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在“广州从化粒子物理理论讨论会议”上,我得到了杨先生发出的去石溪访学的邀请,回到兰州大学以后就开始着手出国的准备。80年代初,出国的手续比较复杂,还需要通过英语和专业两个考试。我学习的一直都是俄语,英语口语水平很一般,后来参加了学校专门组织的英语培训班进行突击,最后才勉强过关。各种政审、考核的手续一直到6月还没办完,杨先生有些着急,一个月连发两次电传(Telex)催问情况。我把杨先生的电文交到学校,学校的态度变得积极了一些,后面的手续也办得更顺利了。到了1980年9月,我们要出国进修的30多人被教育部集中到北京进行了一周的培训,当时国家教委的高沂副主任讲了一句话很有意思,他说出国要特别注意,压力大了不要出事。

在纽约州立大学石溪分校,杨先生所在的研究所叫“理论物理研究所”(Institute of Theoretical Physics),简称ITP,和数学系在同一个楼,这栋楼的名字叫“数学塔”(Math Tower)。我们这些访问学者被安排在五楼,杨先生的办公室就在六楼。

当时杨先生那里有两个大组:一组由贝里·莫考伊(Bery MocCoy)负责,他是爱尔兰人后裔,主要做非线性模型的精确解和统计模型;另一组由荷兰人皮特·范尼乌文赫伊曾(Peter van Nieuwenhuizen)负责,主要做量子场论、引力场量子化等。和我差不多同期在石溪访学的还有三位:一位是冼鼎昌(即沙丁),他之前曾在苏联留学,在石溪工作半年后去了纽约,沙丁后来很早就被评为中科院数理学部的院士;另外还有两位都是中国科技大学的教授,一位是赵宝恒,另一位是闫沐霖,我们都是做理论物理的。老赵比我年长,当时他的学术水平也是最高的。因为我们刚出国,对国外有些新东西不太了解,比如路径积分。出国前,老赵自己研究过路径积分,在北京曾给我们讲过一些,在他的帮助下,我在路径积分上没费太多力气。老赵后来将研究转向可积系统,也就是杨−巴克斯特方程(YBE)。闫沐霖计算水平特别高,后来他主要做统计模型方面的工作,回国后在高能理论方面贡献很多。

与杨先生、杨师母、冼鼎昌(左一)在石溪合影

去石溪前,我在国内主要做经典场论研究;到石溪后,因为杨先生组里的学术氛围非常自由,杨先生也鼓励我学习新东西、进入新领域,所以我就根据自己的兴趣选择了喜欢的杨−米尔斯方程的研究工作。当时主要与曾是杨先生博士后的美国物理学家乔玲丽合作,那时她在美国布鲁克海文国家实验室做理论室负责人。晚些时候,我的好朋友、中科院理论物理研究所的吴詠时也到了石溪,后来我和他保持了长期合作。他的学术水平比我高,在中国时与意大利物理学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi)合作的随机量子化理论是经典之作。2021年,帕里西获得了诺贝尔物理学奖。

在石溪杨振宁先生妹妹杨振玉家与杨先生合影

石溪的理论物理研究所经常会邀请各领域的世界知名科学家来做讲座,杨先生鼓励大家根据自己的兴趣积极参与,与邀请来的学者进行讨论,平时有问题也可以随时去找他讨论。在我印象里,只要提前预约,杨先生都会准时在办公室等候我们。虽然我们每个人感兴趣的领域不太一样,但我们发现很多问题杨先生之前都考虑过,也做过计算,所以经常是我们正讨论着某个问题,杨先生突然就打开抽屉,拿出一摞他之前算过的关于这个问题的草稿,让我们去复印做参考。杨先生的柜子里分层存放着他研究过的各种问题的资料,在我们眼里,那简直就是百宝箱。更让我们佩服的是,每次杨先生都能快速、精准地找到相关资料的位置。除此之外,杨先生还鼓励我们多去附近的布鲁克海文国家实验室听报告,那里距石溪大概四五十分钟车程,来去比较方便。

杨先生对物理学的发展方向有着高瞻远瞩的判断力,在学术研究上则始终秉持着自由开放的态度,因此他为物理学界培养了不少人才,而且这些人才也并不局限于某个狭小的研究领域。很多从中国到石溪访问的学者,后来都成了国内学术界各领域的领军人物。我印象比较深刻的有以下几位。

