原標(biāo)題:回歸后楊振寧先生所做的五項(xiàng)貢獻(xiàn)
楊振寧7歲來(lái)到清華園,,那年他父親楊武之應(yīng)聘到清華大學(xué)任算學(xué)系教授,。清華大學(xué)物理系和算學(xué)系當(dāng)時(shí)都在科學(xué)館辦公,科學(xué)館是楊振寧小時(shí)候最喜歡的一個(gè)地方,,尤其夏天,,里面特別涼快。2003年楊先生正式回到清華大學(xué)任全職教授,。之后他創(chuàng)辦的高等研究中心從理科樓搬回到科學(xué)館,,楊先生形容自己的人生畫(huà)了一個(gè)圓。那段時(shí)間,,他特別喜歡讀20世紀(jì)英國(guó)大詩(shī)人T.S.Eliot的一首詩(shī),,并親自譯成中文,其中的兩句是:“我的起點(diǎn),,就是我的終點(diǎn)……我的終點(diǎn),,就是我的起點(diǎn)?!薄拔覀儗⒉煌5貙に?,而我們尋索的終結(jié),將會(huì)達(dá)到了我們的始點(diǎn),,從而第一次了解此地方,。”
圖1楊振寧先生與薛其坤(左),、王亞愚(右)合影,。本文圖均為微信公眾號(hào):中國(guó)物理學(xué)會(huì)期刊網(wǎng)圖
我于2000年1月調(diào)到清華大學(xué)高等研究中心任教授,,之后在清華物理系任教至今,有幸與楊先生有很多的個(gè)人接觸,。據(jù)我觀察,,畫(huà)了一個(gè)圓以后的楊先生,終點(diǎn)成為新的起點(diǎn),,心態(tài)反而變得更年輕了,。60壽辰時(shí),楊先生第一次感到“生命是有限的”“好像這種想法在我60歲以前從來(lái)沒(méi)有在我的腦海里出現(xiàn)過(guò)”,。1999年5月,,在紐約州立大學(xué)石溪分校榮休的晚宴上,他想起了李商隱的“夕陽(yáng)無(wú)限好,,只是近黃昏”,,又用朱自清的“但得夕陽(yáng)無(wú)限好,何須惆悵近黃昏”激勵(lì)自己[3],。然而,,2003年正式回到清華后,他寫(xiě)了一首《歸根》的詩(shī),,里面的兩句“耄耋新事業(yè),,東籬歸根翁”表明,歸根后的楊先生要開(kāi)始新的事業(yè),。2013年楊先生出版了一本新書(shū)SelectedPapers II with Commentaries,,在評(píng)注里,他將蘇東坡的詞句改編為“誰(shuí)道人生無(wú)再少,,天賜耄耋第二春”[4],。顯然,2003年回歸是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),,回歸后,,楊先生開(kāi)始了新事業(yè),也開(kāi)始了人生的第二個(gè)春天,。
我曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一篇文章《我所熟悉的幾位中國(guó)物理學(xué)大師》[1],,文中我對(duì)每位大師都用一個(gè)詞來(lái)形容。對(duì)楊先生,,我思考再三,,用了“率真”二字。楊先生的性格是多方面的,,我為什么用“率真”二字來(lái)形容他呢,?一方面是因?yàn)樗奶孤屎驼嬲\(chéng),他在文章《父親與我》里寫(xiě)道,“我知道,,直到臨終前,,對(duì)于我的放棄故國(guó),他(指楊振寧父親)在心底里的一角始終沒(méi)有寬恕過(guò)我”,。楊振寧和他父親一直父子情深,,楊武之從未對(duì)楊振寧加入美國(guó)籍說(shuō)過(guò)什么,更沒(méi)有寫(xiě)過(guò)什么,,這句話只是楊振寧自己內(nèi)心的感覺(jué),。我以為只有率真、坦誠(chéng)的人才會(huì)把對(duì)自己形象有損且不為人知的內(nèi)心獨(dú)白揭示出來(lái),。另一方面,,率真又指一個(gè)人童心未泯,直言不諱,,多年的接觸,,我確實(shí)感到,楊先生的心理年齡低于他的生理年齡,,更遠(yuǎn)低于他的檔案年齡,,他確實(shí)具有一顆“童心”。
圖22017年9月14日,,楊振寧先生參觀上海軟X射線自由電子激光裝置,。
楊振寧2003年歸根,絕不是一些不了解真相的人所想象的,,是回來(lái)“養(yǎng)老”和“享福”,?!?0后”的楊先生開(kāi)始新的事業(yè)和新的尋索,做出了許多新的貢獻(xiàn),。從80歲至95歲的15年間,,他所做的事情遠(yuǎn)比大多數(shù)科技工作者做的要多,更重要,。
楊先生回歸后的新貢獻(xiàn),,可以歸納為五個(gè)方面。一,,作為有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)人所起的引領(lǐng)作用,;二,作為物理學(xué)家在物理學(xué)研究領(lǐng)域所做的具體科學(xué)研究,;三,,作為教育家在培養(yǎng)中國(guó)年青一代杰出人才方面所做的貢獻(xiàn);四,作為科學(xué)史研究者,,寫(xiě)下了一系列傳世之作,;五,其他方面的貢獻(xiàn),。鑒于許多人并不清楚個(gè)中詳情,,今天借慶賀楊先生95華誕之際,我就楊振寧在這五個(gè)方面的具體貢獻(xiàn)鋪展開(kāi)來(lái),,讓更多人了解回歸后的楊振寧,。
1科學(xué)事業(yè)引領(lǐng)人
幫助發(fā)展中國(guó)的科學(xué)研究是楊振寧先生的夙愿。楊先生是中美關(guān)系中斷多年以后于1971年7月第一位回國(guó)訪問(wèn)的美籍華裔科學(xué)家,。從那時(shí)開(kāi)始,,他做了大量的實(shí)事,一直在盡心盡力幫助中國(guó)發(fā)展科技事業(yè),?;貧w以后,有了更大和更多的空間,,在科學(xué)研究的組織和引領(lǐng)方面,,他主要做了四方面的事情:一是成功地組建和領(lǐng)導(dǎo)清華大學(xué)高等研究院;二是為清華大學(xué)物理系的發(fā)展指明了方向,;從根本上改變了清華物理系的面貌,,三是對(duì)香港求是科技基金會(huì)和邵逸夫獎(jiǎng)基金會(huì)的奠基性的指導(dǎo);四是對(duì)中國(guó)大科學(xué)工程的卓見(jiàn),。
