追寻科学与艺术之美——李政道

艺术和科学的共同基础是人类的创造力。它们追求的目标都是真理的普遍性。

李政道

李政道

1986年10月,“北京现代物理研究中心”成立,李政道担任这个中心的主任;同年同月,作为世界实验室组成部分的“中国高等科学技术中心”成立,李政道又出任这个中心的终身主任。在“北京现代物理研究中心”成立大会上,李政道教授说:

鲁迅先生有两本小说,一本是《呐喊》,另一本是《彷徨》,虽然我这个主任,仅仅是帮助摇旗呐喊的,可是这个中心是一点也不彷徨的。

我们预备以“北京现代物理研究中心”和“中国高等科学技术中心”为基础,结合全中国在这些领域中的工作人员,在10年内造成好几个“点”的突破,然后将这些点造成线网,在20年内推广成面,那么中国在国际科学技术上就可以取得与人口成正比的成就,对世界文化和交流也会做出一定的贡献。

为了达到这样一个伟大的目标,李政道那几年几乎用了三分之二的时间,奔跑、出谋、策划、呼吁……他辛勤的努力迅速取得了可喜的成效。1988年10月16日,由他极力倡导而建立的北京正负电子对撞机首次对撞成功。这次成功为中国基础科学研究带来了新的局面,也打破了中国科学技术长期低迷的困境。10月24日,邓小平握住李政道的手,真诚地说:“感谢您为这个工程做了很多工作。”

是啊,我们应该感谢李政道教授,他不仅为中华民族争得了科学上的最高荣誉,于1957年和杨振宁教授共同获诺贝尔物理学奖,他还为中国的科学技术和教育事业做出了卓越的贡献。

好学少年,流浪天涯

1926年11月25日,李政道出生在上海市一个名门望族。他家祖籍是风景秀丽,人杰地灵,素以园林闻名天下的苏州。祖父李仲覃博士1892年毕业于苏州东吴博习学院,是宗教界的知名人士,曾经担任过基督教苏州卫理会的负责人(当时称为会督)。父亲李骏康,早年毕业于南京市金陵大学农业化学系,是这个系的第一届毕业生。毕业后据季承写的《李政道传》记载:“在上海一家德国化肥制造厂制造化肥,后来又进入上海的洋行,充当化肥进口贸易代理商,生意发达,家道兴隆,是殷实富户。”母亲张明璋,毕业于上海启明女中。在20年代,女子读书尚不多见,所以李政道的家庭,在当时是少见的现代知识分子家庭。

李骏康非常重视对子女的全面培养。他请来家庭教师为子女教英文、数学和国文,使儿女有良好学前教育。他还请来武术教练,让儿女习武强身。在这种优良的环境熏陶下,李政道兄妹6人个个学有所长,而且身体结实、健壮。

李政道有两个哥哥。大哥李宏道,毕业于上海沪江大学商科专业,沪江大学的校址现为上海理工大学。二哥李崇道,毕业于广西大学畜牧兽医专业,曾任台湾“中央研究院”副院长。李政道下面有两个弟弟和一个妹妹。大弟李学道曾在大同大学航空工程专业肄业,小弟李达道毕业于交通大学船舶专业,妹妹李雅芸毕业于上海大学船舶专业。

李政道在私立清心中学附小接受现代教育。这所学校创办于1860年,是美国传教士范约翰创办的,是上海一所很好的学校(1953年6月由上海市人民政府接办,并改名为市南中学)。1938年,李政道进入上海东吴大学附中读中学。

李政道弟兄五个和妹妹与母亲合影。左一为李政道,时年13岁。

从小学到中学,李政道的学习成绩一直名列前茅。数学老师对这个聪明腼腆、眉目清秀的学生格外钟爱。

说来很有趣,李政道小时候,家里人曾给他取了一个外号——“三糊涂”。他怎么会有这个并不雅致的外号呢?原因是这样的:李政道是个书迷,酷爱读书,而且不管是文学、历史或者科学书籍,他都爱读。据他自己回忆,当时最喜欢的文学著作是美国作家马克·吐温的《汤姆·索亚历险记》,科学著作是英国著名科学家爱丁顿的《膨胀的宇宙》。李政道读起书来常常手不释卷,把身外之事抛到九霄云外。有一天,母亲为他准备好洗脚水叫他洗脚,李政道正在看书,就随口答应:“好,您放在那儿,还有一小段,看完了我马上来洗。”

“记住了,啊?”母亲不放心,临走时又叮嘱了一句。

“记住了。”

过了半小时,母亲不放心,叫二儿子崇道去看看。结果正如母亲所料,李政道还在看书,水放在一边没动。崇道问:“老三,妈妈叫你干什么,还记得吗?”

李政道如梦初醒,看了一眼二哥,把书放下。

“妈妈要我干什么?不记得了。”

他忽然看见身边有一盆水,便把手放进水里搅了几下,说:“我记起来了,妈妈叫我洗手。好,洗完了。”

从此,家里人都叫他“三糊涂”。但“三糊涂”的功课却好得令人吃惊。而且,在大是大非问题上,他可是一点也不糊涂。

13岁那一年,发生了一件让他终生难忘的事情。有一天,李政道乘电车时不小心撞了一位外国人。这本是区区小事,但那位外国人竟把小小的李政道交给了一位印度警察“红头阿三”,让人高马大的红头阿三“教训教训”他。结果,红头阿三把李政道狠狠揍了一顿。这件事在小小的李政道心中,留下了永远抹不去的羞辱感。

1941年12月8日,上海完全被日军占领,成为沦陷区。当日军坦克进入上海市区的时候,路上的行人必须向日军鞠躬致敬。李政道当时15岁,他受不了日本占领上海后的屈辱生活,毅然与二哥李崇道于当年12月22日寒冷的冬日,离开温暖舒适的家,想到江西赣州联合中学去读书。但是到了赣州却又发生一件让他难忘的事情。这所中学当时还没有改名,叫江西临时中学。它规定不接受转学的学生。李政道对此非常不满,加上年轻气盛,一气之下就到省教育厅找一位姓阮的厅长“告状”。这位厅长盘问了一下,发现这个少年并没有什么后台,就把他打发走了。后来李政道还是设法进入了这所中学,还认识了吴大猷教授,知道这位阮厅长居然是吴大猷夫人阮冠世的弟弟。不过李政道也从来没有向吴大猷提起过这件事情。

李政道在联中读书时,条件极其艰苦,没有教员就只好自学。读高中二年级时,联中缺乏教员的情况越来越严重。有一天,联中训导主任把李政道叫到办公室,说有事情。开始,李政道吓了一跳,以为出了什么意外的事情,结果训导主任对他说:

“不少老师都说你的学习成绩很好,特别是数学和物理,尤为突出。学校考虑再三,想请你给低年级学生讲这两门课,不知你意下如何。”

李政道惊讶得一时不知如何回答,旁边一位数学老师连忙劝说:“当老师对你的学习很有好处,我们也实在请不到比你更好的老师了。希望你能同意,以解校方燃眉之急。”

李政道对师长的信任非常感激,于是点头说:“我一定努力干。”

后来,二哥崇道考取了广西大学畜牧兽医系,离开了江西,留下李政道一人在江西赣州继续他的学业和代课的工作。

15岁离开上海时的李政道

“茶馆里的大学生”

1943年秋天,李政道从江西联合中学毕业后,考上了浙江大学物理系。当时浙江大学为躲避日本侵略者,从杭州经过广西的宜山、贵州的遵义,迁到了贵州的湄潭。李政道与几个同学结伴同行,翻山越岭,经历了数不清的苦难,最要命的是在途中他同时染上了痢疾和疟疾,高烧、恶心、呕吐和腹泻……把一向健壮的李政道折磨得几乎无法继续前进。但是他硬是咬牙坚持走到贵州湄潭,那时他简直就像一个流浪的乞丐。如果不是他原来身体健壮,加上坚强的意志,他根本就到不了贵州!

