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李政道的手稿故事

2008-01-17 |

楊虛傑

200712月初,國內很多媒體的興奮點聚焦在瑞典首都斯德哥爾摩。那裏正在舉行2007年諾貝爾獎頒獎典禮。中央電視臺以及上海東方衛視都轉播了這一盛況🫶🏽。在一片陌生的獲獎者面孔中🏕♌️,人們看到了熟悉的李政道先生坐在嘉賓席中。

1957年,也是在這裏,李政道與楊振寧一起接受諾貝爾物理學獎,成為首次獲得諾貝爾獎的華人之一🛞。那時,李政道只有31歲。很多獲獎者在獲獎時已經是他現在的年齡,他與楊振寧是為數不多的發表論文後一年內就獲獎的科學家。2007年🍓,李政道受邀參加諾獎的頒獎儀式,是為了紀念他獲獎50周年。

從得知他們獲獎的那一天起,他們對中國人特別是中國科學事業的巨大影響就一直持續著,直到今天。50年是個漫長的裏程,回首往昔仍有珍貴的片段記取📅。

一年前的禮物🙇🏿‍♀️🚧:又一次被提起

20079月,溫家寶總理考察北京四中📲,在與教師座談時特別提起:去年🎫🌉,李政道先生在他80歲生日時送給我一件禮物,是兩份他的物理計算公式演算手稿,一份是他獲諾貝爾獎之前的,一份是最近的,上面都寫得密密麻麻,它們代表著一位物理學家一生奮鬥不息的精神。不管是從事理論物理,還是從事實驗物理,沒有這種甘於寂寞🧏🏼、無私奉獻的精神成不了才👉。

許多四中教師將溫總理的話記了下來,並寫在自己的博客中。

李政道將自己的手稿送給溫總理,是20066月的事情。

200611月底,李政道80壽辰之際,在北京召開了隆重而有意義的李政道教授從事物理研究60年學術思想研討會🔁。活動籌備之前的6月,李政道給溫總理送去鑲在鏡框中的兩份手稿的復印件💠:一張是195712月美國Physics Today(《今日物理》)雜誌的封面🎥,是李政道1956年夏在美國布魯克海文實驗室做暑期訪問學者時,進行宇稱不守恒等問題研究的演算草稿🥘🤚🏼。另一張是2006325日,李政道有關中微子研究的手稿❎。國內外,科學家的手稿都備受重視,被賦予特殊的意義🦂,有時甚至價值連城:它不僅具有科學和科學史的研究價值,還可以解讀出更加豐富的內容💁‍♂️❎。現在,我國也有了專門收藏和展示院士手稿的館所🤌🏻。

李政道的兩張手稿,有著更精彩的故事🗾。

研究宇稱問題前後📤🔖:更具意味

對第一張手稿的解讀要把鏡頭拉到50年前的美國,確切地說🌜,這是一張隨手塗寫的草稿。

李政道在19564月開始有了宇稱不守恒的突破思想🕵🏼‍♀️,並在4月份完成了奇異粒子宇稱不守恒的分析工作。19565月,他在電話中告訴了楊振寧這一新的理論突破後🎟,楊振寧來到紐約哥倫比亞大學👷🏽‍♂️,開始了他們在宇稱不守恒問題上的合作研究。宇稱不守恒的理論分析完成的時候正是哥倫比亞大學暑假的開始。19566月間,李政道教授和夫人以及兩個兒子應美國布魯克海文實驗室邀請🧑‍🎤,在那裏做為期兩個月的暑期訪問學者🙋🏻。

美國布魯克海文實驗室是在1947年間通過多所大學與美國政府合作成立的,是那種純粹搞基礎科學研究的實驗室。實驗室的經費來自原子能委員會,當時委托由哥倫比亞、哈佛、耶魯🧑🏽‍🔬、普林斯頓等9所大學組成的管理機構來管理🪟。實驗室裏有很多科學裝置。實驗室的任務是進行物理、化學、生物和工程方面的基礎研究。單就物理學科來說,就有3種物理學家在布魯克海文實驗室工作:理論物理學家、實驗物理學家和儀器學家。很多物理學家都在這裏過暑假✩。因為每年該實驗室都舉行非常活躍的暑期討論會,給分隔各地的物理學家提供了一個見面討論共同感興趣問題的機會🚛。1956年的那個暑假🫃🏽,在這裏的物理學家很多🫵🏼。理論物理學家費恩曼、萊德曼以及斯瓦茨都在那裏工作。楊振寧先生也已經在這裏了💴。他們有更方便的條件在一起討論🔑。