早在西南聯(lián)大讀研究生時(shí),,楊振寧和好友黃昆就認(rèn)真討論過(guò)在中國(guó)“successfully組織一個(gè)真正獨(dú)立的物理中心”,認(rèn)為其“重要性應(yīng)該比得一個(gè)NobelPrize還高[5],?!睏钫駥幹笤谄樟炙诡D高等研究院成功的經(jīng)歷,使他一直懷有一個(gè)夢(mèng)想:在中國(guó)創(chuàng)辦一個(gè)類似普林斯頓高等研究院這樣的理論研究中心——幾位世界級(jí)的理論大家?guī)ьI(lǐng)一批有才華的年青人,,引領(lǐng)世界理論物理和數(shù)學(xué)的研究,。1970年代初期和中期正值“文革”,知識(shí)分子在勞動(dòng)改造,,他多次訪問(wèn)祖國(guó),,參觀中親眼見(jiàn)到大學(xué)教授在工廠把不同電阻分類,深感“在那些年里,,中國(guó)政府片面的平等主義已經(jīng)毀了中國(guó)的科學(xué)[6]”,。在第二次回國(guó)的晚宴上,他直言不諱地向周恩來(lái)總理呼吁,,要重視基礎(chǔ)科學(xué),,雖然得到了周總理的積極響應(yīng),,但是現(xiàn)實(shí)與他的夢(mèng)想畢竟相離太遠(yuǎn)?!拔母铩焙?,祖國(guó)迎來(lái)了科學(xué)的春天,也開(kāi)始重視基礎(chǔ)理論研究,。1980年代,,楊先生積極幫助創(chuàng)建了中山大學(xué)高等學(xué)術(shù)研究中心和南開(kāi)大學(xué)陳省身數(shù)學(xué)研究所理論物理研究室,兩個(gè)機(jī)構(gòu)都很成功,,但還不是他心目中普林斯頓高等研究院的那種模式,。1997年楊振寧答應(yīng)清華大學(xué)的請(qǐng)求,創(chuàng)建清華大學(xué)高等研究中心(現(xiàn)稱清華大學(xué)高等研究院),,并擔(dān)任名譽(yù)主任,。楊先生和清華大學(xué)時(shí)任校領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過(guò)多次商討,確定以普林斯頓高等研究院為模板建設(shè)清華大學(xué)高等研究中心,。
楊振寧作為一個(gè)科學(xué)機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)人,,他既充分放權(quán),只管全局性和戰(zhàn)略性的大事,,又對(duì)重要事務(wù)的細(xì)節(jié)予以充分注意,。作為一個(gè)做大事的人,清華大學(xué)高等研究中心成立不久,,楊先生就在香港注冊(cè)成立了“清華大學(xué)高等研究中心基金會(huì)有限公司”,,在香港和美國(guó)籌集資金。楊先生明白,,有了財(cái)務(wù)上的自由,,才可能有招聘杰出人才和開(kāi)辟新研究方向的自由。為此,,楊先生一方面把自己個(gè)人積蓄以及在美國(guó)長(zhǎng)島一幢占地面積3英畝的別墅捐給基金會(huì),;另一方面,他還努力向好友和香港的愛(ài)國(guó)人士募捐,。正是有了這個(gè)基金會(huì),高等研究院才有可能把美國(guó)科學(xué)院院士,、圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智先生引進(jìn)到清華全職工作,,才有可能設(shè)立“楊振寧講席教授”職位,給翁征宇,、王小云等一批優(yōu)秀的中青年科學(xué)家以比較體面的薪酬,,才有可能給博士研究生和博士后稍好一點(diǎn)的待遇。楊先生不但捐款給基金會(huì)而自己分文不取,,而且還把回歸后國(guó)家給他的每年100萬(wàn)人民幣津貼的很大一部分捐給中心用作日常開(kāi)支,,使中心能夠較好運(yùn)行,。
圖3清華大學(xué)贈(zèng)送楊振寧先生的90歲生日禮物。
圖4楊振寧先生回國(guó)后發(fā)表的27篇文章目錄,。
要使一個(gè)科學(xué)研究機(jī)構(gòu)成功,,研究方向的正確選擇和一流研究人員的招聘是關(guān)鍵。楊先生一開(kāi)始為高等研究中心確定的研究方向是理論物理和數(shù)學(xué),,其中理論物理又聚焦在凝聚態(tài)物理和冷原子物理的研究,,為此中心邀請(qǐng)了張首晟、文小剛,、李東海,、何天倫、華泰立等一批在該領(lǐng)域國(guó)際物理界最出色的華人學(xué)者到高等研究中心來(lái)工作,。他們對(duì)中心做出了重要的貢獻(xiàn),。2005年,在楊先生的感召下,,國(guó)際理論計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的大家——姚期智先生全職加盟清華高等研究中心,,而后又引進(jìn)數(shù)學(xué)和密碼學(xué)交叉領(lǐng)域的杰出女科學(xué)家王小云,還聘請(qǐng)微軟亞洲實(shí)驗(yàn)室的一批信息領(lǐng)域的翹楚兼職,,高等研究中心的研究領(lǐng)域也增加了理論計(jì)算機(jī)科學(xué),。楊先生對(duì)招聘杰出人才到高等研究中心工作費(fèi)心思量。對(duì)每位候選人,,楊先生都要仔細(xì)研究其學(xué)術(shù)背景和已有的學(xué)術(shù)成就,,往往談了多位,每位談了數(shù)輪,,最后才成功一位,。在研究人員結(jié)構(gòu)和行政運(yùn)行機(jī)制方面,高等研究中心采取了類似于普林斯頓高等研究院的做法,,本著“精干,、擇優(yōu)、流動(dòng)”的原則,,積極通過(guò)各種渠道延攬國(guó)內(nèi)外科學(xué)英才,,營(yíng)造寬松環(huán)境,埋頭科學(xué)探索,,培育頂尖人才,。20年來(lái),高等研究院已成為一個(gè)學(xué)術(shù)氛圍濃厚的“學(xué)術(shù)殿堂”,,一流學(xué)者的報(bào)告常年不斷,,多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者和大量活躍在物理前沿研究領(lǐng)域的青年學(xué)者云集于此,青年學(xué)子刻苦鉆研互相切磋,,多個(gè)學(xué)科交叉融合,,產(chǎn)出了大量的學(xué)術(shù)成果,,培育出一批學(xué)術(shù)精英,對(duì)清華理科的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,。不僅如此,,正如清華大學(xué)前任校長(zhǎng)陳吉寧所說(shuō),“在楊振寧推動(dòng)下成立的清華大學(xué)高等研究院,,不僅在學(xué)術(shù)前沿研究方面做出了重要貢獻(xiàn),,也對(duì)清華大學(xué)的辦學(xué)理念和管理體制產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,為學(xué)校建設(shè)世界一流大學(xué)發(fā)揮了重要的作用,?!?/p>
