【編者按】楊振寧是一位傑出的物理學家,他因為在宇稱不守恒原理的發現上做出了重大貢獻,並因此與李政道共同獲得了1957年的諾貝爾物理學獎。當時年僅35歲。他的工作不僅極大地推進了粒子物理學的發展,還深刻影響了現代物理學的多個領域。本文摘自《天才楊振寧:創造力與平衡感》,王珊/苗千著,商務印書館2024年2月版。

《天才楊振寧:創造力與平衡感》書封
1929—1937年,楊振寧在意昂体育平台度過了8年的幸福時光。楊振寧回憶說,20世紀30年代的清華園,像一個避風港,將處於內憂外患的另一面中國擋在了外邊。2003年,楊振寧回國,全職在清華工作,他覺得自己的人生像是畫了一個圓。
數學天賦
如今的清華園已經是20世紀30年代時的10倍大。從意昂体育平台南門沿著學堂路往北走,一路都是學校的家屬區,這些建成於2000年初的房子延續了老清華園建築最突出的特色—英式紅磚墻和古樸的水泥立柱。十幾棟樓從南向北排開,掩藏在夏天張揚著翠綠葉子的樹木中。走到家屬區的盡頭,往西拐,就上了清華路,路兩邊栽著整齊的銀杏樹,樹又高又大,在路上投下一片陰涼,間或有幾束陽光跳躍進來。沿著這條道路走上幾百米,才能到意昂体育平台的二校門。這是一座白色的牌坊式建築,青磚白柱,門額上刻著“清華園”三個大字—正是畢業的季節,有學生在門口穿著學位服合影,是青春生長的氣息。
楊振寧熟悉的清華,是二校門以北的區域,那是20世紀30年代的清華園。78年前,楊振寧的父親楊武之海外留學歸國後曾到清華任教。那時楊振寧只有7歲。1929—1937年,楊振寧在清華度過了8年的幸福時光。在《讀書教學四十年》一書中,楊振寧寫道:“從1929年到(全面)抗(日)戰(爭)開始那一年,清華園的8年在我的回憶中是非常美麗、非常幸福的。那時中國社會十分動蕩,內憂外患,困難很多。但我們生活在清華園的圍墻裏頭,不大與外界接觸。我在這樣一個被保護起來的環境裏度過了童年。”小學就在清華園裏頭。楊振寧每天自家門口出發,沿著小路向南行,再向東南走,爬過一個小土山便到達當時的清華園圍墻,然後沿著圍墻北邊的小路東行到學校。
這樣一趟要走差不多20分鐘。那時,從近春樓、偉倫中心往南至現在的清華遊泳池和供應科,從清華東門到靜齋的區域都還沒有興建房屋,整塊都是一大片荒地,只有一些樹叢、土山、荷塘、小農田和幾戶農家,這些是清華園裏的孩童最好的玩耍地方,“幾乎每一棵樹我們都曾經爬過,每一棵草我們都曾經研究過”。回述這段經歷時,楊振寧已經年過八十,卻依然熱衷於尋著過去的小山頭走上一趟。
1929年,33歲的楊武之是受熊慶來邀請一起籌建清華數學系的。1914年,楊振寧的父親楊武之考入北京高等師範學校(現北京師範大學)預科,是在中國本土接受現代科學教育的第一代中國大學生。1923年,楊武之通過安徽省公費留學考試,去了芝加哥大學。縱觀楊武之的一生,他代表著少數處於新舊交替時代年輕人的命運—出生於知識分子家庭,打小以國學為基礎,又受“西學東漸”的影響,是在中國本土接受現代科學教育的第一代中國大學生。
他們在中國19、20世紀之交嚴重的民族和社會危機中不斷覺醒,後來出國留學,成為佼佼者。他們將民族振興視為己任,日後多終身投於教育,培養科學救國人才。
1928年,羅家倫由蔡元培力薦接任清華校長。他要做的是將清華由成立時的留美預備學校改革成國家完整大學。