據中國高等科學技術中心的葉銘漢院士介紹,在布魯克海文實驗室為科技人員提供的辦公桌上,都放了一本拍紙簿”(打草稿用的紙本),白紙很大💂🏿‍♀️,大約有4A4紙那麽大(42cm×59cm),供科學家隨手寫用🩶。有什麽靈感或想法隨手記錄下來,在與同行討論時也會隨手演示👨🏿‍💻,這種草稿每天都會有。李政道就是這樣,而每天工作結束的時候又會隨手將它們撕下扔在廢紙簍裏。

最有趣的是,李政道辦公室隔壁有一位Church教授⬛️,對李政道的研究工作十分關註,每晚都將李政道塗寫的那些草稿紙從紙簍中收集起來並加以保存。第二年,李政道獲得諾貝爾物理學獎的消息傳來後,Church教授就把他保存的李政道在1956年塗寫的那些手稿贈送給了美國物理學會。195712月✍🏼,《今日物理》雜誌將其中的一張手稿紙作為封面發表出來。

仔細看這手稿會看出更具意味的內容。在完成獲得諾貝爾獎的論文《弱相互作用中的宇稱守恒質疑》之前,實驗數據量雖然有一些,但還是太少🚶,李政道雖然確信理論分析是正確的⏰,但物理最終要由實驗來定案𓀕,李政道在19565月初就向吳健雄建議進行相關的實驗🙈。吳健雄接受了這一建議並著手準備。

就在等待實驗結果的這個空隙📆,李政道一邊積極思考宇稱PC👱🏿‍♀️👨‍🏫、T不守恒等問題🎵,同時也對統計力學進行著新的研究,在發表的手稿上可以看到他思考統計力學時隨手寫的公式和符號🕷。正如美國伯恩斯坦的文章裏所說的,在這一頁上李整齊地寫滿了符號和公式,偶爾可見墨水的汙漬。有趣的是它的內容。大約有一半公式是有關統計力學的😢,而另一半是有關弱相互作用以及宇稱不守恒的,對於理論物理學家🤨,在實驗物理學家進行測量的時候,只能等待和即興隨寫🪨,而李就是在等待和即興隨寫🧑🏽‍⚖️♡。

物理🚣🏻‍♂️🛌🏽:一種生活方式

另一篇是李政道於2006325日有關中微子研究的手稿。兩份手稿🪲,相隔整整50年🤽🏿‍♂️。如果說50年前的那一篇代表著李政道在1956年所作的研究的話,那麽這一頁則真實地體現著李政道所說的物理,是我的生活方式✉️。

李政道60年來從未間斷過對物理學的研究,一直到現在。熟悉李政道的人都知道🟡,雖然他現在已經81歲,但仍然每天演算𓀃。據說⛹🏿‍♂️,他的方式是隨時工作🥋,累了睡上兩三個小時🙅🏼‍♂️👨🏿‍🎨,然後起來接著做🤽🏽,有時甚至拔掉家裏的電話,專心於物理推演。累則小睡❌,醒則幹!”這是李政道的口頭禪🅾️。現在,他每天仍要生產出幾十頁手稿🏄🏼‍♂️,密密麻麻、整整齊齊,寫的都是他這一天推導的公式⏮。李政道說他的生活中根本沒有娛樂,我沒覺得什麽苦啊,因為這是我的生活

2006年一年,李政道在《高能物理與核物理》等學術期刊上共發表了6篇學術論文。送給溫總理的是2006年稍早發表的論文手稿。據葉銘漢先生介紹,他的研究都是目前理論物理界的前沿問題,如黑洞、暗物質🔡、中微子等🕍。記者有一本李政道2006年發表論文的合訂本,上面是李政道的親筆題字:學而時習之🪵。