楊先生對(duì)改變清華物理系的面貌起了關(guān)鍵性的作用。2002年6月,,時(shí)任校長(zhǎng)王大中聘請(qǐng)楊振寧,、沈元壤、沈志勛,、沈平4位先生組成國(guó)際評(píng)審委員會(huì),,對(duì)清華大學(xué)物理系開(kāi)展清華歷史上第一次對(duì)一個(gè)院系的國(guó)際評(píng)估。評(píng)審委員會(huì)的“三沈一楊”4位先生花了整整2天時(shí)間,,聽(tīng)取了各研究組的綜合報(bào)告,;參觀了多個(gè)實(shí)驗(yàn)室;與校系領(lǐng)導(dǎo),、教授,、院士等深入交換意見(jiàn);還分別與青年教師,、學(xué)生,、實(shí)驗(yàn)員、行政人員,、系務(wù)委員會(huì)成員,、教學(xué)委員會(huì)成員等座談。事后,,評(píng)審委員經(jīng)過(guò)多次認(rèn)真商討后,,向?qū)W校遞交了評(píng)估報(bào)告。國(guó)際評(píng)估報(bào)告在學(xué)校引起了很大振動(dòng),,校領(lǐng)導(dǎo)要求物理系成立專門小組討論落實(shí)評(píng)估報(bào)告的建議,。我當(dāng)時(shí)是高等研究中心教授,正是在落實(shí)評(píng)估報(bào)告的討論中開(kāi)始涉足物理系的事務(wù),。2003年擔(dān)任物理系系主任后,我要求向全系教師公開(kāi)這份評(píng)估報(bào)告,,引起了系內(nèi)許多討論以至爭(zhēng)論,,因?yàn)樵S多人從沒(méi)見(jiàn)過(guò)一份評(píng)估報(bào)告如此尖銳地指出存在的問(wèn)題,,如此明確地指明發(fā)展方向。有的老師覺(jué)得報(bào)告太敏感,,不能公開(kāi),;但我認(rèn)為這對(duì)清華物理系的未來(lái)至關(guān)重要,最后還是向全系公開(kāi)了,。報(bào)告中最重要的是對(duì)清華物理系的發(fā)展方向給出了明確的指導(dǎo)意見(jiàn):第一,,“系內(nèi)實(shí)驗(yàn)科研亟待加強(qiáng)”;第二,,“同意選擇凝聚態(tài)物理為優(yōu)勢(shì)學(xué)科,。目前系內(nèi)這方面的實(shí)驗(yàn)科研力量極為薄弱。納米材料生長(zhǎng),、超導(dǎo)應(yīng)用等的工作多屬化學(xué),、材料、工程類,,物性研究的成分很少,。物理系應(yīng)在物性研究上推廣層面,包括更多不同的凝聚態(tài)物理領(lǐng)域,,促進(jìn)理論和實(shí)驗(yàn)的合作交流”“高能物理與核物理的發(fā)展前途困難極多,,此二領(lǐng)域不宜增聘工作人員”;第三,,“校方應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)以教學(xué)為榮的環(huán)境,。明確教學(xué)依然是一個(gè)大學(xué)的最重要的任務(wù),即使是在強(qiáng)調(diào)科研的今天仍應(yīng)如此”“要求正常情況下每位教授都必須每學(xué)期授課,,促使教研合一,。鼓勵(lì)科研出色的教授講授基礎(chǔ)課。明確規(guī)定教學(xué)工作是考核的重要一部份”,。這三點(diǎn)對(duì)清華物理系之后的發(fā)展是綱領(lǐng)性的,,對(duì)學(xué)科布局調(diào)整和發(fā)展重點(diǎn)的確立起了關(guān)鍵作用。
2013年,,薛其坤研究組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了量子反?;魻栃?yīng)。我認(rèn)為沒(méi)有楊先生就沒(méi)有這項(xiàng)成果,。一方面,,楊先生把張首晟請(qǐng)到高等研究中心做客座教授,張首晟指引祁曉亮,、劉朝星這些優(yōu)秀的博士研究生進(jìn)入到拓?fù)浣^緣體領(lǐng)域,,而祁曉亮和劉朝星及合作者則在國(guó)際上最早在理論上預(yù)言了實(shí)驗(yàn)觀測(cè)量子反常霍爾效應(yīng)的機(jī)理和實(shí)際的材料體系,。另一方面,,薛其坤2005年到清華工作,,是楊先生等在關(guān)于清華物理系應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)蹜B(tài)物理的指導(dǎo)方針下的產(chǎn)物。正是楊先生,,為張首晟和薛其坤之間的合作提供了平臺(tái),,導(dǎo)致薛其坤研究組實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到了量子反常霍爾效應(yīng),。楊先生聽(tīng)到這個(gè)好消息后,,非常高興,當(dāng)即要請(qǐng)吃飯,,評(píng)價(jià)為“這是個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的成果”,。圖1是晚餐后楊先生、薛其坤,、王亞愚三人的合影,。王亞愚是薛其坤主要合作者之一,從事輸運(yùn)實(shí)驗(yàn),。這個(gè)例子反映了楊先生作為一位物理學(xué)大師和領(lǐng)導(dǎo)人的遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí),。