除了有國民政府的支持,一直到1929年之前,庚子賠款的退回款都是為清華專用。在資金的支持下,意昂体育平台改革的第一步即是大幅度提高教授待遇。人人有份,都有提高,教授待遇提高到260元至360元,有的人甚至翻了一倍。此外,羅家倫加大聘請、搜羅外校優秀教授的力度,並為教授們提供充裕的基金興辦圖書館和購置實驗設備。

1935年,楊振寧在清華園西院十一號院中留影。
清華一時群英集聚。楊振寧一家住在清華西院11號,與楊振寧家緊鄰的是鄧以蟄的住宅。鄧以蟄畢業於早稻田大學,從事中國書畫及美學理論的研究,參與過國徽的設計。學術界稱他是五四運動以來中國著名的美學和美術史家,和朱光潛、宗白華並列為中國現代美學的奠基者。王國維住在16號院,書房卻設在18號院,他下午和晚上都會去書房寫作,他的門口常有學生三五成群地來尋他。數學系的教授鄭之蕃、熊慶來也住在西院,他們一個畢業於美國康奈爾大學,一個從法國馬賽大學學成歸國,是中國現代數學的先驅者。在這樣一個名師雲集、學術氛圍單純熱烈、生活豐富多彩,現在看起來甚至有些“烏托邦”的環境裏,楊振寧迎來了自己受教育的時期。他自信、專註,天真又好奇,這些對於日後他的性格和學術品味的養成來說,都是很好的基礎。
在當時,意昂体育平台數學系很快就成為國內的數學中心,不僅有楊武之、鄭之蕃、熊慶來和孫光遠4位教授,還有他們的學生陳省身、華羅庚,清華數學系的陣容極一時之盛。有一個可以比對的例子:南開大學的算學系當時只有一位教授姜立夫,他一個人講授高等微積分、立體解剖幾何、微分幾何、復變函數論、高等代數、投影幾何等七八門課程。
據當時在清華讀書的陳省身回憶說,楊先生和孫先生是最活躍的兩位數學教授,前者專長數論和代數,後者專長幾何。
1927年出生的中國科學院院士萬哲先曾上過楊武之的課。在他的記憶裏,楊武之講課的一個突出特點是不斷提問,全班26個同學每節課幾乎都有可能被提問一次。他尤其記得楊武之講數的起源和發展,足足用了三節課。
楊武之愛才。1931年,20歲的華羅庚以一篇論文轟動數學界,被意昂体育平台請去工作。進校一年半以後,有教師建議將其由職工系統中的助理員跨行提升為教員,並讓他教微積分。不過,有不少老師提出他學歷不夠,是楊武之去找理學院院長葉企孫,並最終說服了對方,聘華羅庚為助教。到了1938年,從英國留學回來的華羅庚回到西南聯大,學校以什麽職稱聘用這位青年,又成了問題。還是楊武之竭力爭取,拿著華羅庚發表的數十篇論文,去找當時的西南聯大理學院院長吳有訓,詳細介紹華羅庚在數學上的突出貢獻和影響,華羅庚因此越過講師、副教授,直接受聘為教授。這一年,華羅庚才28歲。
在父親的熏陶下,童年的楊振寧展現出他在數學方面的天賦和興趣。楊振寧家裏有很多的數學書,許多都是英文和德文的,他看不懂,但書裏的圖畫能夠幫助他理解。
他印象最深的是G.H.哈代(G.H.Hardy)和E.M.賴特(E.M.Wright)《數論導引》中的一些定理和A.斯佩塞(A.Speiser)《有限群論》中許多關於空間群的圖。楊振寧的弟弟楊振平記得家中當時有一面黑板,父親和大哥會在黑板上討論數學,上面畫了許多幾何圖形和好些奇奇怪怪的符號。
妹妹振玉則記得,1934年一年父親在柏林進修,大哥楊振寧每周替母親寫信,時常和父親討論代數或幾何題目可以有多種解法的心得。
