出这个原子弹的能量为两万吨TNT炸药威力。后来被证明是惊人的准确。 著名物理学家费米。上世纪40年代,芝加哥大学物理系的研究水准在世界范围内数一数二,费米是学生们最喜欢的老师之一 进入20世纪以后,爱因斯坦、狄拉克、费米,三位物理学家影响和拓展了整个物理学的发展方向。其中费米的β衰变理论,使得量子场论成为真正的物理理论,成为粒子物理的理论框架,1942年12月,费米在芝加哥大学体育场的壁球馆里,试验成功了世界上第一座受控核反应堆,人类由此进入核时代。此时,费米才41岁。 在杨振宁眼里,费米是现代物理学家中唯一一位既做理论,又做实验,而且在两个方面都有一流贡献的大物理学家,而自己理论基础厚重,但实践很薄弱。费米是导师的理想之选。 不过,当时费米在美国国家阿贡实验室工作,属保密性质,不允许外国人进入。费米随即介绍杨振宁去阿里森的实验室,阿里森是费米的老搭档,当时在芝加哥大学核研究所从事核物理和反应堆建造方面的研究。 杨振宁到阿里森实验室时,这个实验室正在建造一个40万电子伏的考克饶夫——瓦尔顿小型加速器,用来做一些低能核物理实验。杨振宁与实验室其他六七个研究生一起建设这个加速器,并在完成后用其做实验。  杨振宁在实验室里待了20个月,这是一个在芝加哥大学物理系广为人知的不如意过程。杨振宁在实验室里总显得笨手笨脚,阿里森特别喜欢说一个笑话:“Where there is a bang,there is Yang.”(哪儿有了杨,哪儿就会噼啪响!)杨振宁甚至为此得了一个绰号“黄色危险品”。更让杨振宁气馁的是,他逐渐发现自己在实验方面缺乏一种“敏感性”之类的东西。  芝加哥大学物理学家阿里森,上世纪40年代,杨振宁在阿里森的实验室待了20个月 1947年1月,杨振宁在给自己的老同学黄昆的信中谈到, “我虽然努力,可是没有做实验的天分。”芝加哥大学物理系教授泰勒看到了杨振宁的失落,他很清楚杨振宁的优势所在,1948年春天,这个眉毛异常浓密、言辞直接的犹太人跑到实验室来找杨振宁:“你做的实验是不是不大成功?”  杨振宁回答:“对了。” “你不必坚持一定写出一篇实验论文。”泰勒记得,杨振宁很失望,他没有直接回答杨振宁的问题,而是说回去考虑几天。 进入理论物理圈子 做出离开实验物理的决定,对于杨振宁来说,是不容易的。放弃实验物理,不只是承认自我在某个方面不足,更多的困难是需要杨振宁在个人发展和国家需要两个方面做出取舍。而国家需要至上,是他一直以来所受的教育主张和强调的。 杨振宁是通过庚款留学项目到的美国。在云南的8年里,西南联大曾掀起过三次从军热潮:第一次是在抗战初期,一些同学投笔从戎;第二次是1942年太平洋战争爆发前后,为协助中国空军美国志愿援华航空队(即“飞虎队”),部分外文系同学参加征调,担任英文翻译;第三次是为了配合中国远征军第二次入缅作战,不少学生投军。  杨振宁没有参与相关活动,他头脑中整天笼罩着物理和数学问题。1944年夏天,杨振宁从清华研究院毕业,取得了硕士学位。他希望自己能够有继续深造的机会。不久,教育部宣布,中断了三年的留美庚款,恢复招考,杨振宁立即报名。  庚款留学是“庚子赔款”后设置的留学生项目,最初用于资助中国学生出国留学,第一次招考是1909年,630人应考,录取了50人。清华校长梅贻琦,清华大学理学院院长叶企孙都是庚款留美学生。学成回国,是这些学生选择的报国道路。 30年代开始,梅贻琦和叶企孙等人开始主持庚款留学人才的选拔工作。接触最前沿科学的他们在选拔人才上有了更明确的考量:根据中国的长远发展和近期的急需,来确定留学生的专业和名额数。也因此,从1941年开始,教育部删掉了原计划中的英文、政治学、法律、工业经济四学门,改成医学(注重肺病治疗)、制药学、造林学、纺织工程四门。 