2010年,清華大學(xué)對(duì)物理系進(jìn)行了第二次國(guó)際評(píng)估,。新的評(píng)審委員會(huì)的成員包括“四沈二楊”6位先生,,即第一次評(píng)估的“三沈一楊”再加上沈呂九和楊炳麟。在一如既往尖銳指出清華物理系尚存問(wèn)題的同時(shí),,評(píng)審報(bào)告的結(jié)語(yǔ)寫(xiě)道“自2002年第一次評(píng)審以來(lái),,清華物理系在各方面都有了極大的改進(jìn),在教授治學(xué)的大方針下科研實(shí)力已進(jìn)入國(guó)際水準(zhǔn),,在某些領(lǐng)域已處在世界領(lǐng)導(dǎo)行列,。教學(xué)方面,更是非常成功,。每年都能招引到全國(guó)拔尖的本科生,,集而教之的英才多對(duì)系的教學(xué)相當(dāng)滿意,與八年前大不相同,。物理系在這一基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善,,極有希望成為世界一流,但還需要系內(nèi)同仁堅(jiān)持方向同心協(xié)力才能達(dá)到,?!苯栌猛醮笾星靶iL(zhǎng)一句話:“清華物理系有今天的成就,楊教授功不可沒(méi),?!?/p>
圖5楊振寧先生在清華大學(xué)給大一學(xué)生上課。左圖是他在課堂邊講邊寫(xiě)教學(xué)內(nèi)容投影到屏幕上;右圖是課間學(xué)生圍著楊先生請(qǐng)教問(wèn)題,。
楊先生是香港“邵逸夫獎(jiǎng)”評(píng)審委員會(huì)首任主席,,也是香港求是科技基金會(huì)的創(chuàng)始顧問(wèn),他為這兩個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的成功設(shè)立了宗旨和高標(biāo)準(zhǔn),。1993年香港查濟(jì)民先生想切實(shí)幫助中國(guó)發(fā)展科技事業(yè),他向楊振寧表示,,基金會(huì)的基金由查氏家族提供,,而基金會(huì)的組成、運(yùn)作和發(fā)獎(jiǎng)方法,,由楊先生這樣有成就又關(guān)心中國(guó)的科學(xué)家負(fù)責(zé),。他們倆決定香港求是科技獎(jiǎng)的宗旨為“雪中送炭”。楊振寧回想起好友鄧稼先等人的清貧生活,,想起中國(guó)一批最杰出的科學(xué)家的工作條件還很差,,于是,求是基金會(huì)1994年第一次頒獎(jiǎng),,獎(jiǎng)勵(lì)了包括兩彈一星元?jiǎng)奏嚰谙?、于敏、周光召在?nèi)的10位杰出科學(xué)家,;1995年,,為了鼓勵(lì)優(yōu)秀的青年科學(xué)家留在國(guó)內(nèi)做基礎(chǔ)研究,求是基金會(huì)又設(shè)立了杰出青年學(xué)者獎(jiǎng),,獲獎(jiǎng)人中有一大批后來(lái)成為了中國(guó)科學(xué)研究的領(lǐng)軍人物,。1996年,求是基金會(huì)授予屠呦呦等10位青蒿素及其衍生物研究工作的主要科研人員“求是杰出科技成就集體獎(jiǎng)”,,當(dāng)時(shí)沒(méi)有任何機(jī)構(gòu)授予屠呦呦等人獎(jiǎng)項(xiàng),。2004年設(shè)立的邵逸夫獎(jiǎng)的獎(jiǎng)勵(lì)領(lǐng)域是數(shù)學(xué)、天文學(xué)和生命科學(xué)與醫(yī)學(xué),。楊先生作為首任評(píng)審會(huì)主席,,把邵逸夫獎(jiǎng)定位為與諾貝爾獎(jiǎng)互補(bǔ)的、具有最高水準(zhǔn)的全球科學(xué)大獎(jiǎng),。楊先生的辛勤工作和慧眼識(shí)才,,使得邵逸夫獎(jiǎng)聲譽(yù)卓著,評(píng)出了一大批世界最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家,、天文學(xué)家,、醫(yī)生和生命科學(xué)家,其中多人在獲得邵逸夫獎(jiǎng)后進(jìn)而獲得諾貝爾獎(jiǎng),。
楊先生十分關(guān)心中國(guó)一些重大的科學(xué)工程以及科技政策,,經(jīng)常就此發(fā)表自己的意見(jiàn)。他的意見(jiàn)從來(lái)不為自己或小集團(tuán)謀取任何私利,一心只是為了中國(guó)的科技發(fā)展,。1990年代末,,他獨(dú)具慧眼,建議中國(guó)研制X射線自由電子激光器,,為此多次上書(shū),。2017年1月在中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)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,還正在上海應(yīng)用物理研究所試運(yùn)轉(zhuǎn)一項(xiàng)軟X射線自由電子激光,,且同步發(fā)展更大規(guī)模的高重復(fù)頻率的超導(dǎo)加速器驅(qū)動(dòng)的硬X射線自由電子激光,。中國(guó)的自由電子激光事業(yè)在楊先生的推動(dòng)下向前邁出了一大步(圖2)。最近楊先生關(guān)于中國(guó)建造超級(jí)大對(duì)撞機(jī)爭(zhēng)議的見(jiàn)解,,不管持有什么立場(chǎng),,毫無(wú)疑問(wèn),都可以看到楊先生熱愛(ài)中國(guó),、一心為中國(guó)人民的赤子之心,。楊先生以他的學(xué)術(shù)成就和聲譽(yù),在科學(xué)界所起的引領(lǐng)作用非常顯著,。
2老驥伏櫪的物理學(xué)家楊振寧先生90歲生日時(shí),,清華大學(xué)送他的禮物是一塊黑色的立方體(圖3),上面刻有楊先生最喜歡的杜甫名句——“文章千古事,、得失寸心知”,,四個(gè)側(cè)面分別是他在場(chǎng)論、粒子物理,、統(tǒng)計(jì)物理和凝聚態(tài)物理這四個(gè)領(lǐng)域的13項(xiàng)重大貢獻(xiàn),。這些貢獻(xiàn)都是他在回歸以前做出的。定居清華園時(shí)楊先生已年過(guò)八旬,,但他還是傾力而為,,拼搏在研究第一線。圖4是他回歸后發(fā)表的,、以清華大學(xué)為作者單位的27篇SCI收錄的文章目錄,。這些文章可以分為兩類,一類是純物理研究文章,,一類是有關(guān)物理學(xué)史,、物理學(xué)概念詮釋的研究文章。此外,,他還出版了兩本著作和一大批中文學(xué)術(shù)論文,。
