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李政道:細(xì)推物理須行樂

  中國新聞周刊記者 周游

  發(fā)于2024.8.19總第1153期《中國新聞周刊》雜志

  8月4日,趙天池在獲悉李政道離世時,已有心理準(zhǔn)備。他是一位實驗物理學(xué)家,也是一位傳記作家,著有《天語悟道:李政道評傳》(以下簡稱《評傳》)。

  趙天池說,李政道的長子李中清7月底去舊金山看望父親后,曾給他打過一次微信電話。他被告知李政道狀態(tài)很不好,已到生命最后階段。他告訴《中國新聞周刊》,當(dāng)時他心存僥幸。況且,電話里,李中清還在和他討論李政道99歲誕辰活動的事,這是一項已策劃多時的活動,準(zhǔn)備在蘇州大學(xué)、浙江大學(xué)、中國科學(xué)院高能物理研究所(以下簡稱“高能所”)等地舉辦。

  1956年,李政道和楊振寧一道,參破了“自然規(guī)律是不對稱的”這一至理,二人因此分享了次年的諾貝爾物理學(xué)獎。

  67年后,理論物理領(lǐng)域的一盞明燈熄滅了。美國當(dāng)?shù)貢r間8月4日凌晨2時33分許,李政道在舊金山家中去世,享年97周歲。8月11日,李政道追思會在高能所舉行。李中清由于身體原因,未能親自到場。他在委托他人的致辭中提到,父親在生命的最后幾天,留下了一句話:“我永遠(yuǎn)會是你的一部分,你永遠(yuǎn)會是我的一部分!

  至于“你”是誰,再難有解答。

  打破對稱

  李政道在生命的最后時日,要求不去醫(yī)院,只在家里請護工照顧。趙天池說,到最后“實際上沒什么可照顧的了”,親友只希望李政道在離開前保有片刻寧靜。

  8月5日,李政道的母校、美國哥倫比亞大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布訃告。校長米努什·沙菲克稱,李政道在哥大工作近60年,在相關(guān)領(lǐng)域作出多項開創(chuàng)性貢獻。8日,《自然》雜志發(fā)表訃告,提到李政道和楊振寧發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒,為“20世紀(jì)科學(xué)史上最引人注目的事件之一”。

  1956年,李政道和楊振寧發(fā)表質(zhì)疑宇稱守恒的論文前,物理學(xué)是優(yōu)美而對稱的。宇稱可粗略理解為“左右交換”,就像照鏡子一樣。宇稱意味著,你與鏡子中的你,應(yīng)遵循相同的物理規(guī)律。你扔出的蘋果會落地,鏡子中的蘋果也飛不到天上去。長久以來,宇稱守恒作為符合直覺的規(guī)律,被學(xué)者們奉為圭臬。

  “對稱展示宇宙之美,不對稱生成宇宙之實!边@是《對稱與不對稱》一書的序言里,李政道寫下的第一句話。這本書是李政道所著科普書的代表作。這句話意味著,描述自然界的基本理論往往是對稱的,而實際發(fā)生的現(xiàn)象卻往往反之。

  20世紀(jì)40年代,實驗物理學(xué)家在粒子加速器中發(fā)現(xiàn),有兩種粒子的性質(zhì)非常接近,幾乎可以確定是同一種粒子。但它們都不穩(wěn)定,會衰變成其他粒子,各自衰變產(chǎn)物的宇稱卻不同。也就是說,其中一個粒子“扔出”的蘋果,飛到天上去了。這意味著,要么二者不是同一種粒子,要么衰變過程打破了宇稱守恒的“天條”。