当时的贵州,贫穷落后,有一首民谣说贵州是“天无三日晴,地无三里平,人无三分银”,其条件之差,生活之艰难困苦,可想而知。

当时的教室和宿舍都设在“江馆”和“楚馆”两个会馆里,除了上课还有个破烂教室以外,下了课就没地方去看书自习了。李政道和同学们只好到街上茶馆里,泡上一壶茶,目的是买一个座位,然后就在那儿看一天书。开始李政道还不习惯这种喧闹的场所,但到后来居然练出了“闹中取静”的真功夫,还戏称自己是“茶馆里的大学生”。

浙江大学的条件在当时虽说极差,却有一些国际知名的学者在那儿与学生同甘共苦,共同献身于科学和教育事业,以致形成了一个现代史中的奇观:在这个贫穷落后的大山沟里,出现了被称为“东方剑桥大学”的名牌大学。世界著名学者王淦昌在荒山古刹中,讲述世界物理学最前沿的量子力学和原子核物理学;著名数学家苏步青则在布满蛛网的会馆里讲授微分几何。1944年11月,时任英国驻华科学考察团的团长李约瑟来到遵义和湄潭,参观了浙大数学系和理学院。他惊奇地连声说:“你们这里是东方的剑桥,值得看的东西太多了!”

后来,他又写专文介绍他在浙大的所见所闻:“在湄潭可以看到科学研究活动一派繁忙紧张的情景……它是中国最好的四所大学之一。”

当时浙江大学的教师在什么样的艰苦的条件下生活和工作,现在的人是很难想象的。当时后方的经济状况处于崩溃状态,物价飞涨;而国民党政府的腐败,更加速了这种崩溃态势。像苏步青这样的著名教授,靠工资收入根本无法维持一家最低的生活水准。为了能生存下去,他只好购置了锄头和粪桶等工具,在他住的破庙附近开了了半亩荒地,种上蔬菜、红苕,弥补家庭粮菜的不足。有趣的是,有一天湄潭街上一家饭馆没有了蔬菜,还从苏步青教授的菜地里摘了一筐。

苏步青在一篇回忆中写道:“一谈到菜根香,我就想起了抗战时期随浙江大学‘流亡’到遵义附近的湄潭的情景来。那时,一家八口人在破庙安身,生活困难,吃地瓜蘸盐巴过日子,总算熬过来了。”

在如此艰难的条件下,浙江大学的教授们,仍然精心编写讲义,寻找最前沿的科学研究资料,让大学生们在极简陋的条件下能够接触和了解世界学术最前沿的知识。

李政道在浙江大学学习了量子力学、光谱学、中微子实验和理论……。谈起中微子,李政道肯定忘不了王淦昌带给他的影响。

在浙江大学辗转迁移的艰苦历程中,从德国留学归来的王淦昌教授以坚忍不拔的意志,克服恶劣环境带来的种种困难,坚持为学生开物理实验课。有时只能在一个地方停留一个月的时间,他也坚持把仪器从装好的箱子里取出来,拿到实验课堂上。

有人觉得王淦昌先生真是不识时务,说:“饭都吃不上,还去做什么实验啊?”

王淦昌回答说:“没有饭吃更应该做实验,不做实验光惦记着饿,做起实验还可以忘记饿。”

有几位物理学家当时是王淦昌的学生,后来回忆时激动地说:“就是这种精神使王淦昌老师成为一位杰出的科学家。”

还有一位当时的学生回忆说:“湄潭是一个风景秀丽的县城,发达程度与农村集镇差不多,生活条件和物资供应十分困难。我们没有自来水供高真空系统用的循环水流,王老师就设法将水桶放在一只高高的木凳上,产生落差,提供水流。他就这样领导我们战胜一个又一个困难,取得教学与科研的满意成果。”

1979年,李政道对中国科技大学的学生们讲演时,回忆了浙大的学习条件。他说:“物理学离不开实验,一定要动手。我在浙大学习时的条件十分艰苦,物理实验是在破庙里做的。”

王淦昌就是在这种恶劣条件下,坚持工作。由于生活极为清苦,王淦昌最后不幸染上肺病,不得不卧床休息了一段时期。在卧床休息时,王淦昌床头总少不了刚刚寄到的美国《物理评论》,以及国外其他物理期刊。

束星北教授更是李政道永远不能忘怀的恩师。束星北曾留学美国、德国和英国,曾先后就读于英国爱丁堡大学、剑桥大学和美国的麻省理工学院,在两国先后获得两次硕士学位。

束星北教授

1931年9月束星北回国探亲时,正好“九一八事变”发生。在国难当头之际,他愤而投笔从戎,于1932年1月受聘于南京中央军官学校,任物理教官。束星北脾气比较暴躁,触犯了蒋介石,无法容身于军校,遂于1932年7月离开该校,到浙江大学物理系任教。

束星北既是一位严师,又很关爱学生。李政道报考的是浙江大学化工系。报考化工系是他二哥李崇道建议的,这可能与他们的父亲毕业于农业化学系有一些关联。但是李政道感兴趣的却是物理学,正好李政道和束星北的侄子束慰曾是大学里很好的朋友,那时大学生听课很自由,除主修课以外想听什么课没有任何限制。当时物理学在中国并不走红,毕业后就业也有困难,所以学物理的大学生不多。但是浙江大学因为有王淦昌和束星北两位大师级的物理学家,所以物理课在浙江大学居然成了炙手可热的俏课,听课的人很多。每逢周末还有这两位教授主持的“物理讨论课”,就物理学的前沿给学生作系统报告,这种课更是爆满,有些学生不得不站在门外窗外听。

当时,因为大学的校址分散,一年级住在永兴,离湄潭理工学院约30里路,束星北每一或两周到永兴开设物理辅导课。在辅导过程中,束星北发现学生提问中,化工系的李政道不但问题提得多,也提得最有水平。在束星北的辅导和启发下,李政道对物理学更是狂热痴迷,于是很快转到了物理系,师徒二人简直成了知己,每逢讨论问题必至深夜;有时太晚,李政道干脆在物理实验室里睡。

李政道在《束星北档案——一个天才物理学家的命运》一书的“序言”中写道:

我浙江大学的一年级是在贵州永兴上的,离湄潭约30里。1943年当我去永兴上学的时候就决定由化工系转为物理系。因为物理系的学生很少,那一年物理系课程就在化工系上。所以事实上,我在浙大一年级上的是化工系的课,唯一的不同,是每一或两星期束星北教授就会从湄潭专程到永兴来一天,和物理系的同学讨论。因为讨论是自由的,不在日常的课程中。每次束老师来,我都是唯一的学生,而我们讨论的问题也是没有规定的。在这样一对一师生密切教学的关系下,束老师帮助我建立了我对整体物理的认识、了解和自信,使我一生受益。