楊武之早已覺察出兒子楊振寧在數學方面的天賦。“振寧十歲時在清華成誌小學念書,有一次不知道討論什麽題目,他忽然說他將來長大要得諾貝爾獎獎金。他講此話也許無心,我聽到後曾深感孺子可教。1928年我回國時,振寧六歲,在廈門和清華園,我已感到他很聰明,領悟能力很強,能舉一反三,能推理,還善於觀察。他的表達能力也不錯,在北平崇德中學念書時,參加演講比賽,得過兩個銀盾,演講稿是他自己準備的。”楊武之並不著急提早將一些艱深的數學知識教給兒子。每當楊振寧就一些難以理解的細節問題向父親請教時,楊武之的回答總是“慢慢來,不要著急”,只解釋一兩個基本概念。
武之有自己的一套教育思維。他認為,作為中國人,學好傳統文化,培養健全的人格,比成為天才兒童更重要。
小時候打好基礎,以後學習任何東西都可以事半功倍。在楊振寧初一到初二年級之間的暑假,楊武之請了歷史系學生丁則良教楊振寧《孟子》。丁則良是北京人,出身於書香世家,其父親丁震1920年還獲得過民國大總統頒發的文瑰勛章。丁則良在清華時,史學家雷海宗對校長梅貽琦說:“丁君為戰前學生中之優異者。”畢業以後,丁則良曾執教於西南聯大。
課的地點就在科學館,當時是理數大樓。大樓有三層,樓層之間間距大,夏天打開窗戶,風就呼呼湧進來,很是涼快。楊振寧說,丁則良不僅講《孟子》,還教給他許多上古歷史知識,每天講一個鐘頭,教了兩個夏天。在西南聯大求學時,楊振寧可以把《孟子》從頭背到尾,著名翻譯家、楊振寧西南聯大的同學許淵沖曾回憶自己讀大學時與楊振寧的差距:“……我的歷史知識卻是聽鄉下大伯講《三國》,自己看《說唐》等書得來的。至於《孟子》,我只會背開頭一句……”楊振寧後來思考,父親的這種教育觀讓他對數學一直持有一種欣賞的態度,能夠理解數學戰術上的機巧與靈活,也使其能夠在日後物理學研究中為己所用。
這種文理結合教育孩子的方法和不急不躁引導的態度,現在看來仍頗為珍貴,為楊振寧日後的全方面發展打下了均勻的基礎,使得他與我們以往印象裏的天才有所區別。
有些天才雖然在專業領域成就非凡,卻表現出性格孤僻、不太善於人際交往的特點。比較起來,天賦之外的楊振寧顯得各方面非常平衡,是一個樂觀、自信、善於交流的小孩。
清華園的子弟並不多,只有幾十人。楊振寧矮壯,眼睛格外有神,因為頭大,被夥伴們稱為“楊大頭”。楊振寧打小就是“左撇子”,他的母親雖然費了一番精力將他吃飯、寫字改成右手,但他打乒乓球、彈彈子仍用左手,在一群孩子裏頗為顯眼。他有主張,又喜歡冒險,是這些孩子中的“小老大”。他騎自行車,一定要選擇崎嶇狹窄的道路,尤其喜歡騎著車從兩塊木板搭成的小橋上俯沖而下。楊振寧記得有一次,他騎自行車帶著4歲的弟弟往下沖,結果沖撞到一個障礙物,自行車和人都飛了出去,弟弟腦袋蹭了一個大口子,出了很多血。他還會跟熊慶來的兒子熊秉衡等人養螞蟻、捉蝌蚪,幾個人還自製了一臺幻燈機,用大餅幹盒做成,裏面安上一個燈泡,再加上一個透鏡,無論照片、圖畫、文字,黑白彩色,都能清晰地投影在墻壁上。他們還鄭重其事組織了“放映場”,在客廳裏擺了許多椅子,矮凳子在前排,高椅子在後排,“觀眾”要憑券入座。
