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耀眼的物理系:杨振宁在西南联大

来源:意昂2  更新时间:2024-05-17 16:06:53


正如青年时期一位好友所形容的耀眼杨振,杨振宁是理系一位显得最正常不过的天才。数理人文、宁西南联人际交往、耀眼杨振家庭关系、理系命运选择,宁西南联杨振宁都显示出一种得心应手的耀眼杨振平衡感。而他在物理学上的理系创造性,使他又成为国际上深有影响力的宁西南联科学家之一。

追求学术独立的耀眼杨振目标

杨振宁原本报考的是化学系。阅卷时,理系吴有训(时任西南联大理学院院长)发现杨振宁更适合学物理,宁西南联便叫了杨振宁过来,耀眼杨振向他讲述了物理学对促进人类科技发展的理系重大作用,引导他转到物理系。宁西南联

吴有训出生于 1897 年,代表着中国本土接受现代科学教育的第一代中国大学生。1921 年吴有训考取江西省公费留学生,进入芝加哥大学学习。师从阿瑟·霍利·康普顿。康普顿是芝加哥大学冶金实验室主任,1942 年与费米等人协作建立起人类第一台核反应堆。1927 年,康普顿获得诺贝尔物理学奖。晚年康普顿曾感慨吴有训是他平生“最得意的两名学生之一”。他的另一位得意门生是阿尔瓦莱兹,于 1968 年获得诺贝尔物理学奖。

1926 年,吴有训选择回国。吴有训回国任教是带着追求学术独立的目标的。所谓学术独立,简言之,可说是对于某一学科,不但能造就一般需要的专门学生,且能对该科领域之一部或数部,成就有意义的研究,结果为国际同行所公认,该一学科,称为独立。

这代表着这一时期回国人才的教育初衷。即使在昆明的困难岁月里,这批物理学家也在想方设法维持研究者的精神状态,为战后研究工作所需训练人才。战争使最精英的物理系人才相聚在西南联大。物理系虽然比较小,只有约 10 位教员、10 位助教,阵容却是不容小觑的。除了吴有训、吴大猷之外,系里还有饶毓泰、叶企孙、周培源、王竹溪等人。系主任是饶毓泰,1922年他在普林斯顿大学取得博士学位后回国,在南开大学创办了物理系。周培源是加州理工学院毕业的第一名中国博士生。

在西南联大,他们想方设法将最前沿的物理知识传授给学生们。这使得他们的学生,即使到了国外,也能够以最快的速度与前沿接轨,甚至在众多优秀的学生里表现突出。

对杨振宁影响最大的老师

杨振宁在《杨振宁传》中回忆,这些老师里对自己影响最大的是吴大猷和王竹溪。吴大猷 1933 年毕业于密歇根大学物理系。杨振宁记得,他在大学四年级念了吴大猷的《论物理》这门课。这门课讲的是 19 世纪发展出来的物理学的一个重要理论方向,影响到 20 世纪量子力学的发展,而量子力学的发展又影响到所有以后一切物理学的发展,包括今天应用物理学的发展,比如半导体、计算机等。

每到下课以后,许多学生总是围着吴大猷讨论问题。“我记得最清楚的一幕,就是在西南联大西北角的一个校门外边,有一条很长的轻便的铁路,他和我们就站在那个校门外,在铁路旁边讨论物理。然后到很晚了,他看了表觉得实在是非走不可了,我们就看着他顺着铁路走,要走大概一两公里的样子才能到马车站。”杨振宁在回忆老师时说。

杨振宁的学士论文是跟吴大猷写的。1941 年秋天杨振宁去找吴大猷,对方答应收他为学生,给了他一本《现代物理评论》,让他研究其中一篇文章。这篇文章讨论的是分子光谱学和群论的关系。杨振宁把这篇文章拿回家给父亲看。杨武之虽不是念物理的,却很了解群论。他拿出导师狄克逊的《近代代数理论》给杨振宁。这本书简明扼要,很符合杨振宁的口味,“我非常幸运,吴先生把我带到这个领域,因为对称性是后来整个 20 世纪后半叶的物理学发展的一个最重要支柱,我能够在那么早的时候走进这个领域,实在是非常幸运”。

王竹溪则是将杨振宁引入了统计力学领域。王竹溪出生于 1911 年,在当时联大的教授群中,是属于年纪较轻的一位,既爱好物理,又具有数学计算的特殊才能。王竹溪1933 年进入英国剑桥大学物理系攻读博士学位,回国后,王竹溪在联大开设统计物理、热力学、量子力学等课。杨振宁的硕士论文是跟着王竹溪做的,他因此进入统计力学的领域,这也是 20 世纪物理学后半段最重要的新领域之一。

科学研究有“风格”

也是在西南联大,杨振宁开始掌握住一些杰出物理学家的风格。他曾在成名之后回忆,科学研究有“风格”的重要性:“也许有人会说,科学就是科学,科学讲的是事实,跟文学、艺术、音乐不一样,事实有什么风格?物理学所要研究的是自然界的一些物理现象和规律,把这个规律掌握住,就会发现它有很多美的地方、妙的地方。每一个人对于不同的美和妙的地方,会有不同的感受。同一个美的东西,不同的物理学工作者感受是不一样的。通过每一个人不同的感受,他对于一些现象、理论、结构就有偏好。通过这些偏好,他就发展出了他的风格。这个风格影响到他将来做研究工作取题目的方向,影响到他将来研究问题的方法。所以,风格有决定性的作用。如果你去看一些重要的物理学家的论著,就会发现他们的风格是很不一样的,他们之间文章的差别跟不同文学家文章的差别是一样的大。一个年轻人达到了他自己能够掌握住风格,了解到自己所使用的风格,这就是他在研究工作发展中成熟了的表现。”

杨振宁在《读书教学四十年》一书中回忆说,在西南联大的七年里,尤其是后来两年念研究院的时候,自己渐渐地能欣赏一些物理学家的研究风格。他当时最佩服、直到今天依然最佩服的近代物理学家有三个人:爱因斯坦、费米、狄拉克。“这三个人的风格是不一样的,不过他们有一个共同点,就是能够在非常复杂的物理现象里,抓住了精神。”

王珊 苗千 著商务印书馆 2024.4


 


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