第二部分

楊振寧

楊振寧,美籍華裔物理學家。安徽合肥人。1956年與李政道一起發現了在弱相互作用條件下宇稱不守恒定理,1957年,兩人同獲諾貝爾物理學獎。

對楊振寧早年影響最大的是其良好的家庭環境和在西南聯大所受的良好教育。楊振寧的父親楊可傳,原本是一名中學教師。後來到美國芝加哥大學留學五年,取得數學博士學位後回國。父親走時,楊振寧年僅兩歲。楊振寧天資聰慧,3歲時就開始識字,在母親的教導下,隻用了一年半時間就認識了3000個漢字。

1937年,日本發動了全麵侵華戰爭。很快,北平失陷。楊振寧一家逃難到合肥,後又抵達昆明。當時楊振寧年僅16歲,正上高二,但他次年就以同等學曆身份考入西南聯大。戰亂中的西南聯大各種條件極差,但師資力量卻極其強大。因為是北大、清華和南開三校合開,著名教授很多。朱自清、聞一多、王力、羅常培等名師都教過他國文。趙忠堯、周培源等物理學方麵的名流也親自給他們授課。他的學士論文是在吳大猷教授指導下做的,碩士論文則師從王竹溪教授。

吳大猷教授引導他學習群論和對稱原理,王竹溪教授引導他進入統計力學領域。在以後的工作中,這些方麵一直是楊振寧的主攻領域,兩位名師對他的影響不可低估。

楊振寧還在西南聯大讀碩士期間,就對愛因斯坦、費米和狄拉克的研究風格極為推崇。他們三人有一個共同的特點:都能在非常複雜的物理現象中提煉出實質性的東西,然後通過深入的研究思考,用數學公式表示出來。他們三人的文章都單刀直入,切中要害,從不說大話空話。

楊振寧暗暗立下誓言,一定要到美國去,拜他們三人中的一人為師。然而,一個普通的中國人要拜世界聞名的大物理學家為師談何容易,楊振寧和他的老師談起這個想法時,他們都認為不太實際,然而楊振寧仍然不肯輕易放棄。

來到美國後,他直奔哥倫比亞大學尋找費米,但該校物理係的秘書竟說從未聽說過他們學校有這樣一個人。無奈之中,楊振寧隻得去普林斯頓找他從前的老師張文裕教授,以尋求幫助。經過張教授的多方努力和推薦,1946年1月,楊振寧終於如願以償地坐在費米的研究班裏聽課了。當他直接提出要跟費米教授做博士論文時,費米告訴他:“我不能指導你的博士論文,因為我正在從事一項高度保密的研究工作。不過我可以把你介紹給芝加哥大學一位很有才華的教授。”這名教授就是後來被美國人稱為“氫彈之父”的愛德華·泰勒。

愛德華·泰勒講授物理課程的一個特點是喜歡直言不諱發表自己的觀點。他認為哪怕這種觀點百分之九十以上是錯的,但隻要有百分之一是對的,那就對學生具有借鑒價值。這種教學方法對於開發學生的思維很有幫助。

楊振寧剛剛到美國時很想當一名實驗物理學家,他認為在實驗中才能尋找到學習物理的真正樂趣,也隻有在實驗中才會有真正的創新。當他把這個想法告訴費米時,費米認為,一個外國人根本不可能進入阿貢實驗室。於是,費米把他介紹給了艾裏遜教授的加速器實驗室。

然而楊振寧在這裏並不成功,在實驗室裏總是顯得笨手笨腳。當時實驗室裏有一則笑話:“凡是在實驗室裏發生爆炸的地方,一定有楊振寧!”泰勒知道情況後,決定讓他放棄,轉攻理論物理。

在實驗室裏呆了近20個月後,楊振寧經過慎重考慮,決定放棄。這段實驗室的生活雖然不太成功,卻為他後來的工作打下了基礎。他與李政道提出“在弱相互作用條件下宇稱不守恒”結論時,就曾經從實驗物理學家的角度出發,設計了一個可以檢驗他們理論正確性的實驗。可以說,實驗室的這段生活為他將理論與實驗結合起來打下了堅實的基礎。

經過多年的努力,楊振寧的辛勞終於換來了收獲。1956年,他與李政道一起發現了“在弱相互作用條件下宇稱不守恒”,1957年,這個結論由美籍華裔科學家吳健雄女士經過實驗得到證明。這一年是楊振寧難以忘卻的具有曆史意義的一年,他的成果得到了世界的承認,他同李政道一起獲得了科學殿堂的最高榮譽——諾貝爾物理學獎。

