发布时间:2024-08-27 02:12:38 来源: sp20240827
中国新闻周刊记者 周游
发于2024.8.19总第1153期《中国新闻周刊》杂志
8月4日,赵天池在获悉李政道离世时,已有心理准备。他是一位实验物理学家,也是一位传记作家,著有《天语悟道:李政道评传》(以下简称《评传》)。
赵天池说,李政道的长子李中清7月底去旧金山看望父亲后,曾给他打过一次微信电话。他被告知李政道状态很不好,已到生命最后阶段。他告诉《中国新闻周刊》,当时他心存侥幸。况且,电话里,李中清还在和他讨论李政道99岁诞辰活动的事,这是一项已策划多时的活动,准备在苏州大学、浙江大学、中国科学院高能物理研究所(以下简称“高能所”)等地举办。
1956年,李政道和杨振宁一道,参破了“自然规律是不对称的”这一至理,二人因此分享了次年的诺贝尔物理学奖。
67年后,理论物理领域的一盏明灯熄灭了。美国当地时间8月4日凌晨2时33分许,李政道在旧金山家中去世,享年97周岁。8月11日,李政道追思会在高能所举行。李中清由于身体原因,未能亲自到场。他在委托他人的致辞中提到,父亲在生命的最后几天,留下了一句话:“我永远会是你的一部分,你永远会是我的一部分。”
至于“你”是谁,再难有解答。
打破对称
李政道在生命的最后时日,要求不去医院,只在家里请护工照顾。赵天池说,到最后“实际上没什么可照顾的了”,亲友只希望李政道在离开前保有片刻宁静。
8月5日,李政道的母校、美国哥伦比亚大学官网发布讣告。校长米努什·沙菲克称,李政道在哥大工作近60年,在相关领域作出多项开创性贡献。8日,《自然》杂志发表讣告,提到李政道和杨振宁发现宇称不守恒,为“20世纪科学史上最引人注目的事件之一”。
1956年,李政道和杨振宁发表质疑宇称守恒的论文前,物理学是优美而对称的。宇称可粗略理解为“左右交换”,就像照镜子一样。宇称意味着,你与镜子中的你,应遵循相同的物理规律。你扔出的苹果会落地,镜子中的苹果也飞不到天上去。长久以来,宇称守恒作为符合直觉的规律,被学者们奉为圭臬。
“对称展示宇宙之美,不对称生成宇宙之实。”这是《对称与不对称》一书的序言里,李政道写下的第一句话。这本书是李政道所著科普书的代表作。这句话意味着,描述自然界的基本理论往往是对称的,而实际发生的现象却往往反之。
20世纪40年代,实验物理学家在粒子加速器中发现,有两种粒子的性质非常接近,几乎可以确定是同一种粒子。但它们都不稳定,会衰变成其他粒子,各自衰变产物的宇称却不同。也就是说,其中一个粒子“扔出”的苹果,飞到天上去了。这意味着,要么二者不是同一种粒子,要么衰变过程打破了宇称守恒的“天条”。
李政道一向相信实践的力量。1955年,他与杨振宁商讨后认为,衰变实验可以检验宇称是否守恒。1956年,二人提交了那篇影响深远的论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》。起初,学界对二人的质疑持保守态度。二人最终找到同在哥伦比亚大学任教的吴健雄,后者曾参与美国制造原子弹的“曼哈顿计划”,对衰变实验得心应手,当即同意进行实验。经过半年筹备和尝试,1956年圣诞节期间,吴健雄向李、杨二人通报了支持宇称不守恒的实验现象。次年1月,实验结果发布,宇称守恒的大厦开始倾覆。
很快,哥伦比亚大学物理系召开新闻发布会。美国物理学家理查德·费曼说,宇称不守恒意味着自然规律对左手和右手是不一样的。随着实验的跟进,大部分物理现象都出现了不对称性。从1956年共同发表论文到1957年获诺奖,李、杨二人只花了不到13个月,创下了诺贝尔奖历史上最快得奖速度。这也是中国人首获诺奖。