對(duì)于物理研究選題,楊先生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)提出了兩條原則:“要找與現(xiàn)象有直接簡(jiǎn)單關(guān)系的題目,,或與物理基本結(jié)構(gòu)有直接簡(jiǎn)單關(guān)系的題目”“把問(wèn)題擴(kuò)大往往會(huì)引導(dǎo)出好的新發(fā)展方向”,。這兩條原則對(duì)于研究生和研究工作者選題具有很好的指導(dǎo)意義。耄耋之年的楊振寧仍然依循這個(gè)“直接簡(jiǎn)單關(guān)系”的原則,來(lái)決定自己的研究題目,?;氐角迦A后,他的物理學(xué)研究主要在統(tǒng)計(jì)物理領(lǐng)域進(jìn)行,,這一方面是因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)物理始終是他最喜歡的一個(gè)領(lǐng)域,,與他對(duì)數(shù)學(xué)之美的欣賞和對(duì)物理之美的追求相洽;另一方面的原因是進(jìn)入本世紀(jì)后,,隨著激光冷卻技術(shù)的進(jìn)展,,冷原子物理學(xué)成為物理學(xué)研究的一個(gè)最活躍的重要前沿,而楊先生早先在統(tǒng)計(jì)物理上的一些重要理論預(yù)言得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí),,而有實(shí)驗(yàn)配合,理論研究當(dāng)然更有動(dòng)力,。楊先生回歸后的統(tǒng)計(jì)物理研究是在兩個(gè)物理結(jié)構(gòu)直接簡(jiǎn)單的理想化模型上開(kāi)展的:稀薄玻色硬球系統(tǒng)和一維具有δ函數(shù)排斥作用的多粒子系統(tǒng)(屬于他的13項(xiàng)物理學(xué)重大貢獻(xiàn)中的2項(xiàng)),。1950年代中期,出于對(duì)液氦超流的興趣,,楊振寧與合作者完成了一系列關(guān)于稀薄硬球玻色子多體系統(tǒng)的論文,。他們分別用雙碰撞方法和贗勢(shì)法得到了相同的基態(tài)能量,其中最令人驚訝的是著名的基態(tài)能量修正與密度的平方根成正比的修正項(xiàng),,即
當(dāng)時(shí)無(wú)法得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。50年后,這個(gè)修正項(xiàng)隨著冷原子物理學(xué)的發(fā)展而得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí),。楊先生自己重新研究這個(gè)問(wèn)題,,用贗勢(shì)方法將稀薄硬球玻色子多體系統(tǒng)從3維分別推廣到2維、4維和5維,。
1969年,,楊振寧和他的弟弟楊振平將一維δ函數(shù)排斥勢(shì)中的玻色子問(wèn)題推進(jìn)到有限溫度。這是歷史上首次得到的有相互作用的量子統(tǒng)計(jì)模型在有限溫度(T>0)下的嚴(yán)格解,?;谶@個(gè)模型的結(jié)果也在冷原子系統(tǒng)中得到實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證,回歸后,,楊先生將其擴(kuò)展到一維費(fèi)米子系統(tǒng),,具有多個(gè)分量的粒子系統(tǒng),推廣到各種形式的束縛勢(shì),,如一維諧波限制(harmonictrap)或其他限制(trap),,排斥或有吸引力的δ函數(shù)勢(shì)的作用,等等,。這些推廣并不是平庸的,,有的具有相當(dāng)難度,也都與冷原子物理研究緊密結(jié)合。
楊先生回到清華后,,一共寫(xiě)了13篇純物理研究文章,,這些文章中多篇楊先生是唯一的作者,也有一些文章有合作者,,一般是一個(gè)合作者,,主要是馬中騏。還有一些合作者幫楊先生做了一些計(jì)算,,像香港中文大學(xué)的WeiB.B.,。這說(shuō)明這些理論研究文章是楊先生親自研究和推導(dǎo)的,不像現(xiàn)在很多人,,從40,、50歲開(kāi)始做老板,已不在科研一線做研究了,。
回歸后楊先生曾經(jīng)向《物理評(píng)論快報(bào)》(PRL)投過(guò)一篇稿件,,引起很不愉快的經(jīng)歷。第一位審稿人輕率地認(rèn)為作者是與諾貝爾獎(jiǎng)獲得者同名的某位C N Yang,,審稿極為馬虎,,似乎也完全忽視文章所研究系統(tǒng)存在受限勢(shì);第二位審稿人的意見(jiàn)是許多人常遇到的,、無(wú)實(shí)質(zhì)性批評(píng)內(nèi)容的所謂“缺乏廣泛興趣”和“缺少新的物理”,,加上編輯“明顯傲慢自大和官僚化”的程式化答復(fù),使得楊振寧這位PRL的創(chuàng)始人和多篇重要論文的作者,,感到整個(gè)拒稿過(guò)程“funny and troubling”,。為此,在楊振寧文集Selected Papers II With Commentaries 的附注中,,楊先生原原本本地附上審稿人意見(jiàn)以及他與PRL編輯的兩輪通信,,力求改變這一錯(cuò)誤的趨向[4]。之后,,他的科研文章主要投給中國(guó)物理學(xué)會(huì)所屬的《中國(guó)物理快報(bào)》(CPL)上,,以實(shí)際行動(dòng)表達(dá)了楊先生的價(jià)值觀念:一項(xiàng)學(xué)術(shù)成果的價(jià)值并不等價(jià)于發(fā)表刊物的影響因子。作為CPL的主編,,我經(jīng)??梢允盏綏钕壬谕砩?1—12點(diǎn)發(fā)來(lái)的電子郵件,作為一個(gè)耄耋之年的科學(xué)家,,楊先生的干勁與活力實(shí)在令人敬佩和驚嘆,!