獲獎後的楊振寧仍然不滿足,繼續忘我工作。中美建交後,他多次訪華,促進了中美交流和中國科學事業的發展。

李政道

李政道,著名美籍華裔物理學家,同楊振寧一起共同發現了一個新規律——在弱相互作用條件下宇稱不守恒定理。1957年二人共同榮獲諾貝爾物理學獎。

李政道祖籍江蘇蘇州,1926年11月24日出生於上海,家境比較富裕。小時候的李政道喜愛讀書,人也十分聰明,記憶力和邏輯推理能力都非常強。他整天手不釋卷,甚至連上廁所都帶著書。抗戰時期,李政道與二哥被迫轉到浙江去讀書,兄弟二人多次在戰亂中聚聚散散,李政道每次都把衣服丟得剩不了幾件,但書卻一本未丟,反而一次比一次多。

上了中學以後,李政道對數學和物理產生了濃厚的興趣,這兩科的成績在年級中總是數一數二。1945年,他中學未畢業就以優異的成績考上了浙江大學,後來又轉入西南聯大物理係,師從著名物理學家吳大猷教授。吳教授淵博的學識和良好的學術作風給李政道留下了深刻的印象,並影響了他一生。李政道在西南聯大學習期間成績十分優異,求知欲望也很強,吳大猷教授後來曾回憶說:“李政道那時應付課程綽有餘裕。他求知心切,真到了奇怪的程度。我無論給他什麼難題和書籍,他很快就做完了,又來索取更多的。我看他做題的步驟,發現他思路敏捷,大異尋常。”

受吳大猷教授的大力推薦,李政道在大學二年級的時候就獲得了公費留學美國的機會,來到了芝加哥大學作研究生。在芝加哥大學,他對物理學的各個方麵,如高能物理、統計力學、天體物理學都頗有研究,能夠提出一些獨到的見解。1950年,年僅24歲的李政道獲得了博士學位,其博士論文被譽為“有特殊的見解和成就”,名列第一,並獲得獎金1000美元。第二年,他受聘於世界第一流科學家雲集的普林斯頓大學高級研究所任研究員,有了充分展示個人才華的舞台。

1951年,李政道和西南聯大的校友、他的師兄楊振寧(楊也曾師從吳大猷教授)在美國重逢了。雖然在此之前兩人並不熟悉,但校友相逢,分外高興,談得十分投機。從此,兩人開始了並肩戰鬥的生涯。

在物理學上有一些定律是討論物理過程的對稱性質的,宇稱守恒定律就像是討論左和右之間性質的一個所謂“定律”。打個比方說,一個物體在鏡子裏麵成的像,左和右的次序是顛倒的,而所謂的宇稱守恒定律就是說,一個過程互相調換一下,它們進行的方式仍然不會改變。在三十多年的時間裏,宇稱守恒定律被人們稱為金科玉律。但科學家們在實驗中逐漸發現,這個定律和一些物理實驗產生的現象相矛盾。然而,許多科學家並不敢去對宇稱守恒定律提出質疑。

楊振寧、李政道兩位年輕科學家並不為傳統理論所束縛,大膽地提出了舉世聞名的“李一楊假說”。兩個年輕的物理學家在這個“假說”中明確地指出:“在基本粒子間的弱相互作用中宇稱可能是不守恒的。”

他們對以前的實驗證據進行了認真的分析,明確提出了“可以很清楚地看到,現有的實驗確實相當精確地證明了在強相互作用和電磁相互作用中宇稱是守恒的。而在弱相互作用中宇稱守恒觀念僅僅是一種推廣的假設,並沒有任何實驗證據能支持它。如果認為宇稱守恒定律在弱相互作用中也確信無疑,隻能說是一種因襲的成見。”

1957年1月16日,《紐約時報》刊登了美國哥倫比亞大學的物理實驗報告“宇稱守恒定律的推翻”,肯定了李政道和楊振寧的發現,頓時好評如潮,各種鮮花、榮譽接踵而來。1957年10月,兩人同獲諾貝爾物理學獎,當時李政道年僅31歲,是曆年獲獎者中第二位最年輕的科學家。

成名後李政道並沒有滿足,繼續致力於科學研究,並取得了令世界矚目的成就。

中美外交解凍以後,李政道多次回國訪問,為中國的科學事業發展出謀劃策,盡心盡力。1974年來訪時,李政道就婉轉地向周恩來總理建議,既然運動員和芭蕾舞演員可以從小培養,為什麼科技人員不可以從小培養呢?他列舉了許多例子,說明曆史上許多有成就的科技專家和發明家都是在很年輕的時候就取得卓越成就的。中國政府采納了他的建議,在中國科技大學開設了少年班。粉碎“四人幫”以後,李政道根據國內建設的需要,幫助中國留學生在美國聯係學校,培養人才。20世紀80年代他又向中國領導人提出建立博士後流動站製度,建議得到采納後,他又為此事出謀劃策。1992年,北京正負電子對撞機成功建造,也凝聚了李政道教授的心血。