颠覆物理学的发现不常有,李政道将宇称不守恒这样的发现归功于三大因素:天才、勤奋和机遇。
李政道的天才多有佐证。他因战乱从未获得小学、中学和大学本科的毕业证,但自学成才,曾考入迁入贵州的浙江大学以及西南联合大学。1945年,李政道在西南联大结识了物理系主任吴大猷。吴大猷回忆,李政道应付课程绰有余裕,求知心切到了痴迷的程度,且“思维敏捷,大异寻常”。
1948年,李政道被“原子能之父”、诺奖获得者恩里科·费米选中,成为他的博士生。费米发现,李政道和自己一样,面对问题时从不参考任何现成的理论工具,而是从最基本的物理原理开始推导公式,且往往能给出正确的答案。1950年博士毕业后,李政道受邀前往普林斯顿高等研究院工作,彼时的院长是美国“原子弹之父”罗伯特·奥本海默。奥本海默曾称赞李政道,是“同龄人中最优秀的理论物理学家”。
博士期间,李政道习得了费米凌晨三四点钟起来工作的习惯。他曾说:“我生命的活力就是来自物理的挑战。每天三四点钟起床工作,已变成下意识的事情,所以不以为奇、不以为苦。”他也认为机遇源自“运气”,曾谦虚地表示,自己运气很好,得以发现自然规律。直到晚年,李政道依然随时工作,累了睡两三个小时再继续,口头禅是“累则小睡,醒则干”。
写博士毕业论文时,李政道又很叛逆,拒绝了费米给他的基本粒子物理的主题,而选择了天体物理方向的白矮星理论。在物理学各领域辗转腾挪对李政道来说是家常便饭,他的成就还涉猎量子场论、核物理等多个物理学分支。据赵天池统计,从1949年博士毕业到2010年退休,李政道60余年学术生涯,共发表论文300多篇,开创或作出重大贡献的物理学领域超过60个。
在追思会上,高能所所长王贻芳细数了李政道的学术贡献。他对《中国新闻周刊》说,李政道是一名了不起的科学家,带领中国高能物理事业走在国际前列,他是高瞻远瞩、以身作则的榜样。
图片1957年,哥伦比亚大学男教师俱乐部的迪金森·理查兹(左一)、波利卡普·库施(左二)、伊西多·拉比(右二)和安德烈·库尔南(右一),送李政道(中)领取诺贝尔奖。图/美国物理学会
“一个人就是一家‘留学中介’”
20世纪80年代初,王贻芳在读本科的时期,就听过李政道所作的报告。在他看来,李政道是一位“十分儒雅的知识分子”。
赵天池第一次见李政道是1979年,后者来北京科技会堂做基本粒子物理和统计力学的专题报告。那时赵天池33岁,是高能所78届的硕士。在赵天池印象里,当时,李政道穿着熨帖的衬衫,和蔼亲切,从上午到下午连讲7小时,还教学生做物理研究的思维方式。“他精力充沛,下午讲累了就从裤兜里掏出一块花花绿绿的东西吃掉,很久之后我才知道那是士力架。”赵天池说。
“当时,国内的学术交流极度缺乏。”赵天池回忆,那一年,中美联合培养物理类研究生计划(CUSPEA)首批招生,共招5人,自己也去考了,但遗憾落选。李政道曾公开表示,某种程度上,CUSPEA比宇称不守恒这一突破更有意义。
李政道于1962年加入美国国籍。1970年后,李政道和夫人秦惠䇹开始回中国大陆访问,对国内的科技人才培养和基础科研提出诸多建议。1979年,李政道设计开展了CUSPEA,向优秀本科生提供赴美攻读物理学博士的奖学金,实现了人才的“走出去”。两批学员试点后,CUSPEA于1981年正式实施。
