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科學巨擘楊振寧:功在世界 心懷家國

來源:《中國教育報》      2021-09-23
導讀: 9月22日,楊振寧先生學術思想研討會——賀楊先生百歲華誕在清華大學隆重舉行。會上,清華大學校長邱勇表示,楊振寧先生具有令人高山仰止的大師風范,是我們心中真正的大先生、真正的大師。楊先生在一個世紀的歲月里,取得了峙立如嵩、博觀如海的學術成就,書寫了功在世界、心懷家國的雋永篇章。

 昔負千尋質(zhì),

 高臨九仞峰。

 深究對稱意,

 膽識云霄沖。

 神州新天換,

 故園使命重。

 學子凌云志,

 我當指路松。

 千古三旋律,

 循循談笑中。

 耄耋新事業(yè),

 東籬歸根翁。

 —— 楊振寧

  2003年12月24日,楊振寧將家從紐約石溪搬到了北京清華大學。而在11月,他就寫好了這首《歸根》詩,并將自己在清華園內(nèi)的住所命名為“歸根居”。

  跨越兩個世紀,經(jīng)歷中美兩個大國,從清華園出發(fā),23歲公費留美,35歲獲得諾貝爾物理學獎,耄耋之年放棄美國一切回國創(chuàng)建清華大學高等研究中心……

  “我的一生可以算作一個圓,從一個地方開始,走了很遠的地方,現(xiàn)在又回來了。”楊振寧說。

  “耄耋新事業(yè),東籬歸根翁”

  9月22日,楊振寧先生學術思想研討會——賀楊先生百歲華誕在清華大學隆重舉行。會上,清華大學校長邱勇表示,楊振寧先生具有令人高山仰止的大師風范,是我們心中真正的大先生、真正的大師。楊先生在一個世紀的歲月里,取得了峙立如嵩、博觀如海的學術成就,書寫了功在世界、心懷家國的雋永篇章。

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  24年前的6月2日,75歲的楊振寧從時任清華大學校長王大中手中接過了清華大學高等研究中心名譽主任的聘書,在清華開始了“他這輩子最后一件值得做的事情”。

  世紀之交,隨著“科教興國”重大戰(zhàn)略的擬定,我國基礎研究迫切需要重大突破。1996年起,楊振寧夫婦回到清華,與王大中進行了三次深入交談。

  “楊先生籌建高等研究中心,學術為先就一直扎根在中心的基因里,而且是最重要的基因。比如我們討論引進什么人才,要決定什么事情該怎么做,或者不該怎么做,唯一的出發(fā)點,就是這樣做是否有利于學術發(fā)展。”作為楊振寧先生的關門弟子,在20年的相處中,翟薈深刻體會到了楊振寧“永遠學術為先的態(tài)度”。他說,項目、經(jīng)費、帽子、論文……現(xiàn)在學術界在強調(diào)“破五唯”,在高研院,從一開始就只有“一唯”,那就是“唯留的下來的學術成果”。

  高等研究中心成立初期,要盡快確定主任人選。1997年1月,楊振寧先生推薦了在香港科技大學任職的聶華桐。此外,研究方向與一流科研人員,決定著科學研究機構能否成功。作為名譽主任,楊振寧親自帶博士生。研究中心還先后聘請了力學和數(shù)學家林家翹,成功動員圖靈獎獲得者姚期智全職回國工作,引進了密碼學家王小云。漸漸地,高等研究院在理論凝聚態(tài)物理、冷原子物理、理論計算機、密碼學等領域形成了一批重要的研究成果,匯聚了一批國際一流學者,在國際上開始擁有舉足輕重的地位和影響。

  對于科研經(jīng)費保障,楊振寧積極在香港和美國為高等研究中心籌集資金,1997年在美國注冊了清華大學北美基金會,1998年在香港注冊了清華大學高等研究中心基金會有限公司。在此過程中,他帶頭捐出了部分積蓄和一部分美國房產(chǎn),以及他在清華工作前期的全部工資。

  2004年秋季學期,楊振寧還主動為清華物理系和數(shù)學系8個班200余名大一新生講了一學期的“大學物理”。82歲的諾貝爾獎獲得者,每周兩次、每次兩個45分鐘講授基礎課,常常在課間的5分鐘休息時間還在講課。不僅學生,全國許多高校的教師也慕名而來,在旁邊的教室觀看直播,品味楊先生講課與眾不同的地方和精妙之處。

  而楊振寧與清華的緣分,早在1929年就開始了。

  “振寧似有異稟”