1953年的芝加哥,年轻的学生们在公园休息(视觉中国供图) 1938年夏,郭永怀考取第七届庚款留学生,1956年回国,后来参与原子弹和氢弹的研制工作。钱伟长于1940年赴加拿大多伦多大学应用数学系学习,主攻弹性力学,回国后创立了中国第一个力学专业。 1943年的庚款留学强调航空和物理专业,物理考生全国只录取了一名,是22岁的杨振宁。其他录取的人还有洪潮生、钟开莱、吴仲华、沈申甫等人,对应的专业分别是无线电学、数学、内燃机专业、航空工程等。  洪潮生回国后致力于中国低温物理与低温技术研究;钟开莱则留在了美国,后来出任斯坦福大学数学系主任,为世界公认的20世纪后半叶“概率学界学术教父”;吴仲华创办了中国第一个燃气轮机专业,并参与制定了科学技术发展远景规划;沈申甫后来致力于航空航天领域,成了美国两院院士。 杨振宁被录取是带着学习高压电实验的任务的,在他的庚款留美的准考证上,在他报考物理项目下面明确注明了这一点,这意味着他要去做加速器物理的实验工作。按照规定,所有考生在出国之前,有一年的留学预备考察时间,会有专门的指导员负责考核该生的预备期间的表现,并帮助其明了国家需要。赵忠尧和王竹溪是杨振宁的指导员。两位都教过杨振宁,对他的能力和特长非常了解,为了人尽其才,他们给清华大学庚款委员会写了一封信,希望可以让杨振宁自由从事理论物理的研究,去普林斯顿大学深造。两人的提议并未获得应答。原因很简单,每个留学生都被赋予了填补国内学科空白的责任。 1945年去美国时,杨振宁只有23岁。对于他来讲,最初去美国的目的与其说是出于个人对学术的追求,更多的还是国家赋予的责任。“我总得回中国去,回国后,我觉得理论物理没有什么用,中国需要的是实验物理,所以我要做这方面的工作。”在去阿里森的实验室前,杨振宁对费米说。 1945年日本宣布投降时,纽约唐人街的华人聚集在一起庆祝 1948年,在泰勒找来几天后,杨振宁接受了对方的建议,专心写他的博士论文,这是杨振宁个人的一种解脱,杨振宁说“自己如释重负”,终于可以全力投入自己擅长和热爱的领域了。  1948年6月杨振宁得到博士学位,其博士论文是他进入对称与不变性(Invariance)领域的第一篇文章,紧接着又发表了在此领域中第二篇文章。杨振宁后来说:“这两篇文章使我一跃而成为用群论与场论分析对称的专家。那时此领域才刚刚开始,能在那时进入此领域是极幸运的。” 告别了实验物理后,杨振宁重新进入了以费米为首的顶级理论物理圈子。 围绕着费米,当时的芝加哥大学物理系形成了热烈的讨论氛围。他们中有杨振宁、李政道,以及后来成为美国核武器研制重要顾问、美国国家科学院院士的戈德伯格,1988年得到诺贝尔物理学奖的施泰因贝格尔,在等离子体物理理论方面做出巨大成就的罗森柏斯,等等。 费米将这群年轻的学生称为“baby scientist”:他们热情而又充满天赋,是未来物理学科的领袖人物。他们围着桌子四散坐开,讨论的问题范围极广,从星体的内部结构和演化,到黎曼几何学、广义相对论和宇宙学等等,参与者不拘形式,可以随便发言。 杨振宁的同学、美国核物理学家寒春后来将这些时间视为一生中最幸运的时刻,因为有一群聪明的同伴可以一同讨论物理。在这个顶级的学术圈子里,来自遥远中国的杨振宁颇为瞩目,即使上课时他总是谦逊地坐在教室后面。 “他的物理知识远远超过我们这些人,他根本可以做我们的老师。”戈德伯格惊讶于杨振宁在物理方面的天分。他还记得有一次考试,杨振宁10分钟就答完题目,走出教室,留下他们继续奋斗了一个小时。罗森柏斯对杨振宁的印象则是他非常愿意帮助别人,也曾经帮助他了解了一些物理问题。  