1980年,在石溪与冼鼎昌、吴詠时、乔玲丽(从左至右)三位教授合影

一位是当时杨先生的在读研究生余理华,他是中国老一辈物理学家余瑞璜先生的儿子,后来去了美国的布鲁克海文国家实验室。原来他想研究理论物理,但杨先生建议他多关心自由电子激光(FEL),他后来做自由电子激光理论做得非常成功。杨先生的另一个学生赵午现在是加速器专家。中国台湾的阎爱德也是杨先生的学生,杨先生辅导他狄拉克的量子力学,后来他领导了中国台湾同步辐射加速器的研究工作。

还有一位令我印象深刻的是美国华裔科学家张首晟,他1983年到石溪杨先生那里访问,那时我已经是第二次去石溪了。张首晟当时跟他的德国导师一起到石溪。我记得他导师做报告的内容是有关引力探测的。张首晟当时跟我说,他觉得对自己导师的这个研究方向兴趣不大。后来他就直接跟导师商议,决定留在石溪杨先生这里。杨先生也并没有让他去做规范场这些抽象的理论物理,而是建议他做凝聚态物理。80年代凝聚态物理刚好要掀起一个新的发展高潮,张首晟按照杨先生的指点去做,后来成为在凝聚态领域非常知名的物理学家。很可惜,前几年张首晟去世了,但他对凝聚态物理的贡献是得到广泛认可的。

1981年,按照国家规定,我结束了一年的访问,准备回国。回国前夕,我去找杨先生探讨回国后应该组织哪些学术活动,引导国内科研往哪些方向发展。杨先生说,中国应该好好发展自由电子激光。

自由电子激光的原理是这样的:我们知道,把磁铁按照一定的空间分布去摆放,就会形成一个个有一定形状且有强有弱的磁场,这时候入射电子就会在里面转圈前行。电子在磁场里运动时会产生一种激光,这种激光最大的特点是可以适当调节它的波长。

这当然是很有意思的东西,所以回国之后,我们就在兰州召开了自由电子激光的讨论会。参会的有当时成都电讯工程学院的刘盛纲院士。刘先生比我高一辈,曾留学苏联,是中国速调管方面的权威,现在年龄大了,还积极研究太赫兹激光。冼鼎昌也参加了会议,他当时在中科院高能所工作,也接受了杨先生的建议,后来在国内发展出了第一代同步辐射加速器,也因此很早就被选为数理学部的院士。事实证明,自由电子激光后来也成为国际物理学界一个很重要的研究方向。

在石溪的一年,我的研究方向集中于杨−米尔斯规范场,主要和在美国的吴詠时、乔玲丽合作。乔玲丽过去在杨先生那里做过博士后,是一位很有名的物理学家。

记得在石溪时我曾问过杨先生一个问题:为什么我们写一篇文章往往很一般,而您的一篇文章经常可以开辟物理学的一个新方向?

杨先生当时的回答,我印象很深。他说,做研究写文章,一定要从真正的物理动机出发,是物理问题推动着你去做研究,而不是凭自己空想。物理有其自身的发展规律,顺着物理发展的需求去做的事情就会是有意义的事情。

杨先生紧接着还给我打了个比方,说明怎么去寻找好的发展方向。他说:研究领域就像菜园子,做科研就像刨坑挖菜;选园子是关键,一般人们很容易进入比较成熟的园子,园子里已经被刨了许多坑,挖出了很多东西,因此跟着进去也可能会挖出萝卜,但就算你花很大力气再刨出一两个坑,后面也没有多少可以发掘的了,那时你就得换一个园子;可一生换上这么三两个园子,你就做不出什么特别好的东西了;所以,选择研究方向要尽量挑一个几乎空白的、很少有人耕耘的园子,闯进去,然后认真刨坑,就会挖出不少新东西。总结起来,就是选好一个新的发展方向,深入钻研,形成自己的特色。

杨先生的这个治学理念,在我后来的科研实践中被证明是非常深刻的,也让我一生受益无穷。 7q5Wmo/ZH0b+spGxWYyIZwEyMkKV/1Qj3WnhxGXgqqyvupGE1mcIorWvdoMZ+6H9