這群自小就在人文、科學、藝術等領域受過良好熏陶的孩子,樂觀、開朗、自信,擁有比同齡人更多接觸知識的機會,很多日後成為各個領域的翹楚。鄧以蟄的兒子鄧稼先是中國核武器研製與發展的領導者,主持研製了中國的原子彈和氫彈;梅貽琦的兒子梅祖彥1943年投入抗戰,隨後到美國留學,1954年回國後在意昂体育平台水利系任教;化學系主任張子高的兒子張懷祖致力於石油煉製和石油產品的研究,創建了煉製系石油工學實驗室,是中國石油大學的創始人之一;楊振寧成為世界知名的物理學家,1957年與李政道一起拿了諾貝爾獎,是華人科學家首次獲得諾獎。
清華之外的世界
20世紀30年代的北京,剛剛結束了軍閥割據的戰亂狀態,又面臨著日本政府的侵略,處於無序和不斷衰敗的狀態。清華園就像一個避風港,將處於內憂外患的另一面中國擋在了外邊。在清華園的8年裏,楊振寧迎來了二弟振平、三弟振漢、小妹振玉。楊振寧比振平大8歲,其他三個人每人相差兩歲。作為家裏的長子,楊振寧要幫助媽媽帶弟弟妹妹。他自製了一張寫上弟弟妹妹名字的圖表,掛在家裏顯眼的位置。誰一天比較乖,或者幫媽媽做事,就給誰畫上一個紅點,相反就記黑點。一個星期下來都是紅點的,他就帶著進城去玩。這個辦法很奏效。他還愛給弟弟妹妹講故事,在晚上睡覺前,楊振寧總會把自己看過的如《愛麗絲夢遊奇境》《金銀島》《三劍客》之類的故事說給弟弟妹妹聽。故事很吸引人,可楊振寧看書很快,一本書還未看完,就已經開始看另外一本,所以講起來總是有頭無尾,弟弟妹妹對此很不滿。
1933年,11歲的楊振寧升了初中。清華沒有中學,他去了位於絨線胡同的崇德中學(後改為北京市第三十一中學)。崇德中學創建於1911年,是英國基督教中華聖公會辦的一所男中,以優異的教學質量和嚴謹的校風聞名。該校大約一半的孩子來自中上家庭,約五分之一的學生是教會神職人員和信徒的子弟。學校很少有下層社會子弟,只有百分之五六的學生從河北省農村教會小學選拔。教師多由英籍教員擔任。課本從英國直接定購或為本校英籍教員所編寫。也因為此,學生畢業後能順利從事和英語有關的工作。在楊振寧之前,梁思成和他的弟弟梁思永曾在崇德中學小學部學習;後來成為中國科學院副院長的材料學家嚴東生,有機化學家高振衡,數學家關肇直,建築與橋梁學家林同炎都在這裏讀過書。
崇德中學實行寄宿製,課程相當繁重,初一就有國文、英文、數學、歷史、地理、生物、體育和手工等科目;到了初二,數學科在代數之外又加上了幾何。每個星期日,楊振寧會乘坐清華校車到西單,下車走到學校;到下個星期六下午,他又到西單乘清華校車回家。初到崇德,楊振寧對一切都有點不習慣——清華園內的孩子都是教師子弟,家教嚴,不會說臟話。可是到了崇德,有些同學一開口就是粗話或帶臟字,他很不習慣。加上比同班同學小一兩歲,個頭又小,他總是受人欺負。剛開始楊振寧會報告老師,老師是受英式教育的,不僅沒有批評欺負人的同學,反而認為楊振寧應該跟欺負他的人打一架,想以此方法讓學生找到自己該處的地位。這一年楊振寧過得很不愉快。他不敢把這些事情告訴父親,又忐忑不安,壓迫感很強。

楊振寧在普林斯頓大學的辦公室裏。
振寧那時喜歡聽音樂,特別喜歡貝多芬的《命運交響曲》,覺得它激勵人萌生自我意識。有一次在跟鄧稼先討論自己的理想時,他還引用過貝多芬的一句話:“幸福不是來自外界,你必須動手去創造一切,只有在理想世界中你才能找到快樂。”上初二之後,他的數學科成績十分突出。晚上在自修時間裏,他還常常替高年級的學生做代數、幾何習題,這樣同學們才轉變了對他的態度。