3致力于杰出人才培養(yǎng)的教育家
楊先生回歸之際抒懷的“歸根”詩(shī)中有兩句:“學(xué)子凌云志,我當(dāng)指路松”,。培養(yǎng)中國(guó)杰出人才是楊振寧先生歸根以后最看重的一項(xiàng)使命,,也是他花費(fèi)時(shí)間和心血最多的,。作為諾貝爾物理獎(jiǎng)的大師和文理兼通、中西融匯的教育家,,楊先生回歸后培養(yǎng)杰出人才是多方面,、多層次和全局性的:包括本科生、博士研究生,、博士后和年輕訪問(wèn)學(xué)者的培養(yǎng),;包括基礎(chǔ)課的講授,講座,,討論,,本科生杰出人才培養(yǎng)模式的探索,中國(guó)和美國(guó)教育的比較,;涉及清華高等研究院和物理系,,清華全體學(xué)生,全國(guó)幾十所高校,。
大學(xué)的本科教育是高校之本,,教師授課是基本職責(zé),然而教學(xué)是個(gè)“良心活”,,是否盡力只有自己心知,外人很難考評(píng),。2004年秋季學(xué)期,,楊先生鑒于中國(guó)許多大學(xué)的知名教授不給本科生上課的現(xiàn)狀,主動(dòng)為清華物理系和數(shù)學(xué)系8個(gè)班200余名大一新生講了一學(xué)期的“大學(xué)物理”課(圖5),。82歲的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,,以其獨(dú)特的見(jiàn)解、深入的理解,,每周兩次,、每次兩個(gè)45分鐘講授基礎(chǔ)課,常常在課間的5分鐘休息時(shí)間還在講課,。不僅學(xué)生們受益,,全國(guó)許多高校的教師也在旁邊教室觀看直播,細(xì)細(xì)品味楊先生講課與眾不同的地方和精妙之處,。楊先生給大一新生授課為所有大學(xué)教師樹(shù)立了高標(biāo)準(zhǔn),,鼓舞了活躍在教學(xué)第一線的廣大教師,也推動(dòng)了清華許多研究做得好的老師走上講臺(tái),。
清華物理系有培養(yǎng)本科學(xué)生的兩個(gè)特別的program,,一是基礎(chǔ)科學(xué)班,另一是清華學(xué)堂物理班,。兩者都是探索如何使學(xué)生更好地成長(zhǎng)為世界級(jí)的杰出人才,。楊先生對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)班和學(xué)堂班學(xué)生的成長(zhǎng)十分關(guān)心,。圖6為2010年4月1日清華學(xué)堂物理班開(kāi)班儀式上楊振寧講話時(shí)拍的一張照片。楊先生神采奕奕豎起一個(gè)指頭說(shuō)“10年以后,,我們?cè)倬凼?,評(píng)價(jià)這種學(xué)習(xí)模式是成功的還是失敗的。我說(shuō)這話是認(rèn)真的,!”時(shí)光飛逝,,清華學(xué)堂物理班成立很快就要10周年了,到了再請(qǐng)楊先生來(lái)幫助我們總結(jié)清華學(xué)堂班成敗的時(shí)候了,!我經(jīng)常邀請(qǐng)楊先生給清華物理系學(xué)生和學(xué)堂班學(xué)生面對(duì)面討論問(wèn)題,,他從不推辭。圖7是有一次與學(xué)堂班學(xué)生面對(duì)面討論時(shí),,他認(rèn)真聆聽(tīng)學(xué)生提問(wèn)的畫(huà)面,。
圖62010年4月10日,楊振寧先生在清華學(xué)堂物理班開(kāi)班儀式上,。
圖7楊振寧先生在清華學(xué)堂物理班做報(bào)告的時(shí)候,,學(xué)生上臺(tái)提問(wèn),他在認(rèn)真聆聽(tīng),。
楊先生領(lǐng)導(dǎo)的高等研究院以優(yōu)良的學(xué)風(fēng)和卓越的導(dǎo)師吸引,、影響和培養(yǎng)了很多中國(guó)年青一代的科學(xué)家。楊先生“我的學(xué)習(xí)與研究經(jīng)歷”報(bào)告和文章[7]成為楊振寧對(duì)學(xué)生和青年科學(xué)家的“十誡”,。近些年來(lái),,清華物理系已經(jīng)有多位畢業(yè)生在國(guó)際上嶄露頭角。以美國(guó)斯隆基金設(shè)立的斯隆研究獎(jiǎng)為例(1955年設(shè)立,,專門獎(jiǎng)勵(lì)在職業(yè)生涯早期的杰出年輕學(xué)者,,獲獎(jiǎng)?wù)咧幸延?3人獲諾貝爾獎(jiǎng),16人獲菲爾茨獎(jiǎng)),,2010年以來(lái),,畢業(yè)于清華物理系獲得斯隆獎(jiǎng)的有祁曉亮、許岑珂,、檀時(shí)鈉,、陳汐、沈悅,、馬登科,、亓磊、陳諧等8位,,其中多人在科學(xué)館這個(gè)學(xué)術(shù)殿堂中得到升華,,即使在本科階段也在這里獲益匪淺。清華大學(xué)高等研究中心至今一共畢業(yè)了65名博士,,走出了很多非常優(yōu)秀的人才,,“土博士”獲得國(guó)外名校教職的約10人,,在國(guó)內(nèi)大學(xué)任教、有各種頭銜的更是數(shù)不勝數(shù),。比如,,2007年博士畢業(yè)的祁曉亮,現(xiàn)在已是斯坦福大學(xué)的教授,;2005年博士畢業(yè)的翟薈是楊先生回國(guó)后帶的唯一一名博士,,他已經(jīng)是國(guó)家杰出青年基金的獲得者,清華大學(xué)高等研究院教授,,是國(guó)內(nèi)最好的一位冷原子理論研究的專家,,與許多實(shí)驗(yàn)組有非常廣泛和密切的合作。圖8是高等研究院2011年的博士畢業(yè)典禮,。