  清華大學高等研究中心原來的地址在清華大學理科樓,是一棟建于1918年的磚紅色歐式小樓,是清華早期四大建筑之一。從正門進入,左手邊第三間屋子,就是楊振寧父親楊武之曾經(jīng)的辦公室。

  “清華園的八年在我的記憶中是非常美麗的、非常幸福的……我跟我的小學同學在園里到處游玩,幾乎每一棵樹我們都曾經(jīng)爬過,每一棵草我們都曾經(jīng)研究過。”楊振寧回憶。1929年,從芝加哥大學獲數(shù)學博士學位的楊武之受聘到清華大學任教,楊振寧一家搬到了清華園,從1929年一直住到1937年全面抗戰(zhàn)開始。

  楊振寧在清華的八年是充滿童趣的,也是他數(shù)學天賦展露的伊始。那時楊振寧在成志學校讀小學,從家到校不過幾百米,然而楊振寧因為觀察螞蟻搬家、看蝴蝶,常常一走就是二十多分鐘,楊武之也不著急。

  漸漸地,楊武之察覺到了楊振寧對數(shù)學的興趣和天賦。11歲時,楊振寧考上了城里的崇德中學,并成為少數(shù)住校生之一。課堂之外,楊振寧最愛翻看父親書架上的英文和德文數(shù)學書籍,尤其是哈代和賴特的《數(shù)論》以及斯派塞的《有限群論》,但是因為外文基礎不夠,許多細節(jié)看不懂,他反復向父親求教,但楊武之總是說:“慢慢來,不要著急。”這種“慢慢來,不要著急”一方面是不教數(shù)學,另一方面,則是請人來教《孟子》,順帶講了很多上古歷史和教科書上沒有的內(nèi)容。

  12歲時,楊振寧說出了“將來有一天我要拿諾貝爾獎”的“妄言”。而1935年,在楊振寧的一張照片上,楊武之親自寫下了“振寧似有異稟”的斷言。

  隨著抗日戰(zhàn)爭的打響,清華、北大、南開等高校幾經(jīng)輾轉,最終于1938年在昆明組建了西南聯(lián)大。楊振寧在2萬余名考生中名列第二,被西南聯(lián)大化學系錄取。得益于時任校長梅貽琦“通識為本、兼識為末”的辦學方針,學生可以自由跨學科、跨專業(yè)、轉專業(yè),楊振寧轉到了物理系。彼時的西南聯(lián)大物理系群星璀璨、大師云集,有來自清華的葉企孫、吳有訓、周培源、趙忠堯,有北大的饒毓泰、吳大猷,還有南開的張文裕等。

  進入大學后,楊武之一改“慢慢來”的做法,親自教授楊振寧較高層次的數(shù)學知識和方法,哈代的《純數(shù)學》、迪克遜的《現(xiàn)代代數(shù)理論》、貝爾的《數(shù)學名人傳》,還與楊振寧一起討論集合論、群論。回憶這一段時光,楊振寧認為“深刻影響了我在科學研究上的風格”。

  “我欣賞數(shù)學家的價值觀,我贊美數(shù)學的優(yōu)美和力量,它有戰(zhàn)術上的機巧和靈活,又有戰(zhàn)略上的雄才遠慮。而且,奇跡的奇跡,它的一些美妙概念竟然是支配物理世界的基本結構。”楊振寧說,“群論……在物理學中應用的深入,對我后來的工作有決定性的影響,這個領域叫作‘對稱性原理’”。

  “天衣豈無縫”

  1928年,6歲的楊振寧在廈門海灘撿貝殼,與眾不同地挑選極小卻精致的。異于常人的獨特的觀察力、品味和風格在他成年后的物理學生涯中不斷表現(xiàn)出來。

  楊振寧喜歡用美、妙、優(yōu)雅這一類的詞描述物理學家的工作。“物理學的原理有它的結構。這個結構有它的美和妙的地方。而各位物理學工作者,對于這個結構的不同的美和妙的地方,有不同的感受。因為大家有不同的感受,所以每位工作者就會發(fā)展他自己獨特的研究方向和研究方法。也就是說,他會形成他自己的風格。”

  “我在西南聯(lián)大的七年,對我一生最重要的影響,是我對整個物理學的判斷,已有我的‘taste’。”楊振寧回憶。

  1941年,楊振寧升入大四,面臨著畢業(yè)論文的考驗,楊振寧選擇了《用群論方法于多原子的振動》。恰好,楊武之是擅長群論的數(shù)學家。正是在父親和吳大猷的引導下,楊振寧進入了物理學的對稱性領域,為他日后拿下諾貝爾獎埋下了伏筆。