1980年去石溪是我第一次出国,对外面的很多事物都感到陌生而新奇,去石溪路途中的几件趣事让我印象深刻。

第一件是在德黑兰机场。当时飞机途经德黑兰机场,大约要停两个小时。飞机里特别热,但我们都不敢下去透透气凉快一下,因为在上飞机前就已经被领事馆告知,经停德黑兰机场不要下飞机。当时伊朗正处于霍梅尼革命时期,机场很不安全,如果擅自下去,后果自负。我记得在机场还能时不时地听到枪声。

第二件是在法国戴高乐机场。因为我的太太秦世芬担心我在美国买不到中餐厨具,就在我的行李里放了一把菜刀,结果在戴高乐机场安检时被查了出来。机场人员一看是中国人,表现得很友好,竟然关了安检设备,让我顺利通过了检查。

第三件是在巴黎飞往纽约的航班上。我们遇到了一个叫威廉(William)的乘务长,个子高高的,方脸,留着小胡子,看起来很和善。他看我们是中国人,觉得很新鲜,就和我一路聊天。我们聊得很开心,他还说我的口音带些伦敦腔,我解释说我的英语老师是中国著名作家冰心的女儿吴冰,她以前在伦敦居住过。其实我是学俄语的,英语是出国前恶补的。他还问我下飞机后要去哪里,我说要去纽约城里42街区的中国总领事馆。他居然热情地让我下飞机后在出口等他,他开车带我去中国总领馆。下机后,他果然在出口处等我,然后亲自把我送到了目的地。

还有一件就是到石溪的第一顿饭。当时先到达的中国科技大学的闫沐霖要做中餐招待我,他也是刚到美国不久,还是习惯炒菜的方式,结果一不小心触发了防火报警器,惊动了当地的消防队,搞得我们都很紧张。

对于初次走出国门的我来说,这些见闻都是新鲜的,一路得到的友善和照顾让我感到非常温暖,这种感觉比在国内还要强烈一些。而且我身在国外,对自己是中国人的身份体认也更强烈了。正是基于这种体认,我对杨先生流露出的对祖国的深情也体会得格外深刻。

1980年的圣诞节,学校搞庆祝活动,华人方面要求每个团队都表演一个节目,这可难住了我们这群理工男。大家商量了半天,最后决定一起演唱《黄河大合唱》。可是真正认真唱起来我们才发现,除了开头一句“风在吼,马在叫”,其他歌词根本记不住。这时杨先生顺手拿了一张餐巾纸,熟练地默写下整首歌词。我们都很惊讶,想不到杨先生一直身在国外,还能把这首歌的歌词记得如此清楚。看到我们惊讶的表情,杨先生解释说:“我比你们大十几岁,记性肯定不如你们好,但是我出国前在西南联大读书的时候,中国正在遭受日本的侵略,环境的困苦和恶劣让我终生难忘。”这个细节让我们都很感动。

还有一次参观纽约的自由女神像,当时正好在举办一个关于美国移民的展览,其中还介绍了中国劳工在美修铁路、为美国基础建设做贡献的情况。看完展览回到石溪,有一次见到杨先生,我说感觉美国人还挺厚道,能承认华人的贡献。杨先生听了却说:“其实他们一点都不厚道,新中国成立之后的一段时间,他们排华很厉害,而且从未道过歉。”

杨先生的爱国情怀还表现在他对中国历史的重视上,我想这就是一位科学家对祖国情感的深沉表达吧。

在石溪的闲暇时间,我们都喜欢看武侠小说,尤其是金庸先生的武侠小说。所以每到周五晚上,冼鼎昌就会背个大书包,坐两个多小时的火车,进城去找李政道先生,借金庸的武侠书。我们也常常跑到火车站去等他。在他下了火车回石溪的路上,一大包书就被大家分完了。据说李政道先生很爱惜他那些武侠书,要求每次必须还了上次借走的才能借新的,而且会叮嘱冼鼎昌:一本也不能少,少了就不全了。