  李政道一向相信實踐的力量。1955年,他與楊振寧商討后認(rèn)為,衰變實驗可以檢驗宇稱是否守恒。1956年,二人提交了那篇影響深遠(yuǎn)的論文《弱相互作用中的宇稱守恒質(zhì)疑》。起初,學(xué)界對二人的質(zhì)疑持保守態(tài)度。二人最終找到同在哥倫比亞大學(xué)任教的吳健雄,后者曾參與美國制造原子彈的“曼哈頓計劃”,對衰變實驗得心應(yīng)手,當(dāng)即同意進行實驗。經(jīng)過半年籌備和嘗試,1956年圣誕節(jié)期間,吳健雄向李、楊二人通報了支持宇稱不守恒的實驗現(xiàn)象。次年1月,實驗結(jié)果發(fā)布,宇稱守恒的大廈開始傾覆。

  很快,哥倫比亞大學(xué)物理系召開新聞發(fā)布會。美國物理學(xué)家理查德·費曼說,宇稱不守恒意味著自然規(guī)律對左手和右手是不一樣的。隨著實驗的跟進,大部分物理現(xiàn)象都出現(xiàn)了不對稱性。從1956年共同發(fā)表論文到1957年獲諾獎,李、楊二人只花了不到13個月,創(chuàng)下了諾貝爾獎歷史上最快得獎速度。這也是中國人首獲諾獎。

  顛覆物理學(xué)的發(fā)現(xiàn)不常有,李政道將宇稱不守恒這樣的發(fā)現(xiàn)歸功于三大因素:天才、勤奮和機遇。

  李政道的天才多有佐證。他因戰(zhàn)亂從未獲得小學(xué)、中學(xué)和大學(xué)本科的畢業(yè)證,但自學(xué)成才,曾考入遷入貴州的浙江大學(xué)以及西南聯(lián)合大學(xué)。1945年,李政道在西南聯(lián)大結(jié)識了物理系主任吳大猷。吳大猷回憶,李政道應(yīng)付課程綽有余裕,求知心切到了癡迷的程度,且“思維敏捷,大異尋!。

  1948年,李政道被“原子能之父”、諾獎獲得者恩里科·費米選中,成為他的博士生。費米發(fā)現(xiàn),李政道和自己一樣,面對問題時從不參考任何現(xiàn)成的理論工具,而是從最基本的物理原理開始推導(dǎo)公式,且往往能給出正確的答案。1950年博士畢業(yè)后,李政道受邀前往普林斯頓高等研究院工作,彼時的院長是美國“原子彈之父”羅伯特·奧本海默。奧本海默曾稱贊李政道,是“同齡人中最優(yōu)秀的理論物理學(xué)家”。

  博士期間,李政道習(xí)得了費米凌晨三四點鐘起來工作的習(xí)慣。他曾說:“我生命的活力就是來自物理的挑戰(zhàn)。每天三四點鐘起床工作,已變成下意識的事情,所以不以為奇、不以為苦!彼舱J(rèn)為機遇源自“運氣”,曾謙虛地表示,自己運氣很好,得以發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律。直到晚年,李政道依然隨時工作,累了睡兩三個小時再繼續(xù),口頭禪是“累則小睡,醒則干”。

  寫博士畢業(yè)論文時,李政道又很叛逆,拒絕了費米給他的基本粒子物理的主題,而選擇了天體物理方向的白矮星理論。在物理學(xué)各領(lǐng)域輾轉(zhuǎn)騰挪對李政道來說是家常便飯,他的成就還涉獵量子場論、核物理等多個物理學(xué)分支。據(jù)趙天池統(tǒng)計,從1949年博士畢業(yè)到2010年退休,李政道60余年學(xué)術(shù)生涯,共發(fā)表論文300多篇,開創(chuàng)或作出重大貢獻的物理學(xué)領(lǐng)域超過60個。

  在追思會上,高能所所長王貽芳細(xì)數(shù)了李政道的學(xué)術(shù)貢獻。他對《中國新聞周刊》說,李政道是一名了不起的科學(xué)家,帶領(lǐng)中國高能物理事業(yè)走在國際前列,他是高瞻遠(yuǎn)矚、以身作則的榜樣。