  1943年,楊振寧通過了庚款留學美國的考試。1945年8月碩士畢業(yè)后,他踏上了赴美之路。

  當時,第二次世界大戰(zhàn)剛剛結束,美國吸納了來自蘇聯(lián)、德國、意大利等國的一大批科學家。物理學三大巨匠愛因斯坦、狄拉克、費米,有兩位在美國。楊振寧為追隨費米而來,繼父親之后,也成了芝加哥大學的一名博士生。

  費米是20世紀的一位偉大物理學家,主持建造了人類歷史上第一個核反應堆,并參加了美國研制原子彈的“曼哈頓工程”。

  由于費米從事研究的敏感性,楊振寧最終跟著特勒教授做研究。特勒來自匈牙利,后被稱為“美國氫彈之父”。讀研究生期間,楊振寧經(jīng)常參加特勒和費米專為研究生開設的課程和討論班。

  “特勒和費米在芝加哥對我的影響都是很大的。”楊振寧回憶,費米的風格和人品值得佩服,恐怕是兼具理論和實驗物理專長的最后一人。而特勒想象力豐富、物理直覺能力極強,注重科學精神而不大注意細節(jié)的“亂中取勝”的講授方法,也使楊振寧學會了物理學家思考的過程和方法。

  楊振寧在《論文(1945-1980)選及評注》一書中寫道:“在每一個有創(chuàng)造性活動的領域里,一個人的taste,加上他的能力、脾氣和機遇,決定了它的風格,而這種風格反過來又決定他的貢獻。”

  物理學之美一直引導著楊振寧。70年代的時候,楊振寧了解了美妙的陳氏級,寫了一首詩《贊陳氏級》:天衣豈無縫,匠心剪接成。渾然歸一體,廣邃妙絕倫。造化愛幾何,四力纖維能。千古寸心事,歐高黎嘉陳。

  “掀開伊西斯的面紗”

  1949年,在費米和導師特勒的推薦下,楊振寧來到了奧本海默擔任所長的普林斯頓高級研究所,并在此度過了學術的黃金17年。

  1952年12月,楊振寧受布魯克海文國家實驗室高能同步穩(wěn)相加速器部主任柯林斯的邀請,做一年訪問學者。彼時,實驗室有世界上最大的加速器。1953年至1954年,楊振寧在此做了一系列關于多重介子產(chǎn)生的實驗。

  在此期間,楊振寧與同實驗室的米爾斯合作,寫出了《同位旋守恒和一個推廣的規(guī)范不變性》《同位旋守恒和同位旋規(guī)范不變性》,在文章中提出了新的場論,即楊—米爾斯場論。從此,規(guī)范場的研究進入了一個嶄新的階段。

  “楊振寧是一位才華橫溢又非常慷慨引導別人的學者,我們不僅共用一個辦公室,楊振寧還讓我共用了他的思想。”1984年,在慶祝楊—米爾斯場論發(fā)表30周年紀念會上,米爾斯重申。

  如果用“偉大”去丈量一個物理學家的成就,毫無疑問,楊振寧是20世紀最重要的物理學家之一。著名華裔物理學家鄭洪這樣解釋:物理學界有一個通俗的說法,諾貝爾獎分為三等,第三等的貢獻是第二等的1%,第二等的貢獻是第一等的1%,楊振寧與李政道因提出“弱相互作用中宇稱不守恒”獲得的諾貝爾獎是其中的頭等——愛因斯坦是唯一的例外,特獎。

  諾貝爾金質(zhì)獎章上,自然女神伊西斯立在中央,她手中拿著豐饒之角。右邊是科學女神,一手正掀開伊西斯的面紗。在西方文化中,“掀開伊西斯的面紗”一詞指待破解神秘現(xiàn)象,而獲獎者就是掀開神秘面紗的科學家們。

  1956年以前,宇稱守恒定律與能量、動量等守恒定律一樣,被看成是一條普適的規(guī)律。盡管物理學界也有不少科學家對此提出了疑問,但是都沒有突破“原理”的桎梏,此時,楊振寧和李政道站了出來。

  1951年,兩人在普林斯頓高級研究所就開始了合作,到1956年宇稱守恒定律引起討論時,兩人花了大量時間計算并討論,發(fā)表了《弱相互作用中宇稱守恒的問題》,在物理學界引發(fā)軒然大波。

