前言 天才杨振宁:创造力与平衡感
杨振宁的办公室在清华大学科学馆二楼,上了楼梯之后右拐,走到头,左手边就是他的办公室。这间办公室的对面,是清华大学物理系教授吴念乐的办公室。如果他们都在办公室,两人的门会一直开着,杨振宁有时候会过来找吴念乐谈事情,许多时候是关于清华大学高等研究院发展的问题。
杨振宁是2003年年底从美国回到清华全职任教的。他那时已经81岁,从纽约州立大学石溪分校物理所退休刚4年。他是受清华大学之邀,来帮助建设清华大学高等研究中心(2009年改名为清华大学高等研究院)的。这个研究实体以美国普林斯顿高等研究院为样本,希望加强清华大学的基础科学研究,建成世界一流的学科。杨振宁在普林斯顿高等研究院工作了17年,是最早获得诺贝尔物理学奖的中国科学家,1966年开始又一手筹建了纽约州立大学石溪分校物理所。他肩负盛名,无疑是最好的人选。
对杨振宁来讲,这一抉择,除了帮助清华发展科学的计划之外,也有叶落归根的考量。他们那一辈人,都拥有家国情怀。他去了美国,还加入了美国国籍,他自己会觉得很矛盾,一直压着没有解决。对于他来讲,回到清华,等于是解决了矛盾。他的好友、香港中文大学中国文化研究所原所长陈方正如是说道。
清华大学高等研究院原来的地址在清华大学理科楼,2007年才搬到科学馆。这是一栋建于1918年的砖红色欧式小楼,位于大礼堂西南,是清华早期四大建筑之一。从外观看,小楼古朴、雅致。吴念乐记得,对搬家这件事情,杨振宁很高兴,他曾带着吴念乐在楼里转悠,并告诉吴念乐,从正门进来以后,左手边第三间屋子,就是他父亲的办公室----78年前,他的父亲杨武之在芝加哥大学取得数学博士学位后,曾在清华任教。从1929年到1937年全面抗日战争爆发前,杨振宁在清华度过了8年的幸福时光。
如今已经99岁的杨振宁,一转眼又在清华度过了18年。这位百岁老人的命运,也一直与时代的命运紧密呼应。童年的清华园、战乱时期的西南联大,他所具有的独特的学习环境,都为他打下了坚实的学问基础。二战后的美国成为全球顶尖的学术中心,杨振宁在那里又获得了足以让国际物理学界惊叹的发展。
杨振宁从小就显露了出色的数学天赋,专攻数学的父亲却不急不躁,让他从容地打好人文基础。童年时温暖的家庭氛围,也让杨振宁养成了平静温和的性格。正如他青年时期一位好友所形容的,杨振宁是一位显得最正常不过的天才。数理人文、人际交往、家庭关系、命运选择,杨振宁都显示出一种得心应手的平衡感。而他在物理学上的创造性,又使他成为国际上最有影响力的科学家之一。
20世纪30年代,杨振宁经常夏天去清华的科学馆,他记得科学馆那时是理数大楼。那时的清华园,汇聚了包括邓以蛰、王国维、朱自清、陈寅恪、闻一多、顾毓琇等-众名家。清华大学数学系也是人才集聚,不仅有杨武之、郑之蕃、熊庆来和孙光远四位教授,还有他们的学生陈省身、华罗庚,是国内的数学中心。
在这样一个名师云集、学术氛围单纯而热烈的环境里,杨振宁迎来了自己受教育的时期。父亲杨武之对他的影响颇大。纵观杨武之的一生,他代表着少数处于新旧交替时代年轻人的命运。他们出生在清代末期,又是第一批接受中国现代教育的大学生,兼具中西特色,历经了中国19、20世纪之交严重的民族和社会危机。他们将民族振兴视为己任,后来出国留学,日后多投身于教育。杨武之像一个窗口,让杨振宁在幼小的年龄就接触了更广大的世界,而他的家国思维也深刻地影响了杨振宁的一生。
如果说,在清华园的少年生活培养了杨振宁乐观、开朗、自信的性格,那么西南联大的岁月则将他引人了物理世界的大门,也让他以一种鲜活而又狼狈的方式认识了当时的中国。
20世纪30年代,北方大学南迁昆明是高校面对战争形势做出的迫不得已的选择,却也将当时最精英的一批人才集聚在一起。西南联大英文系的教师燕卜荪(WilliamEmpson)曾是学生们颇为喜爱的老师。他毕业于剑桥大学,讲话一嘴牛津腔,因为缺少书籍,他多靠过往的背诵记忆给学生讲课。他曾经归纳了西南联大教学成功的原因:…………学生的水平都非常高。我见证了中国吸收欧洲成就的努力的最后的伟大日子,那时一个受过良好教育的中国人相当于一个受过最好教育的欧洲人。我的同事们彼此之间总是用三四种语言混合着谈话,没有丝毫做作,只是为了方便。
在昆明的日子,杨振宁上课是在铁皮顶屋子里,下雨时,屋顶叮当响个不停,盖过老师讲课的声音。地面是泥土压成的,几年以后,地上满是泥坑。饭堂没有板凳,更没有椅子,所有人都站着吃饭,饭也是糙米,里面掺有糠皮。为了能多吃半碗饭,他们总结出了第一碗少盛一点的技巧,这样早早吃完,便能再盛第二碗。除了要忍受艰苦的生活外,他们还要躲避随时到来的日军飞机轰炸。1940年9月,杨振宁家的房屋正中一弹,全家少得可怜的家当顷刻之间化为灰烬。几天后,杨振宁拿了把铁锹,回去挖出了压变形的书籍,欣喜若狂。今天已很难了解,在那种困苦的岁月里几本书的价值。杨振宁在他的著作《读书教学四十年》中写道。