后来束星北被借调到重庆军令部技术室作技术顾问,李政道还常常乘上军用车去重庆,继续与束星北讨论物理学。

这年暑期,李政道的母亲从上海移居重庆,四弟学道和妹妹雅芸也随妈妈来到重庆就读。他立即到重庆去看望母亲。不幸在回贵州的路上,由于搭乘的卡车失事,他和车一起翻进了山沟,卡车翻了一个个儿,正好压在他的身上,因此背部严重受伤,好几个月不能行走。束星北在重庆知道后,立即打电话给王淦昌,请他好好关照李政道。

1944年底,日本侵略军逼近贵州,大学气氛突然紧张起来,一部分学生投笔从戎,走上了战场;剩下来的学生也惶惶然无心上课。李政道这时也准备走向抗日前线。束星北在重庆得知李政道要报名参加青年军时,立即打电话给王淦昌教授,请他一定看住李政道。恰好这时束星北有军车到湄潭接家属,于是李政道就随束老师一起到了重庆;待骨伤养好后,束星北劝他去西南联合大学物理系。据许良英先生回忆说,束星北还为李政道写了一封推荐信给吴大猷教授,那时吴大猷从美国回来,在西南联大任教。但吴大猷的《回忆》中,并没提到束星北的推荐,却提到另一个人的推荐,这个人叫梁大鹏。

事情过程是这样的:李政道早就听说西南联大物理系的师资力量十分了得,有不少国际知名的学者在那儿任教。听了束星北老师的劝告也动了心,于是他写信给在上海的父亲,要求转到西南联大学习,并希望父亲能助一臂之力。李政道的姑姑认识一位叫梁大鹏的人,而梁大鹏与在西南联大物理系任教的吴大猷教授以前在密歇根大学同过学,于是李政道的姑姑写了一封信给梁大鹏,请他为李政道写一封推荐信给吴大猷教授。

这样,李政道就在1945年初带着这封推荐信来到云南昆明。

从李政道在浙江大学一年半的学习生涯中,我们可以清楚看出,束星北在李政道的学习和成长过程中,起了多么重要的作用。李政道曾说:

我一生最重要的机遇,是在很年轻时能极幸运地遇到三位重要的老师,得到他们的指导和帮助。束星北老师的启蒙,吴大猷老师的教育及栽培,和费米(Enric Fermi)老师的正规专业的锻炼,都直接地影响和造成我以后的工作和成果。我的一生和他们对我的影响是分不开的。而我最早接受的启蒙光源就是来自束星北老师。

李政道获诺贝尔奖以后,没有忘记束星北老师对他的精心关照。1972年10月,李政道出国留学后第一次回国时,得知束星北老师还在青岛医学院劳动,他于14日给老师写了一封信,信中深情地写道:

自重庆一别,离今已有差不多28年了,对先生当年在永兴、湄潭时的教导,历历在念,而我物理的基础都是在浙大一年所建,此后的成就,归源都受先生之益。

1983年,束星北教授去世的消息传到美国后,李政道立即于11月2日发出唁函:

束老师是中国物理学界的老前辈,国际闻名,桃李满天下。他的去世是世界物理学界及全国教育界的极大损失。

西南联大再遇伯乐

在西南联大,李政道找到了吴大猷教授。吴大猷教授在1986年写的《抗战中的西南联合大学物理系》一文中,回忆了李政道来找他的事情:“在抗战将要结束的那年——1945年,在昆明又有一奇遇。我在《抗战期中之回忆》一文中讲过。”接着,吴大猷写道:

1945年的春天,忽然有个胖胖的,十几岁的孩子来找我,拿了一封介绍信。信是1931年我初到密歇根大学遇见的梁大鹏兄写的,梁不习物理,十几年未通音讯了,不知怎样会想起我来。他介绍来见我的孩子叫李政道,他原在宜山浙江大学,读过一年级,因为日军逼近宜山,他便奔去重庆。他的姑姑认识梁,梁便介绍李来昆明见我。那时是学年的中间,不经考试,不能转学,我便和联大教二年级物理数学课程的几位先生商量,让李去随班听讲考试,如他合格,则候暑假正式转入二年级时,可免他再读二年级的课程。其实这不过是我自以为合理的办法,并未经学校正式承认许可的。

李应付课程,绰有余裕,每日都来我处请我给他更多的阅览物及习题。他求知心切,真到了奇怪的程度。有时我风湿痛,他替我捶背,他帮我做任何家里的琐事。我无论给他怎样难的书和题目,他很快就做完了,又来索更多的。我由他的解问题的步骤,很容易地发现他的思想敏捷,大异寻常。

吴大猷教授与李政道在一起

后来,由于李政道的学习成绩实在优异,吴大猷“自以为合理”的办法,居然成功。学校很快同意李政道上大学三年级的课,大二的课程只要随班通过考试就行了。

学习物理就得做实验这是尽人皆知的,但当时西南联大的物理实验课就很特别,因为绝大部分仪器在内迁时都来不及搬运,就是抢运出来的一点仪器在路途上也损坏、丢失得所剩无几。没有办法,老师只好“画饼充饥”,把仅有的一点仪器当宝贝一样放到讲台上,或者挂在墙上让大家看,然后由老师做示范实验,学生只能看不能做。有一次老师把唯一的一个电压表挂在墙上让大学生看,李政道年轻好奇,忍不住走到墙边去“研究”了一番,结果把电压表弄坏了。

后来李政道回忆这件往事时,幽默地说:“看来我就只能专做理论物理研究了。”

李政道在西南联大时,结识了杨振宁。杨振宁比他大4岁,李政道进西南联大读书时,杨振宁已经毕业,在联大附中教数学。但由于他们都是吴大猷教授的得意门生,所以彼此还是比较熟悉的。

在西南联大求学时期,尽管条件极为恶劣,但学生和教师们在校训“刚毅坚卓”的鞭策下,在校歌“中兴业,需人杰。便一城三户,壮怀难折。多难殷忧兴国运,动心忍性希前哲。待驱除仇寇复神京,还燕碣”的呼唤下,一大批日后驰名中外的学者在这儿苦学成才。

造就人才的首要条件是老师。在西南联大求学的日子里,对李政道的影响最大,对李政道的成长也起了至关重要作用的,当然首推吴大猷教授。1966年,在吴大猷先生六十寿辰的盛会上,李政道手举酒杯深情地说:

是吴大猷先生当初把我带到美国,给了我这样的机会,没有这样的机会,我是不会有今天的!