李政道的天赋 进入20世纪以来,物理学在人们心目中彻底变了模样。物理学家不再满足于只从宏观层面上认识客观世界,随着爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的建立,他们的目光开始从自然现象深入到原子内部各层次的微观组成结构及其运动形态和转变规律,以粒子物理和统计物理为代表的现代物理学世界开始初步搭建起来。  在研究方法上,理论物理学的探索过程也发生了一个根本转变,原本物理学的发展是由实验延伸到方程、规律乃至整个理论体系,如经典力学、电磁学、热力学等都是遵循这样的途径;在狭义相对论以后,这个过程被倒转过来,物理学家首先是建立方程、理论框架,然后再回到实验,由实验来验证理论的真理性。理论物理学家们迎来了最好的时代。 一直到进入芝加哥大学为止,无论从哪个维度来看,杨振宁都是顺利和幸运的。他最早在数学领域显示出天分,因为一位顶级数学家父亲的存在,他的天分得以被保护,并加以拓展。他对物理学产生兴趣时,又遇到了中国与前沿最为接轨的一批物理学家,在他们的引导下进入到最有前途的领域,他的数学天赋帮他拓展了物理学的边界。 芝加哥大学有着热烈讨论物理学的氛围,聚集着最为顶尖的科学家群体(摄于1936年) 他唯一的挣扎是待在实验室的两年,在这个过程中,他清醒地意识到自己不是一个动手能力强的人。不过,对于他整个研究生涯和人生历程来讲,仅是很短小的一个插曲。  50年代,杨振宁已经离开芝加哥大学,进入到普林斯顿高等研究院工作。杨振宁在普林斯顿高等研究院最初被物理学界关注到是关于伊辛模型的推导。伊辛模型是一个可以提供非常丰富物理内容的模型,不仅可以用来描述晶体的磁性,还可以用来描述包括液氦到超流态的转变、液体的冻结和蒸发、森林火灾等非常广泛的现象。自从德国物理学家愣茨教授1920年提出模型,他的学生伊辛1925年求出一维模型的解以来,求解二维、三维模型的精确解一直是物理学家追求的梦想。 1949年11月初的一天,在往返于普林斯顿大学与研究所之间的街车上,研究所的一位博士后告诉杨振宁,物理学家考夫曼简化了昂萨格的方法,可以通过2n个一系列“反厄米特矩阵”推导出伊辛模型,杨振宁在芝加哥大学期间曾作过相关的推导。一回到研究所,他就根据自己曾经的经验,很快掌握了考夫曼的推导方法,他沿着对方的计算继续推导下去,求解出二维伊辛模型的自发磁化强度。 这篇文章之前,二维伊辛模型只是被认为是有趣的数学问题,但这篇文章之后,二维伊辛模型的很多性质被认为与物理现象很接近。这成为杨振宁在统计物理领域的重要起步,也为他日后在这一领域的成就奠定了基础。 1955年,杨振宁33岁,在研究院获得终身职位——这样的职位只有20多个。杨振宁在普林斯顿高等研究院待了17年,这是他一生创造力最为丰富的阶段。  跟其他理论物理学家单打独斗的研究风格不一样,在中国文化熏陶中长大的杨振宁开放,善于沟通、交流,很愿意与他人合作,包括后来获得诺奖的宇称不守恒定律以及后来被物理学界公认为杨振宁一生最高成就的杨-米尔斯理论都是合作的结果。  物理学家戴森曾经概括杨振宁取得成功的三个重要特点,其中一个就是团队精神。杨振宁众多的合作者里,最重要的一位便是李政道。李政道比杨振宁小四岁,同样来自西南联大。他来美国的途径与杨振宁不同。 1947年,杨振宁(左)、朱光亚(中)、李政道在美国密歇根大学研究生院(人民视觉供图) 1945年,第一颗原子弹爆炸后,国民政府意识到了核武器的威力,决定遴选学生出国学造原子弹。吴大猷推荐了李政道,当时李政道才19岁,读大二。与他一起入选的还有日后组织领导中国原子弹、氢弹研究设计的朱光亚,曾担任国防科技大学副校长的孙本旺以及成为台湾“中央研究院”院士的徐贤修等五名学生。 