李政道教授對中國現代科技的發展所做出的貢獻是不能完全用實物來衡量的。他的國際影響和聲譽對於中國來說也是一筆無形的寶貴財富,他為我國科技事業的發展所做出的貢獻是任何人都不能抹殺的。

M·蓋爾曼

1969年的諾貝爾物理獎獲得者是M·蓋爾曼教授。他因為“基本粒子分類及其相互作用方麵的貢獻和發現”而獲得當年的物理學獎。

蓋爾曼是世界著名物理學家。1961年,他根據自己的理論預言有兩個新粒子存在。在三年後,這兩個粒子被實驗證明,蓋爾曼因此而名聲鵲起。

蓋爾曼多才多藝,是一位理論物理學家。與霍金一樣,在他們身上體現了當代自然科學家探討世界各種事物現象與本質的聯係。

他的著作涉及到宇宙論、基本粒子物理學、量子場論、生物學、經濟學、語言學、社會學、人類學、考古和文化藝術多種領域,而且思維異常深刻。這和蓋爾曼從小的興趣有關。

1929年,蓋爾曼出生在紐約。他有一個比他大9歲的哥哥,名叫本。在蓋爾曼3歲的時候,本就帶他一起遊戲。

那時,他們住在紐約的曼哈頓。哥哥教他認陽光餅幹盒上的字,並觀察鳥類以及其他小動物。

蓋爾曼認為,紐約是一片被砍伐過了的森林。他們經常去布隆克斯的動物園。那裏有一片沒有被破壞的小樹林。正是這片幸存的天然環境,使蓋爾曼接近了自然,對大自然的無窮奧秘產生了興趣。

他開始觀察多姿多彩的大自然。發現大自然是極其驚人的。

美國著名作家、詩人、思想家愛默生在1837年說過:“大自然對於學者的心靈起著最早和最重要的影響。每天有太陽,太陽落山後有星星和夜晚。風總在吹,草總在長。學者是所有的人中最被這種現象強烈吸引的人。

在他看來,大自然這種由上帝締造的巨網的不可思議地周而複始。這種現象同他自己的心靈十分相似,他永遠不能找到心靈的開始和終結。”

如上所言,蓋爾曼在自然中受到了深刻的熏陶並有所領悟。

作者自己說:很早的時候在大自然中散步留給他的深刻印象是動物嚴格的分類。哥哥本和作為弟弟的蓋爾曼經常討論物種如何通過進化而全部聯係在一起。兩個不同物種之間的關係到底有多近,取決於它們須向下沿進化樹回溯,直到找到一個共同點。

本和蓋爾曼經常去參觀藝術博物館,還有大量保存著文物的博物館。他們還愛讀曆史書,學會了埃及象形文字的一些意義。

他們在興趣十足的情況下學會了拉丁語、法語、西班牙語。他們還領悟到語言的進化,語係的分支及具體語言的親屬關係。

我們應該注意的是蓋爾曼對文化與知識的看法,他認為自然科學、社會行為科學和古典語言與文學及藝術領域並沒有顯著的差異,他關注的是文化的統一性。

蓋爾曼的父親是20世紀初舉家搬到美國的,因此,蓋爾曼在美國出生,而他一出生就趕上了美國限製移民,父親開辦的語言學校由於缺少生源而倒閉了。

但是父親在銀行找了一份穩定的工作,收入勉強可以養家。他鼓勵孩子們學習自然科學,他本身對數學、物理和天文很感興趣,經常自學狹義廣義相對論及宇宙膨脹理論。

有趣的是,蓋爾曼一開始並未采納父親的建議去學物理,因為他對語言和考古感興趣,而父親認為這樣會挨餓。

最後,父親向蓋爾曼保證前沿物理優美迷人,會令人得到美的感受。蓋爾曼帶著將來改行的想法學了物理,沒料到他進入了神異的世界而樂不知返。

誇克是什麼呢?很長一段時間,人們認為原子就是電子及原子核內部的質子和中子了。

但中子和質子不是最基本的。物理學家知道,以前人們認為基本的東西後來被證明是由更小的東西組成。分子是由原子組成的,原子雖被希臘人認為是不可分割的,但也被證明是由核和繞核旋轉的電子組成。後來,核又被證明是由中子和質子組成,這是在1932年在發現中子後才開始明白的。

現在,科學家認為中子和質子也有它們自己的組成部分,它們是由誇克組成的。現在理論物理學家們確信誇克類似於電子。1963年,蓋爾曼把核子的基本成份命名為誇克,其原文是quark。這是他讀到大作家喬伊斯的小說《芬尼根徹夜祭》時,在一句話裏得到這個詞的。這句話是“對著馬斯特·馬克的三聲誇克”。“誇克”隻代表了一種鷗的叫聲。