记得有一次我正在五楼办公室“钻研”武侠,杨先生敲门进来了。他看到我的武侠书,立即回他的房间拿来另一本书,是讲述末代状元张謇在江苏南通发展教育、振兴实业的。杨先生说:这本书挺有意思,你可以好好看看思考一下,有问题我们可以讨论。我在阅读中发现书上有很多杨先生的批注,从这些批注中可以看出,杨先生对民国时期张謇在南通发展教育、实业兴国的实践有深入的研究,还结合当时中国的环境做了很多思考。虽然我更喜欢看金庸的武侠书,也没有和杨先生讨论过那本书,但杨先生对青年人兴趣的尊重,对祖国历史的关注和喜爱,都给我留下了深刻印象。

还有一次,杨先生向我推荐了一篇文章,好像是美国人写的,文章主要讲的是燕京大学学生运动的事情。据杨先生介绍,这位作者和当时组织学运的地下党领导人黄华(在燕京大学化名王汝梅)很熟。文章写得很不错,所以他建议我们把它翻译成中文。我翻译后给杨先生看,杨先生很认真,仔细看了好几遍,还建议以我们的名义一起回国发表。回国后,在我的姐姐、作家葛翠琳的建议下,我去见了华君武先生,文章由他推荐发表在《中国青年》杂志上,杨先生还撰写了译者前言。后来我才知道,当时我的成果并不算好,杨先生觉得应该帮助我,这也是他想到的方式之一。幸好,以后我也发表了一些研究成果,可以不负杨先生的苦心。

他对我们的关心是真诚的。记得1981年杨先生要回国访问,他问我是否要带点东西,我想了想就请杨先生带一个望远镜。因为在石溪时,我有一个比较简陋的望远镜,有一次杨先生来办公室,拿着望远镜看对面的楼,看后说,你这个望远镜不好,太大了,而且边缘也曲光了。后来杨先生回北京果然给我带了望远镜,就放在他的岳母曹秀清女士家里,让我姐姐去取了转给我。

杨振宁先生为我翻译的文章撰写的译者前言

杨先生的爱国情怀还表现在他不遗余力地为祖国培养科技人才上。记得是80年代初,李政道先生组织中国物理学科的优秀学生到海外留学,遭到某些老一辈学者的反对。他们上书有关领导,提出三点质疑:第一,选拔人才的考试只考物理而没有别的科目容易偏门;第二,我们有能力也有资格带博士生,为什么还要送到美国去;第三,这些人如果学成不回国,谁负责。这第三点是杀手锏,那时不回国可是政治事件。李政道先生知道这个消息很着急,就写了一封反驳质疑的信,还有40多位华裔教授签名表示支持。然后他把信交给赵宝恒,请他回国时带回去,托人上交给邓小平。不久,新华社一位记者要回国,就把信带了回去。

后来,杨先生回国,就有人找他问这件事。杨先生的回答很明确:“我虽然出国后没回国,但我们在美国也能为中国的发展发挥积极作用。现在我们年龄逐渐大了,要在美国培养杨振宁、李政道的接班人。”在当时的政治氛围下,杨先生这句话得罪了不少人,回国的、不回国的都有些怪他。虽然这句话当时令杨先生有些“里外不是人”,但其中蕴含的对祖国科技腾飞的期盼和一颗赤子之心着实令人感动。 7q5Wmo/ZH0b+spGxWYyIZwEyMkKV/1Qj3WnhxGXgqqyvupGE1mcIorWvdoMZ+6H9



1980年,我第一次到石溪,杨先生已嘱咐秘书为我们安排好了一切。我们很快就入住了石溪的访问学者住宅区,顺利安顿下来。事实上,在石溪的日子,甚至包括今后的所有日子,我都经常得到杨先生细致入微的关怀。这些事不仅让我心怀感激,也影响了我后来做事的风格。在南开大学数学所,对于来访的学者,我也会像杨先生对我那样,尽量考虑得细致周到一些,减少他们的劳顿奔波,让他们可以全身心地投入业务工作。

第一次访学石溪是中国政府出的钱,每月有420美元补贴。国家只允许访学一年,一年期满,我就按时回国了。1981年回国后,我继续在兰州大学教书,从事物理研究。

1983年,杨先生通过他在石溪发起设立的中美教育交流委员会(CEEC)为我提供访学经费,给了我再次去石溪进修的机会。这时我在杨−米尔斯规范场方面的研究又有所进步,杨先生很高兴。第二次去石溪,我和杨先生也更熟了,得到他的关心和帮助也更多了。