  圖片1957年,哥倫比亞大學(xué)男教師俱樂部的迪金森·理查茲(左一)、波利卡普·庫施(左二)、伊西多·拉比(右二)和安德烈·庫爾南(右一),送李政道(中)領(lǐng)取諾貝爾獎。圖/美國物理學(xué)會

  “一個人就是一家‘留學(xué)中介’”

  20世紀(jì)80年代初,王貽芳在讀本科的時期,就聽過李政道所作的報告。在他看來,李政道是一位“十分儒雅的知識分子”。

  趙天池第一次見李政道是1979年,后者來北京科技會堂做基本粒子物理和統(tǒng)計力學(xué)的專題報告。那時趙天池33歲,是高能所78屆的碩士。在趙天池印象里,當(dāng)時,李政道穿著熨帖的襯衫,和藹親切,從上午到下午連講7小時,還教學(xué)生做物理研究的思維方式!八Τ渑,下午講累了就從褲兜里掏出一塊花花綠綠的東西吃掉,很久之后我才知道那是士力架!壁w天池說。

  “當(dāng)時,國內(nèi)的學(xué)術(shù)交流極度缺乏。”趙天池回憶,那一年,中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類研究生計劃(CUSPEA)首批招生,共招5人,自己也去考了,但遺憾落選。李政道曾公開表示,某種程度上,CUSPEA比宇稱不守恒這一突破更有意義。

  李政道于1962年加入美國國籍。1970年后,李政道和夫人秦惠䇹開始回中國大陸訪問,對國內(nèi)的科技人才培養(yǎng)和基礎(chǔ)科研提出諸多建議。1979年,李政道設(shè)計開展了CUSPEA,向優(yōu)秀本科生提供赴美攻讀物理學(xué)博士的獎學(xué)金,實現(xiàn)了人才的“走出去”。兩批學(xué)員試點后,CUSPEA于1981年正式實施。

  “李政道完全憑一己之力,打通了國內(nèi)人才流通的渠道,一個人就是一家‘留學(xué)中介’!壁w天池說。1980年,他又參加了考試,成功入選,于1981年被派往美國。那時入選CUSPEA的學(xué)生可以像高考一樣填報5個志愿,趙天池堅定地選擇了哥倫比亞大學(xué),“因為李先生在那兒”。多位受訪學(xué)者表示,李政道推動CUSPEA經(jīng)歷了諸多困難,不僅說服了美國學(xué)校繞開文憑、英語考試破格錄取,還為了打通滯澀的出國通道,多次求助鄧小平。

  《自然》雜志的訃告提到,彼時美國大學(xué)很難評估中國申請者的能力,是李政道建立了中美物理考試和申請系統(tǒng)。CUSPEA實施的9年間,共有76所美國大學(xué)參與聯(lián)合培養(yǎng),中國共選拔了近千名學(xué)生赴美。該計劃開創(chuàng)了國內(nèi)大規(guī)模外派留學(xué)生的先河,顯著開闊了年輕學(xué)者的眼界。

  “除了走出去,還要留得住!敝袊茖W(xué)院院士、清華大學(xué)物理系教授朱邦芬對《中國新聞周刊》說。1986年,由李政道發(fā)起的中國高等科學(xué)技術(shù)中心(CCAST)成立,朱邦芬是首批CCAST專家之一。他表示,彼時國內(nèi)科學(xué)家外流嚴(yán)重,李政道組建這一學(xué)術(shù)機構(gòu)的初衷,就是構(gòu)建國際化學(xué)術(shù)平臺,吸引國內(nèi)科學(xué)家留在國內(nèi)做科研。

  CCAST的成立是國內(nèi)物理學(xué)界的里程碑事件。30余年,中心舉辦了近二十次國際學(xué)術(shù)研討會,上百次國內(nèi)研討會。在朱邦芬看來,這些研討會向國內(nèi)科研界注入了領(lǐng)域內(nèi)的前沿知識,為國內(nèi)科研人員的研究指明了方向。研討會的主題幾乎都由李政道親自選定。

  朱邦芬記得,那時的李政道會頻繁前往CCAST所在的中國科學(xué)院理論物理研究所,組織包括學(xué)術(shù)文集匯編在內(nèi)的許多學(xué)術(shù)活動。雖然由于專業(yè)差異,他沒有與李政道直接學(xué)術(shù)合作,但依然在交談中感受到了對方蓬勃的科研熱情與極強的組織能力!八茉敢庥H自上手做瑣碎的事情,總是想盡辦法把事情做成!