“李政道完全凭一己之力,打通了国内人才流通的渠道,一个人就是一家‘留学中介’。”赵天池说。1980年,他又参加了考试,成功入选,于1981年被派往美国。那时入选CUSPEA的学生可以像高考一样填报5个志愿,赵天池坚定地选择了哥伦比亚大学,“因为李先生在那儿”。多位受访学者表示,李政道推动CUSPEA经历了诸多困难,不仅说服了美国学校绕开文凭、英语考试破格录取,还为了打通滞涩的出国通道,多次求助邓小平。
《自然》杂志的讣告提到,彼时美国大学很难评估中国申请者的能力,是李政道建立了中美物理考试和申请系统。CUSPEA实施的9年间,共有76所美国大学参与联合培养,中国共选拔了近千名学生赴美。该计划开创了国内大规模外派留学生的先河,显著开阔了年轻学者的眼界。
“除了走出去,还要留得住。”中国科学院院士、清华大学物理系教授朱邦芬对《中国新闻周刊》说。1986年,由李政道发起的中国高等科学技术中心(CCAST)成立,朱邦芬是首批CCAST专家之一。他表示,彼时国内科学家外流严重,李政道组建这一学术机构的初衷,就是构建国际化学术平台,吸引国内科学家留在国内做科研。
CCAST的成立是国内物理学界的里程碑事件。30余年,中心举办了近二十次国际学术研讨会,上百次国内研讨会。在朱邦芬看来,这些研讨会向国内科研界注入了领域内的前沿知识,为国内科研人员的研究指明了方向。研讨会的主题几乎都由李政道亲自选定。
朱邦芬记得,那时的李政道会频繁前往CCAST所在的中国科学院理论物理研究所,组织包括学术文集汇编在内的许多学术活动。虽然由于专业差异,他没有与李政道直接学术合作,但依然在交谈中感受到了对方蓬勃的科研热情与极强的组织能力。“他很愿意亲自上手做琐碎的事情,总是想尽办法把事情做成。”
1988年,北京正负电子对撞机(BEPC)完成第一次对撞实验,国内高能物理研究开始起步。此前数年,李政道奔走于国内外,论证方案,是项目的直接推动者。王贻芳回忆,2004至2009年,BEPC进行过一次技术升级,李政道非常关注且支持。2010年后,李政道因身体原因较少参与国内对撞机项目,此后其再未来过中国。
李政道还促成了中国第一个大学少年班,倡导建立博士后制度、成立中国博士后科学基金会,推动了中国互联网的诞生。1986年,国家自然科学基金委员会成立,李政道担任名誉顾问。1996年夫人去世后,李政道捐赠30万美元设立“秦惠䇹与李政道中国大学生见习进修基金”,资助北京大学、上海交通大学等六所大学的优秀大学生进行基础科研训练。遵照其夫人的遗愿,每届获资助的女生不少于半数。
“李政道对中国教育体系的完善、教育理念的发展起到了很大的推动作用。”朱邦芬说。他印象最深的是,2010年 CCAST主办的首届“创新中国论坛”上,李政道作为论坛主席发言,提到了做学问的“三字经”:“要创新,需学问;只学答,非学问;问愈透,创更新。”朱邦芬认为,会问问题才代表将知识悟透,这正是中国科学创新最缺乏的东西之一。“李政道总能用简洁的语言讲出哲理。”
沙滩上的男孩
2020年,李中清邀请赵天池为父亲再写一本更全面的传记。《评传》由于后期出版社变动,只重点梳理了李政道1962年前的成就。1962年是李政道与杨振宁分道扬镳之年。“要写李政道,就绕不开杨振宁。”赵天池感慨。
“一个阴暗有雾的日子,有两个小孩在沙滩上玩耍,其中一个说,你看到远方那闪烁的光了吗?另一个回答说,看到了,让我们走近一点。两个孩子并肩向着光跑去。”
1986年,李政道撰写了《破缺的宇称》一文,其中便有这样一段寓言般的表述,描绘了他和杨振宁向宇称守恒定律发起冲击的历程。这个故事里,两个小孩“有时一个在前面,有时另一个在前面”。此时距离1962年已过去二十余载,但在赵天池看来,李政道直到最后都没有对这段关系释怀。