1983年9月至12月,杨先生在石溪为我们讲了16堂课,我都做了比较详细的记录。这16讲的题目如下:

  1. 引力场中子束干涉实验验证引起质量与惯性质
  2. Aharonov-Bohm 效应的实验检验
  3. 磁通量子化与ODLRD(非对角长程有序)
  4. Holography of快速 Fourier变换光学(全息与快速福氏变换)
  5. 推广的位相:SU 2 与SO(3)
  6. 关于计算机的一些选题
  7. 一些拓扑定理
  8. 实验室寻找磁单极
  9. 没有奇异旋的磁单极(吴-杨monopole)
  10. 矢量势
  11. 非阿贝尔规范场
  12. Graph(图)论
  13. Dual Transformation(对偶变换)
  14. Ising模型中的高-低温对偶关系
  15. Mössbauer(穆斯堡尔)效应
  16. Markov键与随机行走(Random Walk)

1984年,在杨振宁先生妹妹杨振玉家与杨先生合影

1984年元旦,我一个人在宿舍休息,不小心在浴缸里滑倒了,肋骨摔断了两根,肺膜也扎破了,感觉喘不过气来,自己爬到房间,很紧张。幸好我因为平日马虎,就把房间的备用钥匙给了北京大学数学系来进修的一位教授,以防万一。这时他来了,赶紧把我送去医院急诊。在医院住院治疗了一段时间,又在宿舍休养了一个月,到1984年春天,我的身体基本恢复了。这时杨先生派秘书来慰问,还送来了1000多美元的支票,我就用这笔慰问金在美国中部旅行散心修养。后来才知道,这笔钱是杨先生自己提供给我的。休养期间,我还与人合作写了一篇不错的文章,杨先生很高兴。

住院治疗期间,还有一件事让我印象深刻。我的主治医生是纽约地区非常著名的胸外科主任,出院前他问我在哪儿工作,我说在石溪。他跟我说自己和Frank Yang(杨振宁)是好朋友。接着他开玩笑说,你是学物理的,怎么不知道平衡?我笑着说,我是学理论物理的,所以没掌握好平衡。原来这位风趣的胸外科主任是杨先生事先关照过的。

不仅是生活上的关怀,杨先生还非常重视我业务上的交流,想方设法为我提供机会开拓学术视野。1984年,日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)的理论部主任雅可比(Jacobi)访问石溪,杨先生就介绍我们认识,雅可比还邀请我访问日内瓦。1984年结束在石溪的访学,我准备先去日内瓦再回国。杨先生知道我的行程安排,就问我机票订了没有。我说还在看,主要是价格太贵了,要800多美元。杨先生说,你不会买,我让秘书帮你买,肯定有办法。果然,秘书很快就打电话来,说离学校不远有一家旅行社,往返机票只要300美元。

1984年,杨振宁先生妹妹杨振玉(右二)、妹夫范世藩(右三)带我参观纽约大都会博物馆

我在日内瓦访问了一个月,后来又到了意大利的里雅斯特的国际理论物理中心。它是由瑞典皇室和联合国共同资助的,在那里我访问了三个月,还见到了诺贝尔奖得主萨拉姆(Abdus Salam)。

在欧洲核子研究中心访问期间,我给杨先生写过一封信,汇报了访问的情况。杨先生也曾打电话给我,但因为通信不发达,一直联系不上。后来,杨先生直接寄信到的里雅斯特才联系上。当时杨先生是在荷兰莱顿纪念物理学家洛伦兹(Hendrik Lorentz)的会上给我写信的,主要是为了告诉我的里雅斯特有个古堡,叫杜依诺古堡,一定要去看,因为那里据说是著名物理学家玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann)自杀的地方。后来我就和几个朋友一起去探访了这个古堡。