这句话说得真是千真万确。

1945年抗战胜利后,当时的蒋介石觉得原子弹很重要,因此下令给军政部,让部长陈诚和副部长俞大维与西南联大物理系的吴大猷、化学系的曾昭抡和数学系的华罗庚商量制造原子弹的事,并告诉他们可以拨款10万美元。三位教授回答说,要想制造原子弹,首先得选派培养人才,因此建议先选派学生去美国学习。蒋介石接受了这个合理的建议。于是三位教授在数理化三个领域里各选择两个学生,组成“军政部科技考察组”一起到美国去考察。华罗庚选的是孙本旺和徐贤修,曾昭抡选的是唐敖庆和王瑞酰,吴大猷可以推荐学物理的学生。吴大猷教授的得意门生可不少,但杨振宁已去了美国,黄昆也去了美国。在身边的助教朱光亚当然是首荐学生,另一个让谁去呢?李政道当时还刚刚进大学三年级,按理说根本轮不上他。但吴大猷对李政道格外垂青,深知这个学生将来前途不可限量,因此他大力推荐李政道出国深造。

芝加哥大学获得博士学位和爱情

1946年7月,李政道和朱光亚、唐敖庆等随同华罗庚乘坐美国运兵船“将军号”到旧金山。没想到的困难出现了,到了美国以后才知道原子弹技术保密,根本没有什么地方可供学习。于是决定几个来美国学习的学生自行联系学校,各寻出路,各奔前程。原来给的经费可以给他们两年学习期间的学费,每年5000美元。找一个学校读研究生对其他五位不是困难,他们都有大学毕业证,大学研究生院接受没有问题。但是对只有大学二年级成绩单的李政道来说,想读研究生这无疑是一道坎。李政道在1986年写的《六十回忆》中这样写道:

1946年9月我来到美国。当时我只有两年大学本科的学历,但自己已觉得掌握了经典物理学,对量子力学亦有所了解,因此,对读研究院是很有信心的。可是在四十年代的美国,没有大学生本科的文凭,进研究院几乎不可能。

1946年7月李政道赴美国前的留影

后来来到美国的吴大猷教授虽多方联系,积极推荐,也都没有成功。李政道几处碰壁之后,自信而年轻的李政道并没有沮丧,而是以一种“不信邪”和“不成功不罢休”的心态,努力地继续争取。他听说,芝加哥大学可以破格录取没有大学本科文凭的学生进入研究院,但有一个条件:要读过校长哈钦斯(Robert M.Hutchins)指定的几十本西方名著,并且通过这方面的考试。李政道急忙赶到芝加哥大学,到招生办公室打听要读哪几十本西方名著。这不打听则已,一打听却让李政道大失所望,原来那些名著他大部分连书名都没有听过,如何能通过考试?

但李政道还不服输,他对办公室的人说:我是中国人,虽然没有读过很多西方名著,但中国名著却读过不少,什么《论语》呀,《孟子》呀,《道德经》呀……。而且,李政道很自信地说:这些中国名著的水平和哈钦斯校长指定的西方名著相当。办公室的人大约见李政道说得振振有辞,而且那一副自信的表情,使他们不得不相信这个20岁的年轻人的理由,就同意他进研究院“试读”两个月。李政道后来感慨万千地写道:

芝加哥大学招生办公室的负责人就让我先进芝大的研究院试读。两个月后,芝大物理系的系主任替我争取,这样,我就被正式录取为研究生。

进了芝加哥大学研究生院以后,他惊喜地发现,当时的芝加哥大学物理系的教师,真可谓群英荟萃、鸾翔凤集,许多一流物理学家到这儿任教,其中有钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar,1983年获得诺贝尔物理学奖)、费米、尤利(Harold Urey,1934年获得诺贝尔化学奖)、穆利肯(Robert.S.Mulliken,1966年获得诺贝尔化学奖)、玛利娅·迈耶(Maria.G.oeppert-Mayer,1963年获得诺贝尔物理学奖)都是诺贝尔奖获得者;还有“美国氢弹之父”特勒……;研究生中也是个个了得,其中至少有3位后来获得了诺贝尔奖(不包括李政道)。尤其是让他惊喜的是,他遇见了西南联大来的杨振宁。他乡遇故知,真是有说不完的话,道不完的情。

后来,李政道曾回忆说:

在芝加哥大学读书的日子里,Frank Yang(杨振宁)和我成为很亲密的朋友。杨极聪明,我们当时都很年轻,而且对各种问题充满好奇心。我们时常有不同的想法和观点,有时我们的讨论相当热烈。这也为我们的学生时代增添了许多内容。

李政道很快发现,芝加哥大学的教学风格和方法与西南联大的“截然不同”,在西南联大学生必须认真读完所开设的课程,老师严加督促,加上严格的考试,学生决不能马虎草率对待;而芝加哥大学虽然各系开设了许多课程供学生选择,而且都由著名教授主讲,但校方并不鼓励学生去多修课,更不会强求学生必须修什么课程,芝加哥大学物理系更强调和鼓励的是从事创造性研究,特别重视对优秀生的因材施教。李政道经过认真考虑,选修了特勒的量子力学、扎查里孙(Zacharison)的电磁学,后来又选了玛利娅·迈耶的统计力学。开始他还担心因为选课而“泄露自己不是‘出类拔萃’学生的秘密”,但到课堂上一看,好多同学也选了同样的课,这才放下心来。

芝加哥大学十分重视学术讨论,每周都要举行有各系教授、教师和学生参加的学术讨论会,讨论内容十分广泛,内容倒并不一定很深。这样的讨论,非常有利于同行之间的交流和不同专业的相互促进。由于有费米、特勒和尤利这样的大师参加,所以讨论总会气氛活跃,争论迭起。

李政道的实力很快显露出来,不但很快成了正式的研究生,而且在1947年春入校不到一年的时间里,他就被选为芝加哥大学的特别访问生(Visiting Fellow),获得新设立的一项奖学金“大学奖学金”(University Scholarship),这项奖学金每年只有两个名额,可以获得为期三年的5000美元。有了国民政府的补贴,加上这项奖学金,李政道在芝加哥大学攻读博士期间,经济上应该是比较富裕的。正是因为比较富裕,1947年夏天,李政道就买了一辆二手车,与杨振宁和凌宁到美国西部旅游。他们还在这辆车前拍了一张合影照片。从照片上来看,李政道长得比较胖,因此大家给他取了一个外号“小胖子”。

费米也很快注意到这个从中国来的年轻人,让他参加每周两个晚间举办的特别讲座。对于意大利来的费米,李政道更是格外钦佩。

费米不但在科学研究上做出巨大贡献,被人们誉为一代科学泰斗,而且作为一名教师,他也深受学生们敬重和喜爱。他给学生们上课、辅导、做实验,都极认真负责,从不马虎了事。跟着他当研究生,就会很快领会如何学习和研究物理。费米有一个习惯,到午餐时他就把研究生聚到一间小厅里,边吃边谈。天南海北,天上地下,从古到今,想到哪就聊到哪儿。在这些闲聊中,费米会从各种轶事趣闻中,引出一些重要的、一般书本上没有的见解和观点,其中有的与科学研究有关,有的与如何做人和做教师有关。

做博士论文期间的李政道

在这种愉快、自由、民主、紧张的学术环境里,李政道成长得很快。费米也很快发现李政道的才干,于是邀请他参加费米晚间开设的课。一般说来,研究生要受到邀请才能参加这样特设的课,被看中的研究生当然是十分优秀的。

1948年春天,李政道经过两年半的努力,通过了博士资格的考试,并且有幸在费米的指导下做博士论文。从此,他们之间的关系就更加亲密。当时费米正好对宇宙射线的起源、原子核的形成很感兴趣,因此他先是指导李政道研究核物理,后来又让他转入天体物理。费米指导博士生有一个了不起的办法:他常常让李政道思考某一个问题,查阅有关文献,然后让他向同事们作一次演讲。他很客气地说:这样可以让他较快地了解这个课题。对于李政道来说,这种小范围的演讲无疑是一个很好的鼓励,在演讲后也有一些成就感。后来李政道说:“很久以后,我发觉这是指导学生独立工作的绝技。”李政道还深有感受地写道:

费米注重培养学生自力更生精神,对问题要有独到见解。他的学生必须能够证明或推导所用的一切公式。记得有一次,我和他讨论太阳的内部结构,有关辐射传递的一组微分方程,其解答十分复杂。由于这并不是我研究的课题,我不想花太多的时间去做繁复的验证,于是我就引用了著名文献上的结果,而费米却认为一个人绝对不能接受自己没有验证过的别人的计算结果。

费米的这种严谨的作风,使李政道有“刻骨铭心”的感受。

1949年底,在费米指导下,李政道完成了关于天体物理学的博士论文《白矮星的含氢量和能量产生的机制》,并因此于1950年6月获得了芝加哥大学博士学位。李政道在《回忆费米》一文里谈到他为什么选择这个题目做博士论文的故事。那是在一次例会上,李政道向费米提到美国物理学家罗伯特·马沙克(Robert E.Marshak)在汉斯·贝特(Hans Bethe,1967年获得诺贝尔物理学奖)的建议下,得到一个有关白矮星研究的结果。他们认为白矮星含氢量十分丰富(称为富氢),并得出白矮星的导电率很高,其内部温度很低,而且根据他们得到的一个解可以推出,白矮星的临界质量是5.75(代表太阳的质量),与印度裔美国物理学家钱德拉塞卡多年前计算的结果相一致,也与当时恒星演化概念符合。

费米听了李政道的介绍以后就开始与李政道讨论马沙克的结论。费米到底不愧是大师级人物,他敏捷的思考能力很快使他提出一个关键性问题:

“马沙克有没有谈到他的解是不是稳定的?”

“没有。”

费米立即建议李政道研究这个问题。经李政道研究的结果,他证明马沙克的解是不稳定的,钱德拉塞卡极限(Chandrasekhar limit)不是5.75,而是1.44

因为这一结果,他的博士论文被认为“有特殊见解和成就”,列为当年的第一名,还获得了1000美元的奖励。那时的1000美元可不是一个小数目。在授予李政道博士学位时,校长还特别指出:“这位青年学者的成就,证明人类高度智慧的层面中,东方人和西方人具有完全相同的创造能力。”

从上大学到获得美国名牌大学的博士学位,李政道只用了7年时间,这也可以说是一个不小的奇迹吧!而且在这7年时间里,李政道还得转换生活习惯、适应语言环境,这要付出多大的代价啊!

就在获得博士学位期间,李政道还意外获得爱情,找到了他的终生伴侣。那是1947年的圣诞节前夕,因为李政道有车,接送任务总是少不了他。这一次到火车站接的是两个中国女学生,其中一个是哈维尔圣玛丽学院(Saint Marry College)家政系的学生秦惠。说起来他们两人还真是有一些缘分,因为秦惠的姐夫胡幼复先生曾经与李政道的父亲合办过“飞马油漆厂”,而且非常成功。

人们常常说“一见钟情”,生活中的的确确有这样的事。李政道在火车站一见到秦惠的时候,一种特殊的情感拨动了他的心绪,使他心理发生了微妙的变化。后来几天,李政道非常热情地带她到各处游玩、看电影。

李政道原来对自己的打算是25岁以后再谈恋爱,30岁再结婚,此前将一心专注于物理学研究。他本是一位性格坚强的人,但是万万没有想到的是他看见秦惠的一刹那,他的决心就彻底动摇。他内心有一种声音在告诉他:这位东方女学生美丽而又端庄、热情而又稳重,这正是他心目中的女性;机不可失,时不再来,此时不抓住机会,将会后悔一生!这正如《诗经·郑风·野有蔓草》中所说:“有美一人,清扬婉兮,邂逅相遇,适我愿兮。”

圣诞过后秦惠回到哈维尔,这时李政道像热锅上的蚂蚁,怎么也安不下心来,颇有“寤寐思服”,“辗转反侧”之慨。1948年初,李政道决定给秦惠写了一封表示爱慕的信。

再说秦惠。她也是上海人,在上海一所教会中学念书,1947年中学毕业以后到美国留学,至今也有一年半了。现在突然见到英俊而且学业很好的李政道,加上他那么热情地招待,陪她们游玩、看电影、吃饭……她不可能不心动。但是毕竟只有一面之缘,而且姑娘总会比男孩子更加心细,她总不能这么快就决定自己一生的大事。收到李政道的信以后,过了一个多月她才回信给李政道。

这边的李政道等待秦惠的回信,真可谓是“热锅上的蚂蚁”,心情烦躁得不得了。他还因为别人老是叫他“小胖子”而担心秦惠看不上他的相貌,居然开始减肥!减肥和思念居然让李政道明显地瘦了许多。这一下倒引起了导师费米的关注,他悄悄地问杨振宁:“弗兰克,TD[1]近来瘦了很多,注意力也不像以前那样集中,他是不是经济上遇到了什么困难?”

费米当年追求女友时,可不像东方男孩子这样胆小,所以他不会懂得这个总是乐呵呵的李政道为什么会瘦下来。不过当费米开始注意到李政道发生一些不可思议的变化时,李政道已经接到秦惠的信,虽然在信里没有明确的答应什么,可是她邀请李政道参加圣玛丽学院五月份举办的盛大舞会!在李政道看来这是一个绝好的信号!但是他又有一些发愁:他不会跳舞啊!以前只知道努力念书,哪有时间去学会什么跳舞啊!不过这倒难不住李政道,他立马到一个舞蹈训练班报名,开始极其认真地学习跳舞。为了尽快见效,他像原来投入精力学习一样,训练班的六门课程他都同时参加,而且一点也不觉得累。很快他的舞技进步很快,参加盛大舞会也不会怯场。而且他的减肥也非常成功,如果看他当年的照片,就可以看出那时李政道真可以说是身材“苗条”。

舞会过后,他们的交往开始增多。1948年夏天李政道邀请秦惠到美国西部旅游。李政道有车,这是自驾旅游的基本条件。他还购买了野外住宿用的帐篷、吊床、毯子,食品那就不用说,准备得非常充分。旅游结束后,李政道和秦惠的感情开始质变,彼此已经有了深深的情意。

1949年11月,秦惠因为阑尾炎住院,李政道立即赶往哈维尔,到医院里尽心伺候秦惠。一个月病愈出院时,他们之间的感情已经上升到谈婚论嫁的地步。他们决定在1950年结婚,恰好这年李政道获得博士学位,秦惠大学毕业。

1950年6月,李政道拿到博士学位后,这对美好的情侣终成眷属。婚后他们去威斯康星州的山谷里度蜜月。这年李政道24岁。秦惠原来还想攻读硕士学位,但因为看到李政道的才华非同一般,是可能成就大事业的人,于是她主动放弃了自己的学业,挑起照顾李政道生活和抚养孩子的重担。

李杨卓有成效的合作

1950年李政道获得博士学位以后,费米把他推荐给钱德拉塞卡教授。我们知道,钱德拉塞卡早在伦敦剑桥大学期间,已经对白矮星(white dwarf)有卓有成绩的研究。在1937年到美国来之前,钱德拉塞卡在英国剑桥大学任教,到美国来以后,一直在芝加哥大学叶凯士天文台(Yerkes Observatory)工作;1944年,他被提升为教授。李政道在叶凯士天文台做了8个月的副研究员以后,发现与钱德拉塞卡一起工作很不愉快。据美国物理学家瓦利(Kameshwar C.Wali)说,钱德拉塞卡脾气很大,因此他的学生或者下属都怕与他多接触,哪怕要绕较远的路也尽量不经过他的办公室门口。[2]而且李政道喜欢提出各种各样的问题,对自己不明白的问题也绝不放过,非要问个一清二楚才行。这种追根究底的风格费米喜欢,但是钱德拉塞卡却不喜欢学生打破沙锅问到底。因此李政道决定离开这个天文站,到加利福尼亚大学伯克利分校物理系担任助教。1951年春,加州大学决定晋升李政道为讲师,但是有一个条件是要做“忠诚宣誓”。李政道认为这是一种不能忍受的歧视,就坚决地拒绝了这一职位。后来在杨振宁的帮助下,来到普林斯顿高级研究所工作。杨振宁回忆说:

1951年秋天,李政道来到了研究院,他和我在芝加哥是亲密的朋友。他在芝加哥得到博士学位后在伯克利待了一年,在那儿他不愉快,所以我建议奥本海默,研究院的院长,邀请他来研究院当博士后研究员。

李政道来到普林斯顿,应该说是他生命旅程中很重要的一件事,此后他的科学研究事业顺利地驶上了快车道。对他和杨振宁都有意义的是,他们很快就恢复了在芝加哥大学已有的合作。杨振宁回忆说:“1951年秋,李政道来到高等研究院,我们恢复了彼此之间的合作。”合作的成果是他们共同发表了两篇统计物理学方面的论文。此后著名的“李-杨单位圆”(Lee-Yang unit circle)就是在那时候证明的。这个定理也被称为“李-杨定理”(Lee-Yang theorem)。杨振宁认为这是他在统计力学中第二个有价值的工作。他们的这一工作,引起了爱因斯坦(Albert Einstein,1921年获得诺贝尔物理学奖)的注意,爱因斯坦自1933年到普林斯顿高级研究所任职以来,一直在这座“象牙之塔”里工作,从未离开过。1952年的一天,爱因斯坦突然派他的助手考夫曼(Brunia Kauffman)来找他们两人。李政道对此有比较清晰的回忆,他写道:

在高等研究所里的伟大人物中,爱因斯坦超越所有其他的人。年轻人看到他都敬畏有加,他经常和哥德尔一起走着去办公室。我们所有的人都过分胆怯而不敢与他谈话。1952年的一天,爱因斯坦让他的助理考夫曼来问,他想与杨振宁与我谈一谈,不知是否可以。我们立刻回答说:“当然可以啦!”我本想把我的那一本《相对论的意义》请爱因斯坦签名,但是我却没有这样做。我一直为此感到遗憾之至。

我们到了爱因斯坦的办公室。他说他读了我们的两篇关于统计力学的论文,给他留下了很深刻的印象。他首先问起我们关于巨正则系综(grand canonical ensemble)的基础。显然他对于这一方法并不完全熟悉。这使得我十分吃惊,因为我一直认为,这整个方法都是为了推导玻色-爱因斯坦凝聚而发明的。随后他的问题转向格点气体的物理适用性以及配分函数解的分布的细节。我们的回答让他十分高兴。整个的谈话涉及的范围十分广泛,而且谈了很长的时间。最后他站起来,和我们握手并且说:“祝你们未来在物理学中获得成功(Wish you future success in physics)。”我记得他的手较其他人大而且温暖。总而言之,这是一件非常难忘的事。

1953年,李政道转到哥伦比亚大学任教。

1954年,李政道发表论文《重正化场论中的某些事例》,文中提出了一个假想的量子场论的模型,这个模型被称为“李模型”(Lee Model)。这个模型是量子场论中少有的能完全解出的模型之一,因而深受重视,量子力学的奠基者泡利(W.Pauli)和海森伯(W.Heisenberg,1932年获得诺贝尔物理学奖)都曾对这个模型作过深入的研究。我们知道,泡利和海森伯均因为对量子力学作过重要贡献,获得过诺贝尔物理学奖。

1956年,年仅30岁的李政道晋升为教授,成为哥伦比亚大学200年来最年轻的教授。

李政道到了哥伦比亚大学以后,因为这所大学与普林斯顿相距不远,加上他与杨振宁已有的有成效的合作,因此两人建立了互访制度:杨振宁每周去李政道所在的哥伦比亚大学一次,李政道则每周到杨振宁所在的普林斯顿高级研究院(或布鲁克海文实验室)[3]去一次。这种科学史上罕见的互访持续了六年时间。杨振宁在回忆中高度评价了他们两人的合作:

这是一种非常富有成果的合作,比我同其他人的合作更深入广泛。这些年里,我们彼此相互了解得如此之深,以致看来甚至能知道对方在想些什么。但是,在气质、感受和趣味等方面,我们又很不相同,这些差异对我们的合作有所裨益。

从1955年到1962年,他们两人合作写了32篇论文,包括使他们两人荣获诺贝尔物理奖的文章。这种合作,尤其是成效如此卓越,在科学史上极为罕见,也许我们再也找不到一个能与之相比较的例子。这种合作肯定会引起周围人们的关注。奥本海默院长就多次向同事们说,他最喜欢看到的景象,就是杨振宁和李政道在普林斯顿草地上边走边讨论问题的情景。后来,很多科学家都多次提到奥本海默的这一喜好。许多认识他们两人的物理学家,都十分羡慕他们的合作和友谊,认为非常美妙而且了不起。

李政道和杨振宁正在讨论问题。

物理学家伯恩斯坦(Jeremy Bernstein)与杨振宁、李政道两人都十分熟悉,他曾描述两人的合作时写道:

他们两个人都能说中文和英文,但在讨论物理问题的时候,几乎完全是用中文,因此旁听者只能够偶尔猜测一些听起来熟悉的物理学名词,这是他们一时无法找到与中文对应的名词的时候,常常夹在中文谈话中的。有时,人们可以听到好像是“哦,现在我了解了”这样的英文短句。

一个物理学家的办公室如果靠近他们两人在普林斯顿或布鲁克海文办公室,几乎不可能不听到他们的声音。他们讨论任何物理问题,都兴致昂扬,而且常常用极大的嗓门。他们两人对于进行彼此间的计算竞赛,有着极大的乐趣。由于他们的思考都非常敏锐,因此观看或聆听他们工作的进展,就会既兴奋又令人感到疲惫。

在布鲁克海文实验室还发生过一件有趣的故事。有一次,他们两人还在扯开嗓门争论什么的时候,喜欢开玩笑的费曼刚好经过他们办公室门口,于是费曼走进办公室,用比他们两人更大的嗓门讲起话来。他们一时没想到费曼是在捉弄他们,于是李政道习惯地用更大的嗓门讲话。这时杨振宁注意到费曼是在开玩笑,也是提请他们注意,于是他笑了一下,开始降低声调。

正是在这种卓有成效和美妙的合作中,迎来了他们两人光辉的时刻。1957年他们双双荣获诺贝尔物理学奖。

双双登上诺贝尔奖颁奖台

一个石破天惊的伟大理论提出后,仅一年多一点时间就荣获诺贝尔奖,这在诺贝尔奖授奖历史上是一件空前的新闻!难怪费曼说杨李获诺贝尔奖“是最快的诺贝尔奖”了。比利时物理学家罗森菲尔德(Leon Rosenfeld)说:“瑞典科学院如此迅速地将诺贝尔奖发给弱相互作用中宇称不守恒的发现者,充分表达了委员们对这一发现的重要性有一致的共识。所有认识这两位年轻的诺贝尔奖获得者的人,为他们的人格魅力所倾倒的程度,丝毫不亚于他们的多才多艺和深刻的思维给人们留下的印象。”

李政道接受诺贝尔奖的光辉时刻

李政道在获奖时只有31岁,是诺贝尔奖获得者中第二个最年轻的获奖者。他们在获奖的时候都持中国护照,所以他们的获奖是中国科学家首次获得诺贝尔奖,因此这也是中华民族的光荣和骄傲!