作為一位睿智的物理學(xué)家,,又是對(duì)中美教育都非常熟悉的教育家,楊先生經(jīng)常比較中國(guó)和美國(guó)的教育的優(yōu)缺點(diǎn),。楊先生很多觀點(diǎn),,特別是對(duì)如何培養(yǎng)中國(guó)一流科學(xué)人才的看法,是值得我們深思的,。他對(duì)中美教育的長(zhǎng)處和短處有清醒的認(rèn)識(shí),,認(rèn)為中國(guó)大學(xué)教育有利于70—85分的學(xué)生,而美國(guó)大學(xué)教育對(duì)于90分以上的學(xué)生是有好處的,。在一次中美物理教學(xué)研討會(huì)上,,他說(shuō)道“由于深及歷史和文化的原因,關(guān)于教育的哲學(xué),,中美之間存在巨大的差異。單詞‘Educate’系從一個(gè)含義為‘養(yǎng)育’,、‘撫育’拉丁文單詞衍生而來(lái),。反觀漢語(yǔ)中,‘教育’是兩個(gè)漢字,,‘育’字的含義為‘撫育’,,它之前的‘教’字的含義是‘教導(dǎo)’。在中國(guó)的教育哲學(xué)中,,教導(dǎo)和養(yǎng)育至少同等重要,。教育一詞,中美二者之異,,含義非凡,。我想這一巨大的差異還沒(méi)有被教育家、教育者和教授們所充分分析,?!?/p>
4科學(xué)大師和科學(xué)史的獨(dú)特研究者
楊先生回清華后發(fā)表的27篇SCI論文和2本專著,,其中一半以上涉及科學(xué)史和物理學(xué)史的研究,物理學(xué)一些重要概念和理論演變的詮釋,,以及對(duì)物理學(xué)大師的評(píng)注,。楊振寧先生的科學(xué)史和科學(xué)大師研究有一些很獨(dú)特的地方。那就是他所研究和評(píng)述的多位物理學(xué)大師和數(shù)學(xué)大師與他差不多時(shí)代,,或者稍比他年長(zhǎng)一點(diǎn),,有過(guò)直接交往。特別是本世紀(jì)前10年恰逢多位物理學(xué)大師的百歲誕辰,,楊先生與他們都有比較多的個(gè)人交往或直接接觸,,他也應(yīng)邀參加國(guó)際會(huì)議做邀請(qǐng)報(bào)告,撰寫(xiě)了一些文章,。另外一個(gè)特點(diǎn)是,,一般研究科學(xué)史的人都不在第一線做科研,或者是曾經(jīng)研究過(guò)物理的小字輩,,他們往往站在仰慕這些大師的角度來(lái)研究科學(xué)史,,因而常常有些失真。而楊先生與他們是同輩,,本人又是一位主導(dǎo)20世紀(jì)下半葉物理學(xué)領(lǐng)域的大師,,所持的是平視的角度,甚至有些時(shí)候是俯視,。實(shí)事求是地講,,楊先生的學(xué)術(shù)成就一點(diǎn)不亞于他所研究的大師們,比其中一些人更有甚之,,因此,,他往往站在更高處看這些大師,獨(dú)具匠心,,極其精彩和珍貴,。除此之外,楊振寧先生率真的個(gè)性,,open的思維,,令人驚嘆的記憶力和條理清晰的、詳細(xì)的個(gè)人檔案資料,,使得他對(duì)物理學(xué)史和科學(xué)史的研究也更加可貴,。這些特點(diǎn)使得楊振寧的物理學(xué)家和物理學(xué)史的研究文章,格外珍貴,,我以為當(dāng)今世界已幾乎無(wú)人能夠?qū)懗鲞@樣的文章,。
圖82011年,楊振寧先生參加清華高等研究院博士畢業(yè)典禮,。
楊先生在科學(xué)史研究方面最重要的一些成果,,我印象深刻的有這么幾點(diǎn),。楊振寧先生曾經(jīng)概括20世紀(jì)理論物理學(xué)史的三大主旋律:量子化、對(duì)稱性和相位因子,,這是非常深刻的,。在世界物理年(2005年)紀(jì)念愛(ài)因斯坦的時(shí)候,楊先生把愛(ài)因斯坦的成功歸結(jié)為他的眼光和機(jī)遇,。楊先生認(rèn)為,,區(qū)別于洛侖茲和彭加勒,愛(ài)因斯坦的自由眼光(freeperception,,即遠(yuǎn)距離眼光和近距離探視結(jié)合)導(dǎo)致了狹義相對(duì)論,;他又認(rèn)為,是愛(ài)因斯坦首先運(yùn)用了近代理論物理的基礎(chǔ)——對(duì)稱支配相互作用的原則,,用廣義坐標(biāo)不變性,,加上等價(jià)原理,創(chuàng)造出了廣義相對(duì)論,。楊先生特別欣賞愛(ài)因斯坦的孤持(apartness),、追求和深邃的眼光,認(rèn)為其改變了基礎(chǔ)物理的發(fā)展進(jìn)程,。楊先生對(duì)愛(ài)因斯坦在理論物理領(lǐng)域深遠(yuǎn)影響的這些評(píng)價(jià),,給后人以深刻的啟迪。楊先生還在《麥克斯韋方程和規(guī)范理論的觀念起源》這篇文章[8]中從麥克斯韋3篇原始文章開(kāi)始研究這段歷史,,仔細(xì)研究規(guī)范自由度(gaugefreedom)怎樣產(chǎn)生,,又如何演化成為一個(gè)支撐粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的對(duì)稱原理。