  1988年,北京正負(fù)電子對撞機(BEPC)完成第一次對撞實驗,國內(nèi)高能物理研究開始起步。此前數(shù)年,李政道奔走于國內(nèi)外,論證方案,是項目的直接推動者。王貽芳回憶,2004至2009年,BEPC進行過一次技術(shù)升級,李政道非常關(guān)注且支持。2010年后,李政道因身體原因較少參與國內(nèi)對撞機項目,此后其再未來過中國。

  李政道還促成了中國第一個大學(xué)少年班,倡導(dǎo)建立博士后制度、成立中國博士后科學(xué)基金會,推動了中國互聯(lián)網(wǎng)的誕生。1986年,國家自然科學(xué)基金委員會成立,李政道擔(dān)任名譽顧問。1996年夫人去世后,李政道捐贈30萬美元設(shè)立“秦惠䇹與李政道中國大學(xué)生見習(xí)進修基金”,資助北京大學(xué)、上海交通大學(xué)等六所大學(xué)的優(yōu)秀大學(xué)生進行基礎(chǔ)科研訓(xùn)練。遵照其夫人的遺愿,每屆獲資助的女生不少于半數(shù)。

  “李政道對中國教育體系的完善、教育理念的發(fā)展起到了很大的推動作用!敝彀罘艺f。他印象最深的是,2010年 CCAST主辦的首屆“創(chuàng)新中國論壇”上,李政道作為論壇主席發(fā)言,提到了做學(xué)問的“三字經(jīng)”:“要創(chuàng)新,需學(xué)問;只學(xué)答,非學(xué)問;問愈透,創(chuàng)更新!敝彀罘艺J(rèn)為,會問問題才代表將知識悟透,這正是中國科學(xué)創(chuàng)新最缺乏的東西之一。“李政道總能用簡潔的語言講出哲理!

  沙灘上的男孩

  2020年,李中清邀請趙天池為父親再寫一本更全面的傳記!对u傳》由于后期出版社變動,只重點梳理了李政道1962年前的成就。1962年是李政道與楊振寧分道揚鑣之年!耙獙懤钫,就繞不開楊振寧!壁w天池感慨。

  “一個陰暗有霧的日子,有兩個小孩在沙灘上玩耍,其中一個說,你看到遠(yuǎn)方那閃爍的光了嗎?另一個回答說,看到了,讓我們走近一點。兩個孩子并肩向著光跑去!

  1986年,李政道撰寫了《破缺的宇稱》一文,其中便有這樣一段寓言般的表述,描繪了他和楊振寧向宇稱守恒定律發(fā)起沖擊的歷程。這個故事里,兩個小孩“有時一個在前面,有時另一個在前面”。此時距離1962年已過去二十余載,但在趙天池看來,李政道直到最后都沒有對這段關(guān)系釋懷。

  李政道1946年9月來到芝加哥大學(xué)以后,與年初入學(xué)的楊振寧很快成為密友。

  1948年下半年,李政道完成了學(xué)術(shù)生涯中的第一篇論文,這也是李、楊合作的第一篇論文,涉及核物理和基本粒子物理。除了李、楊二人外,該論文還有另一位合著者。從第一次合作開始,李、楊二人就顯出了在學(xué)術(shù)主張上的互不相讓,即便去海灘,也要一邊爭論一邊在沙灘上寫方程式。