1957年12月11日,杨振宁在作了题为《物理学中的宇称守恒及其他对称定律》的演讲后,李政道作了《弱相互作用与宇称不守恒》的演讲。

这天晚上6点30分,按惯例在被称为“兰厅”的市政厅举行盛大的宴会和舞会。宴会开始后,李政道和杨振宁和其他获奖者分别向大会致谢词。但是讲话的顺序与领奖时刚好相反,因此李政道是倒数第二个讲话。

李政道先用中文讲了几句风趣的话:

关于现代物理学基本观念的修正,使我和杨振宁博士在哥伦比亚大学附近的中国餐馆里用膳前经常讨论而获得的结论,今天终于能公之于世并得到各位的承认。

接着他用英文简短致词:

一个科学上的成就是许多在同一或相关领域中的研究者积累的结果。没有过去的经验,没有现在的激励,就不会产生我们今天的观念和知识;没有将来的实验,我们今天的观念和知识也不能进化。虽然这许多因素构成了任何进步的整体,人们往往只记得最后光辉的收获而忘记了其中辛勤的耕耘。在今天隆重的典礼上,我格外感受到,有了许多伟大的物理学家,他们为人类对自然的了解做出了很大的贡献,但还没有像我们今天这样被授予如此的荣誉。

按照惯例,这天晚上在瑞典几所大学生主办的营火晚会上,应该有一位获奖人对大学生们讲话。大学生们决定请李政道参加他们的晚会,因为李政道那年才31岁,与大学生的年龄比较接近。

李政道事先并不知道这件事,通知他的时候也没有告知他一定要讲什么。幸亏李政道有足够的机智来对付这群热情好奇和求知欲旺盛的大学生。他向瑞典的大学生讲起了孙悟空的故事:

我想给你们讲一个小故事,是取自中国的小说《西游记》。讲的是一只猴子。这只猴子与其他猴子不同,是从石头里生出来的,因此他非常非常聪明。他自己又碰巧对此也很清楚。于是整个故事就这样开始了。他雄心勃勃,自命不凡。开始他想当猴王。这一点他很容易就做到了。但是很快他就厌倦当猴子,甚至连猴王也不愿当了。现在他想当人了。经过年复一年地学人的习性,他穿得像人,说话像人,甚至连他的外表都和人一样了。但是,他仍然不满足。现在他想学着当神仙了。他到了神山,经过了几百年又几百年的刻苦学习和研究,他学会了做神仙。事实上他学到了很大的魔法。譬如,他能一跳就是十万八千里。于是他要跳到天堂上去,而他只半跳就到了天堂。他要在那里当神仙。玉皇大帝开始不答应,但是这只猴子坚持不退让,玉皇大帝让步,封他当一个神仙,封号是“齐天大圣”。然而,这只猴子仍然不满意。这一次他不光想当神仙,还要当玉皇大帝。玉皇大帝没有办法,只好与猴子打仗,真打了。可是这只猴子把整个天兵都打败了。玉皇大帝的最后一着,只好向如来佛求救。如来佛来了。他告诉这猴子,要想当玉皇大帝,就要有一定的资格。如来佛张开他的手,对猴子说:“假如你要当玉皇大帝,你就要能跳进我的手掌,然后再跳出去”。猴子看着如来佛,他有大约30米高,心想,“我一跳就是十万八千里,看来我很容易就可以当上玉皇大帝了。”于是他就跳进了如来佛的手掌,然后跳了一大跳想跳出手掌。为了保险,他跳了又跳。在跳了百万又百万年之后,这猴子觉得有点累了。最后他跳到一个地方,有五根巨大粉红色的柱子。他想这可能就是宇宙的边界了,柱子说明宇宙大小有限。他感到非常高兴,就在中间那根柱子上涂写:“齐天大圣到此一游。”他非常轻松,非常愉快,开始往回跳。跳了很长时间,他回到了开始跳的地方,于是他自豪地要求当玉皇大帝。这时如来佛用他的另一只手把这猴子提起来指着那只张开的手掌,指给他看,在它中指根部,有猴子写的几个非常细小的字:“齐天大圣到此一游。”此后,在中国就有一个说法:“纵有千头六臂,也跳不出如来佛的手心。”

我们研究知识,可能会做出很大的进展。但是我们要记住:即使到了如来佛手指根部,我们离绝对真理还是非常远的。

李政道风趣而又奇妙的神话故事,赢得了瑞典大学生们的欢迎,他们用热情的掌声和欢呼声向这位比他们大不了几岁的诺贝尔奖得主致敬。

12月13日还有一个有趣的节日。我们先看获得1994年诺贝尔化学奖的美国化学家奥拉(George A.Olah)在他的自传《阳台上的化学家》里对这个节日的叙述:“还有另一件事值得一记。在瑞典,12月10日是诺贝尔日,12月13日是圣露西亚节(St.Lucia’s day)。清晨我们(夫妇)让敲门声唤醒,门外是一群身穿白衣、手拿蜡烛、口里唱着圣歌的女孩,送来一份纪念圣露西亚节的传统早餐。那真是让人难忘的动人清晨。”[4]

这个有趣的传统节日的活动,很少被获奖者们提及,能够看到当场照片的更是少见。露西亚在瑞典传统故事里是“光明之神”,12月13日被认为是黑夜终于过去,光明已经来到,因此露西亚将于这一天凌晨到各家各户唤醒居民,告诉他们光明来到了人间。也许获奖者知道有这么一个故事,但是每一位获奖者在12月13日凌晨6点被一群姑娘破门而入并被唤醒时,多半还是会大吃一惊。这时他们都还是穿着睡衣没有起床呢!

李政道夫妇这天早晨6点也还没有起床,就被一群闯入客房的姑娘唤醒,并给他们夫妇送来纪念圣露西亚节传统的早餐。幸运的是那天早晨的情形留下一张宝贵的照片。从照片上看来,李政道似乎有一点尴尬,但也觉得很有趣,毕竟他只有31岁,这还是很好奇的年龄。但是照片上的情景与奥拉的叙述有一些不同,蜡烛不是手拿着的,而是插在最前面一位姑娘的头上;床头小柜上放的似乎是早餐。

毛泽东求问对称性

杨振宁教授在一次演讲中,说到中国知识分子的优良品质时说:

“中国知识分子对社会的关心,中国知识分子忧国忧民的想法,中国知识分子‘先天下之忧而忧’的心情,是中国传统里一个良好的部分。唐代李商隐的一首诗中的名句‘春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干’,常用来描述中国知识分子对国家前途的关切心情。”

李政道教授正是一位关心祖国前途命运,为振兴中华而殚精竭虑的优秀的爱国科学家。

1972年9月,李政道偕夫人秦惠女士踏上了归国旅程,回到了阔别26年的故土。周恩来总理专门设宴招待他们夫妇,并当场盛赞李政道是“李精于学”。

1974年再次归国时,李政道的心情十分沉重。在《与毛泽东主席谈对称性》一文中,李政道写道:

那是1974年5月30日,中国仍然处在“文化大革命”的动乱之中,“四人帮”还居于权力的鼎盛时期。我十分沮丧地看到,在这个文明古国里,教育几乎完全中断了。在极度苦闷之中,我多么希望能找到改善这种状况的办法,哪怕只能改变一点点也是好的。

这种“极度苦闷”的心情,几乎伴他度过整个归国访问过程,但他对此又毫无办法。在他准备离开中国回到美国的前一天清晨,出现了一线转机。5月30日清晨6点钟的光景,李政道住在北京饭店的房间里的电话突然响起来了。在电话里有关方面通知他,毛泽东主席想一小时后在中南海接见他。李政道在惊讶之余,决定利用这个难得的机会向毛泽东主席“进言”。

李政道按时走进了毛泽东那闻名世界的大书房。毛泽东主席坐下后,向李政道问道:我想请你谈谈,为什么对称性那么重要?