在研究科學(xué)大師時(shí),,楊振寧發(fā)現(xiàn),,成功的歐美物理學(xué)家絕大多數(shù)非常咄咄逼人(aggressive),行事奉行one-upmanship(渴望取勝,,為勝利甚至有時(shí)可以不擇手段),,如奧本海默、泰勒,、費(fèi)曼等;而他本人則更喜歡費(fèi)米,、周光召,、米爾斯(R.E.Mills)這類具有君子風(fēng)度的物理學(xué)家。楊先生提出:歐美科學(xué)取得的很大成就是否與大多數(shù)歐美科學(xué)家這種咄咄逼人的個(gè)性有聯(lián)系,?這是一個(gè)很有意思的問(wèn)題,,我稱之為“楊振寧猜想”。如果跟中國(guó)的教育聯(lián)系起來(lái),,到底儒家文化對(duì)于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起正面的,,反面的,,還是正反面影響都有?這些都值得我們研究,。楊先生認(rèn)為自己受到了濃厚的儒家傳統(tǒng)的影響,。他12歲那年的暑假,在科學(xué)館里,,他父親請(qǐng)來(lái)清華歷史系一位高材生丁則良帶他學(xué)了一個(gè)暑假的《孟子》,,盡管四書(shū)五經(jīng)中楊先生只認(rèn)真學(xué)了《孟子》,然而他認(rèn)為儒家文化對(duì)自己的影響很深,。2015年在紀(jì)念楊—米爾斯規(guī)范場(chǎng)理論60周年時(shí),,楊先生回顧了1960年代初他和費(fèi)曼等人關(guān)于物理學(xué)發(fā)展前景的爭(zhēng)論,他認(rèn)為現(xiàn)在來(lái)看自己的判斷是正確的,,而之所以正確的原因在于,,他受到“吾日三省吾身”儒家文化的影響。
5其他方面的貢獻(xiàn)
并不限于物理,,楊振寧回歸后還在其他許多領(lǐng)域,,如中華文化、國(guó)際關(guān)系,、中國(guó)發(fā)展,、社會(huì)、藝術(shù),、美學(xué),、考古等許多領(lǐng)域做了很多公開(kāi)講演,寫(xiě)了很多文章,。限于篇幅和時(shí)間,,我這里只舉兩個(gè)例子。
2004年,,楊先生在題為《易經(jīng)對(duì)于中華文化的影響》的講演中,,認(rèn)為《易經(jīng)》影響了中華文化的思維方式,而這種影響是近代科學(xué)沒(méi)有在中國(guó)萌芽的重要原因之一,。對(duì)于近代科學(xué)為什么沒(méi)有在中國(guó)萌生這個(gè)大家關(guān)心的問(wèn)題,,楊先生認(rèn)為其原因有:首先是中國(guó)的傳統(tǒng)是入世而不是出世的,即比較注重實(shí)際,,不注重抽象的理論架構(gòu),;第二是科舉制度;第三是不重視技術(shù),,認(rèn)為技術(shù)是“奇技淫巧”,;第四是中華文化只有歸納法,而沒(méi)有推演法,近代科學(xué)需要把這兩者結(jié)合起來(lái)才能發(fā)展,;第五是天人合一的觀念,。其中第四與第五跟《易經(jīng)》有密切的關(guān)系。楊先生這一看法獨(dú)具視角,,雖然招致許多不同意見(jiàn),,但是很明顯,這種討論以至辯論對(duì)于加深認(rèn)識(shí)中華文化,、對(duì)于發(fā)展中國(guó)近代科學(xué)是有益的,。
楊先生還對(duì)國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界學(xué)術(shù)誠(chéng)信問(wèn)題,明確提出自己的看法,。2010年6月14號(hào)晚上快11點(diǎn),,我收到楊振寧一封email,涉及《中國(guó)物理快報(bào)》一篇稿件的評(píng)審,。清華高等研究院一名博士生XX向《中國(guó)物理快報(bào)》投了一篇文章,,署名只有他一個(gè)人。編輯部組織兩位同行評(píng)審論文,,其中一位評(píng)審人對(duì)論文給予完全正面的評(píng)價(jià),,而另一位評(píng)審人則要求作者再另外引用3篇文章,而這3篇文章與投稿論文所研究?jī)?nèi)容實(shí)際上沒(méi)有任何關(guān)系,。作者向楊先生請(qǐng)教如何處理,。楊先生的判斷是,第二位審稿人要求引用的這3 篇文章“have absolutely nothing to do with XX's work”,,他指出這是審稿人在濫用其特權(quán)而謀取利益,。我們很快做了調(diào)查和處理。這種現(xiàn)象是一種嚴(yán)重的學(xué)術(shù)不當(dāng)行為,,目前在學(xué)術(shù)界經(jīng)常發(fā)生,,許多人熟視無(wú)睹。楊先生“管閑事”,,旗幟鮮明地反對(duì)學(xué)術(shù)不當(dāng)行為,,值得我欽佩。
楊振寧先生回歸以后,,開(kāi)始了一位理論物理學(xué)大師人生的第二個(gè)春天,,并且非常成功,對(duì)物理學(xué)界做出了巨大的貢獻(xiàn),,對(duì)中國(guó)的科技發(fā)展有著卓越的貢獻(xiàn),。我們祝楊先生身體健康,期待慶祝楊先生百年壽辰和茶壽(108歲),!