  李、楊的第二次合作很快到來。1951年10月起,二人只用了半年時間就完成了兩篇論文,取得了相變理論的突破。這兩篇論文首次僅由李、楊二人署名,但前一篇的署名為Yang和Lee,后一篇署名為Lee和Yang。

  依據(jù)《評傳》,1952年3月,二人因署名先后順序的爭執(zhí)最終不歡而散,其合作中斷近三年。直到1955年初楊振寧去紐約訪問李政道,二人再次就李政道正在撰寫的論文發(fā)生爭辯。不過,二人最終就研究思路達(dá)成一致,由此展開了第三次合作,這次合作將他們引向了諾獎。

  諾獎并未緩和兩位密友的關(guān)系。即便如此,二人似乎已經(jīng)有了“一邊吵架一邊顛覆世界”的默契。1957年時,李政道在紐約哥倫比亞大學(xué),楊振寧在普林斯頓高等研究院,兩人雖然異地,卻合作無間,約定每周會面兩次,研究效率大為提高。兩個中國面孔在草坪、辦公室等各種地方大聲爭辯,成了當(dāng)時一道著名的風(fēng)景。1958、1959兩年中,二人共同完成了六篇影響深遠(yuǎn)的論文,涉及微觀量子理論等眾多物理學(xué)難題。

  1960年,李政道暫停了哥倫比亞大學(xué)教授職位,轉(zhuǎn)任普林斯頓高等研究院教授。在普林斯頓,李、楊兩家比鄰,二人辦公室也相鄰。兒女年齡相仿,一同上學(xué)、游戲。

  李、楊二人第三次合作的七年間,在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了29篇論文,其中22篇只有兩人署名,不包括二人單獨或共同署名的會議報告,以及未在學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表的文章。兩位如此長時間、高層次的合作,在科學(xué)史上絕難一見。

  李中清曾說,父親在晚年時聽聞楊振寧,往往會沉默一陣子,然后說,“那是個非常出色的物理學(xué)家”。而李政道在《破缺的宇稱》故事里的描述也是,第一個到達(dá)終點的孩子打開了門,另一個隨后沖了進去,被里面異常的美麗弄得眼花繚亂。

  2011年,李政道從哥倫比亞大學(xué)榮休。他將畢生的研究手稿、證書書信、諾貝爾獎?wù)碌荣Y料,以及本人書畫作品、文物藏品等,捐贈給上海交通大學(xué)。這些資料收藏陳列于新建成的李政道圖書館。李政道認(rèn)為,藝術(shù)和科學(xué)就如一枚硬幣的兩面,源于人類活動最高尚的部分,都追求著深刻性、普遍性,永恒而富有意義。

  在追思會的大屏一側(cè),懸掛著高能所的標(biāo)識,遠(yuǎn)看像陰陽太極的符號,由李政道親自設(shè)計。陰陽寓意著環(huán)形對撞機內(nèi)正負(fù)電子高速對撞湮滅,是高能所科研的象征。至今,BEPC仍在運行,正負(fù)電子在真空管道中被加速到近光速、相撞,然后湮滅。

  李政道本人也頗有文藝范。他曾改寫詩句 “人生無幾何,性命無代數(shù)”,用以勉勵學(xué)生珍惜生命,努力學(xué)習(xí)。他平生最愛杜甫的詩句“細(xì)推物理須行樂,何用浮名絆此身”,這幾乎成了他的人生準(zhǔn)則。

  李中清在追思會致辭中提到,父親在生命的最后幾個月里,越來越多地談到夫人,并表達(dá)了與其團聚的愿望。直到生命盡頭,他仍然保持著思考與交流的能力。秦惠䇹1996年去世后,葬于蘇州吳中區(qū)東山鎮(zhèn)華僑公墓,李中清將和家人于今年11月帶著父親的骨灰回到蘇州,舉行安葬儀式。墓碑祭臺上題有李政道悼念夫人的詩句:“竹神蕭蕭問秋風(fēng),君影茫茫去何處!

  《中國新聞周刊》2024年第31期

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