李政道听见毛泽东主席劈面第一问竟然是物理学中的对称性问题,不禁大为惊奇。对称性在物理学中,就是一种变换中的不变性,是一种守恒性。20世纪物理学最伟大的进步就是弄清楚了对称性的本质和重要性。李政道在一篇名为《对称性与非对称性》的文章中曾指出:

1974年5月30日,毛泽东会见李政道。

在我们对自然规律进行理论分析时,对称性原理已经成为一个强有力的工具。……在任何理智的追求中,对称性原理所具有的深刻的普遍性和美学价值的简单性,只有很少几个原理可以与之媲美。

但毛泽东主席为什么对这个物理学中至关重要的原理感兴趣呢?李政道开始有点不大清楚,在进一步交谈中,他才明白毛泽东主席的想法了。他写道:

在中文里,对称的含义几乎完全相同。这样,在本质上它是一个静态的概念。但毛主席认为,整个人类社会的进化,应植根于动态的变革。是动态,而不是静态,才是唯一重要的因素。毛主席强烈地感到,自然界也应该是唯一地由动态来描述的。所以,他对于对称性在物理学里占有那么重要的地位,感到十分不解。

李政道知道毛主席对对称性的了解存在片面性,于是用一支铅笔在斜放着的纸上滚动为例,向毛泽东主席说:“铅笔在运动中的确没有一刻静止,但在整个动态过程中却具有一种对称性。对称这个概念绝不只意味着静态;比起通常的解释,它有更广泛得多的含义。”

毛泽东主席很欣赏李政道的简单的演示,他还进一步问到物理学中其他一些问题。他还为自己一直没有时间学习更多的科学知识,表示十分遗憾,但他记得当他年轻时,读过一套汤姆逊(J.A.Author Thomson)的科学著作。

李政道见与毛泽东主席谈得很高兴,便乘机提出了“一个小小的建议”:

我希望至少对于一些特别优秀的学生来说,教育应该维持、继续和加强。

李政道的建议被毛泽东采纳了。后来,由于周恩来的大力支持,“少年班”建立起来了,这使得一些非常聪明的十三四岁的学生能到大学接受一种特别设计的教育。开始只有中国科技大学办了少年班,后来由于办得比较成功,中国许多其他大学也办了少年班。

5月31日,李政道乘飞机离开北京前,在机场他收到毛主席送给他的礼物:一套1922年出版的J.A.汤姆逊的四卷本著作《科学纲要》。多年以后,李政道回忆这次与毛泽东主席谈话时感叹地说:“在‘文化大革命’造成的巨大混沌中,这次会见只不过给它带来了一点点有序。”

春蚕到死丝方尽

“文化大革命”结束后,神州大地唤回了科学的春天,李政道内心真是充满了喜悦,他决心在这样大好的形势下,帮助中国科学界迅速摆脱由于多年封闭所带来的严重落后状态。1979年以后,他几乎每年都要回国讲学、访问,有时还一年回来几次。

1981年和1983年,他先后将父亲、母亲的骨灰护送到故乡苏州市的灵岩山麓安葬。

李政道每次回国,总是毫无保留地向中国同行们介绍他近年来研究的,但还没有来得及发表的新成果,他那种迫切希望中国科学事业尽快发展的赤子之心,让每一位听他演讲的人,无不为之动容。

有一次,在北京科技大学研究生院讲课,他每天坚持讲3小时,连续7周一共讲授了110学时。在美国,他通常每一年只讲28到30个学时。每天他凌晨3时起床,直到上午11时全用来备课,中午午餐,他与当年他的导师费米一样,到食堂与研究生一同就餐,顺便听取大学的意见。有人提醒他注意身体健康,他说:

每天三四点钟起床工作,这对我来说,已变成一种生活方式,成了下意识的事情,所以我觉得没有什么,不以为奇,更不以为苦。

为了尽快使中国的科学人才成长起来,他在1979年说服美国哥伦比亚大学当局同意,招收中国大陆5名博士生,由哥伦比亚大学每年提供2万美金资助,到他们毕业为止。结果这5名博士生的优异成绩,让哥伦比亚大学学校当局大为震惊。

这次小规模试验成功以后,李政道又设法将美国、加拿大一些名牌大学物理系研究院(约70个左右)联合起来,共同出一组考试题目,招收中国的学生,合格者送到上述各大学研究生院攻读博士学位。这就是有名的“柯斯比亚”(CUSPEA)。到1986年为止,通过这一渠道,中国已向美国和加拿大派出了700多名研究生。

在这一项工作中,李政道亲自打电话同各方面联系,甚至给国内学生家长打长途电话叮嘱一些细节。这些繁琐而又大量的工作,不仅占用了他三分之一的研究时间,而且还花费了他不少钱。当中国有关部门要付给他一些报酬时,他坚决不收。他说:“国内送来的孩子,我有责任负责到底,这只是我的一点心意。”

李政道的一片苦心没有白费。这几百位留学生没有辜负李政道教授的期望,他们绝大部分都在各自的领域里取得了优秀的成绩。李政道教授对此感到分外欣慰。他常常高兴地对人说:

“在哥伦比亚大学物理系,前4名几乎都是我办的CUSPEA的中国学生。其他如哈佛、普林斯顿、耶鲁等名牌大学,情况也都是这样。因此,今后20年的科技领域里将大部分都是华人,这是没有问题的。”

还有更令人高兴的成就让李政道教授欣慰。由他倡导建立和具体指导的北京正负电子对撞机(BEPC),在1992年2月对τ粒子质量做出了新的测定,这是当时世界粒子物理学领域里最重要的成果。李政道教授高兴地宣称:“与同样能量区域的其他正负电子对撞机(如美国的SPEAR和德国的DORIS)相比,北京正负电子对撞机是世界第一!”

李政道教授还骄傲地说:“现在有40多位美国科学家先后到北京在BEPC上做实验。……特别值得指出的是,整个BEPC都是祖国的科学家在祖国的土地上自己建造的。”


[1] 弗兰克和TD是当时人们对杨振宁和李政道亲切的称呼。

[2] 参见《孤独的科学之路:钱德拉塞卡传》,瓦利著,何妙福、傅承启译,上海科技教育出版社,2006,267页。

[3] 1953年夏,杨振宁到布鲁克海文实验室工作了约一年时间。

[4] 《阳台上的化学家》,奥拉著,田静如译,台湾,天下远见出版有限股份公司,2005,233页。