这些困苦的日子让他更珍惜日后安静做学问的生活,影响了他日后的许多重要选择。
在西南联大的日子,是杨振宁一生学习新知识最快的阶段。物理系虽然比较小,只有10位教员、10位助教,阵容却是不容小觑的,几乎涵盖了当时最顶尖的学者,每个名字都是我们现在耳熟能详的----吴大猷、饶毓泰、叶企孙、周培源、王竹溪等。这些在20世纪30年代或者更早阶段回来的科学家,都有着闪闪发光的履历:从国外顶级院校毕业,成果显著,跟国际物理前沿保持了最直接和密切的接触。因为深受科学救国理念的影响,他们在个人学术能力最好的阶段选择回国。在西南联大,他们想方设法将最前沿的物理知识传授给学生,这使得他们的学生即使到了国外,也能够以最快的速度与前沿接轨,甚至在众多优秀的学生里表现突出。
杨振宁说自己很幸运,在这里及早地进入了20世纪后半叶物理学发展最快的两个领域:对称性和统计力学。这与美国科学社会学家哈里特·朱克曼(HarrietA.Zuckerman)的一项研究相契合。朱克曼早年曾考察美国1901-1972年的诺贝尔奖得主情况,得出了如下结论:杨振宁的例子说明了一个普遍的模式,那些在以后将要获得诺贝尔奖的年轻科学家,很早就被纳人了他们所从事的领域中新成就的主要交流渠道。他们知道正在进行哪些最重要的工作,在哪儿进行,由谁进行。
如果说,国内不断发展的高等教育将杨振宁培养成一个不错的学生,那么,1945年他抵达美国后,进入芝加哥大学物理系进行博士研究,则将他引向一个真正科学家的道路。20世纪40年代,芝加哥大学物理系已经是第二次世界大战之后世界物理学的研究中心,汇聚着包括恩利克·费米(Enrico Fermi)、爱德华·泰勒(Edward Teller)等风格分明的一流物理学家。在这里,杨振宁可以跟一流的科学家交流,他身边的同学也非常优秀。在2004年诺贝尔物理学奖得主戴维·J.格罗斯(DavidJ.Gross)看来,这个阶段对于一个成功的物理学家来讲,恰恰是最重要的。
格罗斯毕业于希伯来大学物理系,后来他到加州大学伯克利分校跟随物理学家杰弗里·丘(Georey Chew)进行博士研究。他告诉我的同事苗千:我非常幸运,在20世纪60年代进人加州大学伯克利分校的研究生院。格罗斯说,对于一个科学家来说,最重要的是学习如何做研究。但是没有人可以教你,也没有书本写着该如何做研究,怎么进行创造性思考。只有一种方法,就是看其他人是如何做的,你的榜样们是怎么做的,他们如何与别人进行互动。想要成为一个有创造力的科学家,就要跟随一个好科学家进行学习。
正是从这个阶段开始,杨振宁完成了从一个年轻学生到功成名就的物理学家的身份转变。1956年,他与合作者李政道共同发现了弱相互作用宇称不守恒(parity nonconservation in weak interactions)。这个发现堪称惊世骇俗,打破了当时几乎所有物理学家的惯性认知,让人类对自然界有了全新的认识。而对当时的中国来讲,这一发现于1957年获得诺奖又有着另一层重要的意义----杨振宁和李政道是最早获得诺贝尔物理学奖的华人科学家,这件事情激励了中国的许多年轻人投身于科学研究。
杨振宁在业界看来最重要的学术贡献杨-米尔斯理论(Yang-Mills Theory)也是在他年富力强的时候做出的,这是一种非阿贝尔群规范场论(non-Abelian Gauge Theory)。这个理论成为人们描述自然界基础相互作用的一个基础,包括强相互作用和弱相互作用,也把麦克斯韦的电磁场理论做了进一步的延伸。杨振宁在统计力学领域也做出了很重要的贡献,可以说,从学术上来讲,他的贡献是非常重要、无可挑剔的。
如果按照这个思维,我们很容易理解杨振宁在物理科学之外体现的另一层价值。从20世纪70年代末开始,杨振宁和李政道都在利用自己的学术地位和学术成就,试图对中国的高等教育体系建设有所帮助。杨振宁在美国创建中美教育交流基金会(CEEC),专门支持中国科研人员到石溪进修培训;李政道则主持了中美联合招考物理研究生项目(CUSPEA),使得上千名中国物理专业的年轻研究生去美国深造。
对刚刚进入改革开放的中国来讲,这种桥梁的搭建,是非常不易的。由于国家财政困难,杨振宁和李政道都要借助个人的声誉和影响力去募集资金。放在一个横向历史背景里来看,杨振宁和李政道这批科学家的举动,使得在特殊历史阶段停滞下来的中国科学界对外交流、开放的道路得以延续,推动了中国高等教育与世界的接轨,并且稳固地延续到了今天。
王 珊
《三联生活周刊》主笔