到了之后才知道,这个古堡是奥地利一位王子的私人财产。王子的秘书把我们接进收发室,我们坦陈自己千里迢迢从中国来,听说这里是大物理学家玻尔兹曼自杀的地方,希望能进去看一下。秘书说,这要请示王子,不过王子年迈,正在午睡休息,要等起来才能回复我们。过了一会儿,秘书向王子报告,王子说玻尔兹曼自杀的地方是在外边镇上的波莱斯旅馆,但既然是从中国来的,就让他们在园子里走走吧。王子秘书告诉我们,诗人但丁曾在这里自杀,另外,以前有一位获得诺贝尔奖的中国教授来过——后来我们才知道是李政道先生。

回到的里雅斯特,我给杨先生写信报告探访古堡的经历。杨先生寄来了一份克莱因(Felix Klein)的回忆材料,里面谈到了玻尔兹曼自杀的原因。奥地利王子的秘书还寄来了报道1906年9月5日凌晨玻尔兹曼自杀的当地报纸的复印件。回国后,一位朋友将玻尔兹曼自杀的经过写成了故事,在中国的刊物上发表。

结束在的里雅斯特的访问,我就准备回国了。这时杨先生又来了一封信,让我回国途中顺访香港。当时香港中文大学物理系主任陈耀华和杨先生很要好,还有一位比较年轻的教授杨纲凯,和杨先生关系很近。我到香港后,两位教授在香港中文大学接待了我,还邀请我做了学术报告。

1993年,我结束了在美国犹他州的教学工作准备回国,杨先生再次邀请我顺访香港,那时他已经是香港中文大学的博文教授。我和爱人秦世芬刚刚走出机场大厅,就看到等在外面的杨先生。他竟然亲自开车来接我们,把我们送到他预先订好的宏基书院住下,就连矿泉水都为我们买好,事先放在房间里。因为访问时间很短,杨先生就让我们把用的箱子拿进房间,不用的行李放在他的车子里。之后三天,杨先生每天都亲自开车接我们去吃早餐,去他办公室,还访问了香港科技大学。其间杨先生请我和我爱人去旋转餐厅吃饭,因为“旋转”之故,我爱人只顾看外边的景致,取餐回来找不到座位,杨先生就亲自去找她,把我爱人带回座位。我们离开香港时,杨先生又亲自把我们送到机场。如此周到细致地接待我这样一个晚辈,真是让我终生难忘,即使已经过去近30年,每每想起那次经历,我还是会觉得感激和温暖。

我还想说的是,杨先生对别人细致周到,但是对待自己的生活就简单很多。也是1993年访问香港期间,杨先生告诉我,他之前为母亲治病在香港买了房子,母亲去世后就把它卖掉了。结果卖掉以后,香港的土地、房价都大涨,由此可见他不是一个善于理财的人。后来他带我们去香港中文大学为他租的房子,冰箱里是保姆提前为他做好的一周的餐食,从周一到周末,每天一份,他拿出来用微波炉热了就能吃。自己简单生活,对人细致周到,这就是杨先生。

有关学术方面,因为太专业,不宜在本书中多说。杨先生对我们的指导是多方面的。尤其是在一个分支可能有发展时,他总会有所预见,并提醒我们,再由我们自己决定是否攻入这个方向。有时我在研究具体课题遇到关键困难时,他也会深入浅出地为我解释要点。

杨先生的数学功底非常了得。石溪理论物理研究所中午经常有来访学者做报告。有一次,一位大数学家做完报告后,杨先生让我去他办公室,说这位数学家的工作有深入的余地,并提出了其中的要点。于是我努力学习有关材料,可惜水平有限,慢了一步,很快有人在这方面做出了成果,并公之于众。我又一次感叹杨先生学术眼光之敏锐。

1990年,杨先生帮我找到资助,我又去了石溪一年。当时杨−巴克斯特方程研究已形成了国际热潮。他嘱咐我在法捷耶夫学派工作的基础上做下去。我同我的学生薛康合作,发表了一系列成果。再如1983年暑假,我在石溪,杨先生告诉我,布鲁克海文国家实验室有一个报告,是关于自对偶杨−米尔斯场(SDYM)的。于是我去听了多伦(Dolon)的报告,后来引发了与乔玲丽、吴詠时合作的有关自对偶杨−米尔斯场可知性无穷多守恒流的工作,杨先生很高兴。 7q5Wmo/ZH0b+spGxWYyIZwEyMkKV/1Qj3WnhxGXgqqyvupGE1mcIorWvdoMZ+6H9

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