1926年,李政道出生于一个中产阶级家庭。他的曾祖父、祖父、伯祖父都是东吴大学(今苏州大学)的主要创办人。因为战争,李政道小学、初中和高中都未完成学业,全部依靠同等学力升学,后在西南联大旁听并就读。 1946年秋天,李政道在杨振宁之后抵达美国,导师是费米。两人见面时,李政道20岁,杨振宁24岁。两人最早的一次合作并不是做物理学方面的研究,而是参加芝加哥一家报纸举行的字谜竞赛活动,有点像联字猜想。第一名的奖金大约要超过5万美元,这个数目极具吸引力。 杨振宁和李政道与其他几名研究生组成小组参加比赛,报名费为8美元。他们又花了40美元买了两卷未删节的《韦伯新国际字典》,这是此次竞赛的正式指定字典。他们在解答了第一组难题之后进入“加赛”,在彻底研究了题目之后,他们提出了两组解。几天后,他们得知,因为提出了过多的解,他们被取消了竞赛的资格。 在费米指导下,李政道在芝加哥大学获得物理学博士学位,他的博士论文《白矮星的含氢量》被芝加哥大学誉为“有特殊见解和成就”,列为第一名。校长罗伯特·哈钦斯在授予他博士学位证书时特别指出:“这位青年学者的成就,证明人类在高度智慧层次上,东方人和西方人具有完全相同的创造能力。” 赏心悦目的风景 1951年暑假,在杨振宁进入普林斯顿高等研究所的第二年,李政道也来了,两个人开始了黄金合作期。因为比李政道大上几岁,杨振宁一直认为自己像个兄长一样照顾李政道。他说,李政道吸收新知识的速度非常快,而且兴趣广泛,虽然他们两人大都不喜欢看别人的文章,但是李政道看得多一些。  在李政道眼里,杨振宁极端聪明有天赋,“他的品味比较倾向于数学,和我自己的互补。我们曾经对各种问题公开地讨论,而这些经常是十分热烈的讨论,对于我的发展,特别是在我那些成长年代中的发展,有着重要的影响”。 1951年,两个人的交往已经不只是学术和个人友谊间的往来,而是扩展到两个家庭。杨振宁于一年前结婚,他的妻子杜致礼是杜聿明长女,出生于1928年,比杨振宁小6岁,是他曾在西南联大附中教过的学生。同一年,23岁的李政道与秦惠莙结婚。  杨振宁和李政道两家都住在古德曼路,杨家是3F号,李家是3E号,是邻居。1951年,杨振宁的大儿子杨光诺出生,第二年,李政道迎来大儿子李中清。两家人来往密切,常常一起出游,去中国餐馆吃饭,孩子们也经常在一起玩。 1957年12月10日,诺贝尔颁奖典礼上,本年度物理学奖获得者杨振宁(右)和李政道坐在一起(视觉中国供图) 在普林斯顿高等研究院,杨振宁和李政道两人在统计力学领域进行合作研究。1951年秋,他们写了两篇统计力学论文,针对统计力学的相变理论首次给出了不同热力学函数的严格定义。在此基础上他们发现不同的热力学函数在有相变的情况下是不可解析延拓的。  李政道和杨振宁的这个发现推翻了统计力学领域里由迈耶(J.Mayer)、玻恩(M.Born)和乌伦贝克(G.E.Uhlenbeck)等建立的相变基本观念,标志着相变问题严格处理的新开端。 这两篇论文吸引了爱因斯坦的注意。 爱因斯坦当时已经72岁,他从1933年受聘后一直待在普林斯顿高等研究院。杨振宁和李政道抵达普林斯顿时,爱因斯坦已经退休了,致力于统一场论的研究。他邀请了两个年轻人到办公室进行了长谈。爱因斯坦问了几个物理问题,如巨正则系统的基础、晶格气的物理意义以及配分函数之根本分布等细节。 5位年轻的科学家对爱因斯坦进行访问,爱因斯坦告诉他们,科技只有和人类的价值观相结合,才能造福人类(摄于1952年) 从1956年到1962年,杨振宁和李政道共同写了32篇论文,范围从粒子物理到统计力学。“合作紧密而富有成果,有竞争也有协调。发挥出我们每个人的最大能力。