  1956年6月,李政道找了吳健雄做β衰變實驗以驗證宇稱是否守恒。而當時,吳健雄已經(jīng)是β衰變物理實驗中最權威的學者。由她來做實驗的消息傳出,在物理學界引發(fā)了大量關注和討論。然而,1957年1月,吳健雄的實驗就成功證明了宇稱在弱相互作用中并不守恒。

  20世紀50年代,三位華裔物理學家解決了一個“物理學理論根本結構”的問題,使人們的根本認識發(fā)生了“一次偉大的解放”。

  1957年12月10日,35歲的楊振寧和31歲的李政道,在瑞典斯德哥爾摩市音樂廳出席了諾貝爾獎頒獎典禮。

  消息傳回國內(nèi),楊武之興奮極了:“不要小看中國人在世界上第一次獲得諾貝爾獎的深遠意義,這件事至少使一部分中國人,特別是知識界,打掉了自卑感,從心理上敢同西方人一爭長短了”。

  留得生前身后名

  1971年是楊振寧人生的另一個轉折。盡管此前,他已在瑞士等地多次見過家人,但是因為他大科學家的身份和中美冷戰(zhàn)等原因,解放后他還未能踏足祖國的土地。

  而上世紀70年代隨著乒乓外交和尼克松宣布放松對中國貿(mào)易的禁令,楊振寧感到“此時不走,更待何時?”

  1971年7月的夏天,從紐約到巴黎,一路經(jīng)過雅典、開羅等地,最終楊振寧回到了闊別26年的祖國。

  這次回國,楊振寧除了看望父母,還訪問了復旦大學、中國科學院生物化學研究所;在北京見到了自己兒時的好友鄧稼先、西南聯(lián)大的同窗黃昆,拜訪了老師吳有訓、周培源、王竹溪、張文裕,回到母校清華大學,參觀了北京大學、中科院原子能研究所等,還向周恩來總理詳細介紹了美國科學技術等方面的發(fā)展情況。

  從1971年開始,楊振寧每年都會回國一次,中國人民站起來后的獨立自主的形象和科學技術的巨大進步,讓他心潮澎湃。每當他在美國、歐洲等地講學時,總是不遺余力地介紹新中國的情況,極力促成世界各國與中國的溝通。

  1973年,楊振寧見到了毛澤東主席。一個半小時,毛主席和他談了許多與科學有關的哲學問題。臨別時,毛主席說,“楊振寧能夠對人類科學有所貢獻,他很高興。”毛主席會見華裔科學家,這是第一次。

  “楊先生是牢記根本的一個人,他常常談起在中國生活學習的那些日子,對于抗日戰(zhàn)爭期間流離失所的情景記得非常清楚。多年來和他的相處,我深深的感受到他對中國的關心,關心中國人民的生活是不是在改善,關心中國的科學技術是不是朝著正確的方向發(fā)展,關心中國培養(yǎng)的人才,關心中國的前途”。聶華桐談到。

  1990年,楊振寧獨具慧眼,建議中國研制X射線自由電子激光器。2017年1月在中國科學院大連化學物理研究所建成了世界上第一座工作在20—100nm范圍的全相干自由電子激光裝置。

  2019年,楊振寧以“最高的科學成就、令人高山仰止的家國情懷以及為祖國科學事業(yè)所做出的貢獻”獲得“求是終身成就獎”。而此前僅“兩彈一星”元勛周光召先生獲此殊榮。

  “楊先生不僅在科學領域不斷突破,作出不朽的貢獻,他的人格魅力、家國情懷也令人高山仰止,他的學術成就、精神和風范深深影響了幾代中華學人。”清華大學原校長顧秉林說,在近半個世紀里,他以個人的影響力推動著中國的科學發(fā)展,作為清華大學高等研究院名譽院長,他一直踐行“愿在有生之年盡力幫助清華大學發(fā)展”特別是“使清華大學的理科重振輝煌”,這是他“這輩子最后一件值得做的事情”,“為祖國科學事業(yè)所做貢獻”的最好詮釋。

  ……

  今年春節(jié)期間,翟薈去看望了楊振寧。

  “楊先生說他最近晚上睡眠不行,就起來想一個物理問題,做點計算,并且和我們討論這個具體的物理問題。”翟薈說,“這二十年來,我時不時會收到楊先生發(fā)來的一些他自己的算稿,有時候甚至是半夜發(fā)過來的。而他在90歲的時候,還問我們能否幫他裝個計算機畫圖的軟件,他要學一學,自己就可以畫圖了。”

  科學是科學家畢生的追求,科學家追求科學是親力親為的,科學巨擘楊振寧永遠在科學研究的第一線。(本報記者 董魯皖龍 劉博智)


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