李政道1946年9月来到芝加哥大学以后,与年初入学的杨振宁很快成为密友。
1948年下半年,李政道完成了学术生涯中的第一篇论文,这也是李、杨合作的第一篇论文,涉及核物理和基本粒子物理。除了李、杨二人外,该论文还有另一位合著者。从第一次合作开始,李、杨二人就显出了在学术主张上的互不相让,即便去海滩,也要一边争论一边在沙滩上写方程式。
李、杨的第二次合作很快到来。1951年10月起,二人只用了半年时间就完成了两篇论文,取得了相变理论的突破。这两篇论文首次仅由李、杨二人署名,但前一篇的署名为Yang和Lee,后一篇署名为Lee和Yang。
依据《评传》,1952年3月,二人因署名先后顺序的争执最终不欢而散,其合作中断近三年。直到1955年初杨振宁去纽约访问李政道,二人再次就李政道正在撰写的论文发生争辩。不过,二人最终就研究思路达成一致,由此展开了第三次合作,这次合作将他们引向了诺奖。
诺奖并未缓和两位密友的关系。即便如此,二人似乎已经有了“一边吵架一边颠覆世界”的默契。1957年时,李政道在纽约哥伦比亚大学,杨振宁在普林斯顿高等研究院,两人虽然异地,却合作无间,约定每周会面两次,研究效率大为提高。两个中国面孔在草坪、办公室等各种地方大声争辩,成了当时一道著名的风景。1958、1959两年中,二人共同完成了六篇影响深远的论文,涉及微观量子理论等众多物理学难题。
1960年,李政道暂停了哥伦比亚大学教授职位,转任普林斯顿高等研究院教授。在普林斯顿,李、杨两家比邻,二人办公室也相邻。儿女年龄相仿,一同上学、游戏。
李、杨二人第三次合作的七年间,在学术刊物上发表了29篇论文,其中22篇只有两人署名,不包括二人单独或共同署名的会议报告,以及未在学术杂志上发表的文章。两位如此长时间、高层次的合作,在科学史上绝难一见。
李中清曾说,父亲在晚年时听闻杨振宁,往往会沉默一阵子,然后说,“那是个非常出色的物理学家”。而李政道在《破缺的宇称》故事里的描述也是,第一个到达终点的孩子打开了门,另一个随后冲了进去,被里面异常的美丽弄得眼花缭乱。
2011年,李政道从哥伦比亚大学荣休。他将毕生的研究手稿、证书书信、诺贝尔奖章等资料,以及本人书画作品、文物藏品等,捐赠给上海交通大学。这些资料收藏陈列于新建成的李政道图书馆。李政道认为,艺术和科学就如一枚硬币的两面,源于人类活动最高尚的部分,都追求着深刻性、普遍性,永恒而富有意义。
在追思会的大屏一侧,悬挂着高能所的标识,远看像阴阳太极的符号,由李政道亲自设计。阴阳寓意着环形对撞机内正负电子高速对撞湮灭,是高能所科研的象征。至今,BEPC仍在运行,正负电子在真空管道中被加速到近光速、相撞,然后湮灭。
李政道本人也颇有文艺范。他曾改写诗句 “人生无几何,性命无代数”,用以勉励学生珍惜生命,努力学习。他平生最爱杜甫的诗句“细推物理须行乐,何用浮名绊此身”,这几乎成了他的人生准则。
李中清在追思会致辞中提到,父亲在生命的最后几个月里,越来越多地谈到夫人,并表达了与其团聚的愿望。直到生命尽头,他仍然保持着思考与交流的能力。秦惠䇹1996年去世后,葬于苏州吴中区东山镇华侨公墓,李中清将和家人于今年11月带着父亲的骨灰回到苏州,举行安葬仪式。墓碑祭台上题有李政道悼念夫人的诗句:“竹神萧萧问秋风,君影茫茫去何处。”
《中国新闻周刊》2024年第31期
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