合作的成果大大多于每个人单独工作可能取得的成果。”李政道说。 和两人都熟识的物理学家伯恩斯坦(Jeremy Bernstein)曾经写过一篇文章,描述两人的科学合作:他们两个人都能说中文和英文,但在讨论物理问题的时候,几乎完全是用中文,因此旁听者只能够偶尔猜测一些听起来有些熟悉的单词,是杨、李无法找到合适中文翻译的物理名词,或者有时候可以听到像是“哦,现在我了解了”这样的英文短句。 普林斯顿高等研究院院长奥本海默则说,自己最喜欢看到的风景,就是杨、李两个人走在普林斯顿的草地之上,特别的赏心悦目。 走向诺贝尔奖 20世纪以来,对称性成为整个物理学的基石。物理学家认为,若某事物、某性质、某规律在某种变换之后仍保持不变就称为具有对称性。 不管是相对论的提出,还是量子力学的发展,都依赖于对称性。可是到了20世纪50年代中期,物理学家们突然觉得所有人都被关在了一个黑屋子里,他们发现了用对称性解释不了的问题。“他知道在某一个方向一定有一个门可以走出去,但是这个门在哪个方向呢?” 让众多物理学家疑惑不已的问题是当时发现的一批新粒子。1930年以来发现的其他粒子,都有一个反粒子,质量相等,当二者碰到一起时它们就互相湮灭,变成各种类型的能量。但新的这批粒子却呈现出不一样的特点。尤其让人诧异的是θ和τ两种粒子。  这两种粒子无论是电荷、自旋还是质量都一模一样,它们生命都很短,会很快衰变成其他的粒子。奇怪的是衰变结果却不一样:θ粒子在衰变的时候会产生两个π介子,而τ粒子在衰变的时候会产生三个π介子。这是与对称性不相符合的。物理学家们试图解释两个粒子不是同一种粒子,结果在做了实验后却发现,对θ和τ的质量的测量越来越精细,结果却越来越证明θ和τ的质量是完全相同的。 这个难题引起了整个物理学界的探讨。1956年举行的第六届罗彻斯特会议是国际高能领域最重要的物理会议,大家的关注点依然是θ-τ之谜。有物理学家提出宇称可能不守恒的假设去解释上述问题,但他没有勇气提出来,只得委托另外一名物理学家费曼(Feynman)帮忙提出。 美国物理学家费曼(左)与杨振宁在讨论问题(摄于1955年) 杨振宁在发言后针对这一想法做了讨论。会议结束后,杨振宁和李政道开始了大量的计算。他们的目标很明确,即关于弱作用中宇称守恒,在没有实验支持的情况下,却一直为人们长期相信,我们怎么知道这一规律一定正确?他们接连三个星期进行了紧张的工作,最终写出了一篇名为《弱相互作用中的宇称守恒质疑》的论文。杨振宁曾描述过当时他们对这一问题的见解的感受:“事实上,这是令人吃惊的。但是更令人吃惊的是,物理学家所熟知的空间-时间对称定律很可能要被破坏掉。这一前景我们过去没有想过,而是在做各式各样的努力去解θ-τ之谜遭受失败之后强迫我们得到这一结论的。” 在论文的其余部分,他们给出了需要做的实验的详细介绍。杨振宁记得,1956年6月,他们把这些结果写成预印本,寄去《Physical Review》,也寄了很多份给同行们。很快就收到一致的回应:宇称绝对不会不守恒,杨、李所建议的实验都是浪费时间与资源。即使是一直在普林斯顿高等研究院的著名理论物理学家戴森,在看了两遍已经发表在《Physical Review》上面的论文后,也只是认为文章“很有意思”。 20世纪最伟大的理论物理学家之一泡利,是首先提出中微子概念的人。在1957年1月17日给朋友的信中,泡利写道:“我不相信上帝是个轻度左撇子,我愿意拿一大笔钱来打赌。” 大部分实验物理学家对于杨振宁和李政道给出的实验内容是不看好的。他们认为验证的实验相当复杂,而且很有可能最后的结果还是证明宇称是守恒的。这时候,哥伦比亚大学副教授、华裔物理学家吴健雄决定由她所在的实验室来做这一实验。 