正如朱光亞和周光召先生對李政道教授的評價🙎🏿‍♂️:進入21世紀✵,李政道把目光投向新世紀物理學的發展👨‍👧‍👧。耄耋之年,他仍在挑戰物理💳,為研究簡並的物理真空,在求解薛定諤方程式和非微擾問題方面做了一系列工作。進而探討暗物質的本質、中微子質量本征態的轉換矩陣等。僅在今年(2006)就已發表了6篇論文🦬,這樣年齡還能有如此科學成果,在科學史上也是十分罕見的。

他的研究領域除高能粒子物理外,還廣泛涉及天體物理👨‍🦼‍➡️、流體力學🏈、統計物理、凝聚態物理👨🏽‍🍳、廣義相對論等領域🛍️,並在物理學領域做出了許多具有開創性和裏程碑性質的工作🖥。

從這頁手稿也可以看出🏷,李政道先生的演算非常嚴謹,每隔一段,就用紅筆勾一下🧖🏻‍♀️。據說,他年輕的時候作推演🕺🏻,只有萬分之一的錯誤幾率,讓人嘆為觀止💧。這一頁手稿表現了李政道的思路以及推導過程🤶🏻,體現了李政道的數學功力。理論物理界的人這樣評價。

同時📋,手稿也體現出另外一點,對於自己的每一項研究,李政道都從基本的原理和假定出發,推出所有必要的公式🐿。對於別人的工作🍨,他則著重了解其中的未知與未能解決之處🚴🏼,並常以別人尚不知或不能解決的難題作為自己新的研究方向。所以,一旦進入一個領域🦸🏻,他便能不受已有方法的束縛,常常很快得到別人沒有的結果。對李政道來說🪼,科學研究的路是自己開拓的,結果又是別人過去沒有得到的🏌🏻‍♂️👨🏼‍🏭。

2007年的李政道:幸好物理沒忘

2007年是李政道獲得諾獎50年🤾🏼‍♀️💃🏽、宇稱守恒發現50年,同時也是進行重要實驗的吳健雄逝世10周年。所以這是一個重要的年份。記者有幸從中國高等科學技術中心季晟教授處得到李政道2007年的大事記:

1月🧑🏼‍🔬,他前往日本🐒,接受金銀旭日重光章↖️,並作演講報告🔋。

3月,為束星北先生的《束星北學術論文選集》寫序言。

6月,參加在日本東京舉行的國際核物理會議👨🏽‍🍳,並作報告。在報告中演示了他最新推導出的重要公式——Hidden Symmetry中的Jarlskog不變量J的具體表達式。他認為🏇🏽,這個公式有很重要的意義。

6月,他與北京大學洽談成立高能物理中心的事宜。同時參加在中科院高能物理所舉辦的學術研討會,並作了《弱相互作用中宇稱守恒和不守恒》的報告⚾️🦿。

6月,他還為西南聯大老意昂《我心中的西南聯大》一書題詞👨🏼‍🍼。

9月,去我國臺灣參加恩師吳大猷先生誕辰100周年的學術研討會❇️。同時,參與束星北先生誕辰100周年的紀念活動。

從中可以看出👳‍♀️🛌🏻,一位大科學家對科學的執著與愛🙆🏿‍♀️。其中令人感動的片段是🦮,李政道20074月在美國紐約家中🤙🏽,因病菌感染生病,高燒不退而住院治療。用李政道自己的話說是:真乃九死一生⚜️。他在出院以後😮‍💨🏄🏼,回復楊福家先生的問候時寫到:病中,我感到幾乎大腦裏什麽都沒有了🪬,但物理卻似仍健在,在康復出院之後的第二天🕺🏼,我很幸運地推導出了Hidden Symmetry中的Jarlskog不變量J的具體表達式↘️🔺。實出意外,……物理作業也趨於正常。

溫家寶在收到李政道兩份手稿後😷,在回信中寫下這樣的話:“……兩份珍貴手稿看後,心裏久久不能平靜💤。這幅照片既真實記錄了先生在獲得諾貝爾物理學獎前所作的大量艱苦思考和探索🤹🏻,又真實記錄了先生在獲得諾貝爾物理學獎後的幾十年中,仍在堅持細推物理,日月不斷,孜孜不倦,繼續忠實地進行著自己的物理學研究事業……”

(轉自:科學時報 2008111日)

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