物理学家吴健雄 吴健雄44岁,1956年之前,已因在β衰变方面所作过的细致精密又多种多样的实验工作而为核物理学界所熟知。杨振宁曾回忆说,上世纪50年代,在吴健雄之外,他们也和其他科学家谈过有关实验验证宇称是否守恒的问题,但只有吴健雄看出其重要性,“在那个时候,我并没有押宝在宇称不守恒上,李政道也没有,我也不知道有任何人押宝在宇称不守恒之上。吴健雄的想法是,纵然结果宇称并不是不守恒的,这依然是一个好的实验,应该要做,原因是在过去,β衰变中从来没有任何关于左右对称的资料”。 吴健雄出生于江苏苏州,毕业于国立中央大学(今南京大学)物理系。她是上海人,讲英语有浓重的上海口音。她比杨振宁早10年抵达美国,作为一个女性,她在学界的经历一直不算顺利。在伯克利大学的第二年,她成绩很好,想要申请奖学金,可那时的美国对中国学生很歧视,系主任因为担心董事会有意见,只给了她很少的助读金。 吴健雄1945年开始进入到β衰变领域,到50年代初期,未满40岁的吴健雄,已经在β衰变这个物理科学既重要又相当繁复困难的领域中,享有了最权威的地位。可她依然没有获得哥伦比亚大学物理系的教席,只有一个接近教席的研究员地位,有一些研究生跟随她做研究。在1951年以前,吴健雄在哥大物理系的同事也曾经在升等会议上提出,讨论是否应给予她教席的地位,但遭到了一手发展哥大物理系、在物理系中有一言九鼎地位的大科学家拉比的反对。他反对的主要理由,只因为吴健雄是一位女性。 这一系列的不愉快反而激发了吴健雄的个性和决心。1956年,吴健雄开始做相关的实验。她为此特意取消了去东亚的学术会议,这原是她1936年离开中国以后,20年来头一次回到东亚去。 这个实验面临着两个核子物理实验从未有过的挑战,一是要让探测β衰变的电子探测器在极低温的环境下还能保持功能正常,另外则是要使一个非常薄的β放射源,保持其原子核极化状态足够长的时间,以得到足够的统计数据。吴健雄并不太了解低温物理,为此她联系了华盛顿标准局,那里有一个以低温环境达成原子核极化的实验室,她说服了负责人安伯勒一起做实验。 实验进行得相当困难,他们不仅要找到最好的放射源,还要将放射源极化。 实验从1956年6月一直做到第二年1月。在此期间,随着吴健雄实验的进展,物理学界已渐渐开始有更多人谈论这件事,形成一种极端热烈的气氛。1957年1月,他们的实验结果证明了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒假设。吴健雄等人将实验报告论文寄到《物理评论》。1月15日这一天,哥伦比亚大学为这项新的发现举行了一次记者会,这是史无前例的。 1957年12月10日,李政道(左)、杨振宁(中)在瑞典首都斯德哥尔摩接受诺贝尔物理学奖(新华社供图) 主持人是哥大物理系资望最高的教授伊西多·艾萨克·拉比,他当时正在休假,是从麻省理工学院赶回来的。和这个科学新发现有关的哥大科学家,包括吴健雄、李政道、李德曼、加文等人都出席了。哥伦比亚大学物理系教授拉比在会上说:“可以说一个完整的理论体系(宇称守恒)从基础上被打碎了,我们不知道如何把碎片重新拼起来。”  随后,1957年12月,一场盛大的诺贝尔奖颁奖仪式在斯德哥尔摩音乐厅大礼堂举行。35岁的杨振宁和31岁的李政道成为典礼上最为闪耀的一对年轻人,按照学科的顺序,他们在出场时走在最前面。那时,人们还没有意识到,他们此后将难以在公开的场合看到两人如此地和谐。

Esacpe 发表于 2021-09-22 22:34

这篇写得真好,吴健雄是个了不起的女性
还看到朱光亚的名字,我曾经有一次被堵在家里不能出门,才知道我们院里有个两弹一星之父,温家宝来慰问他封院了