圖書館是他在學校的理想世界。圖書館只有一個房間,書籍類型卻不少,從文學、歷史、社會到自然科學都有。他來這裏的目的不明確,喜歡翻各種類型的書籍。他印象深的一本書叫《亞洲腹地旅行記》,作者是瑞典人,20世紀初到了中國新疆,在塔克拉瑪幹沙漠裏差點喪失了生命。看了他的書,楊振寧也特別想哪一天穿越塔克拉瑪幹大沙漠。
有一天,一本名為《神秘的宇宙》的書進入了他的視野。這是詹姆斯·霍普伍德·金斯爵士(Sir James Hopwood Jeans)1930年寫的一本書。他是英國天文物理學家,修訂了英國物理學家J.W.S.瑞利男爵(J.W.S.Baron Rayleigh)提出的黑體輻射能量隨波長分布的公式,後人稱之為瑞利—金斯公式。楊振寧看到的是該書中文譯本。金斯爵士用通俗的語言,講述了20世紀頭30年物理學的重大革命,包括狹義相對論、廣義相對論、量子力學等。他當時並不能完全看懂書裏的內容,那些奇妙得幾乎不可信的知識讓他覺得很震動,這是存在於生活世界之外的另一個世界。那一刻,他覺得自己與當時正在產生的物理學觀念性的一些革命發生了奇妙的關聯和化學反應,以至於影響到他後來走進了物理學領域。就這樣,楊振寧獲得了他人生中的物理啟蒙。
這段平靜而幸福的時光很快被戰爭局勢打斷。從1928年國民政府遷都南京,改北京為北平開始,北京迅速衰敗,尤其是圍繞政治權力、官僚群體運轉的社會體系瀕臨崩潰。
社會學家牛鼐鄂的《北平1200貧戶之研究》記載,有的公務員原在外交部當差,家庭其樂融融,遷都後被裁撤,積蓄用完,只得以代人“寫信”為生,兒子無錢讀書,母親也憂勞患病。而以往靠庚子賠款退款支撐的各高校,面臨教育經費無著的狀態,學校教員多方奔走,索薪運動的報道頻頻見諸報端。社會學家林頌河在調查報告《統計數字下的北平》中提到,1928年6月—1929年6月,北平總商會各商號失業工人達32.69%。1932年之後,全國的形勢更加嚴峻了。國民黨為了鞏固統治,加緊了對內鎮壓,而另一方面,日本政府加緊侵略,中國面臨自鴉片戰爭以來又一次最嚴重的民族危機。
1933年初開始,日軍多次進犯北平古北口,清華園裏也風聲鶴唳。一天夜裏,楊振寧的父母聽到一陣槍聲,聲音十分接近,他們懷疑日本軍隊進了校園,趕緊將孩子喚醒。他們穿上棉衣,躲到母親床上,屏息靜氣,不敢吭聲。過了很久沒有動靜,楊振寧和弟弟妹妹才回到床上繼續睡覺。楊振寧的父親開始頻繁在孩子面前唱那首他們經常哼唱的《中國男兒》:“中國男兒,中國男兒,要將只手撐天空……長江大河,亞洲之東,峨峨昆侖……古今多少奇丈夫,碎首黃塵,燕然勒功,至今熱血猶殷紅。”
作為一個孩子,楊振寧此時依然是懵懂的。1934年楊振寧讀初二時,朱自清先生的大兒子朱邁先轉學到崇德中學。朱邁先比同班同學大好幾歲,人長得很高大,寫得一手好文章。入學不久,朱邁先在同學中找了十來個人,成立了一個讀書會,其中就有楊振寧。大家經常在一起看書、討論,涉及的內容剛開始以科普讀物為主,慢慢也看一些俄國文學作品和政治、經濟學方面的書籍。直到多年以後楊振寧才知道,當時中國共產黨在北平的地下組織幾乎在每一所中學、大學都有類似讀書會的活動,而且影響很大——那時的朱邁先,很可能就是一名中共地下黨員。那時候,楊振寧還沒意識到,一場更加長途跋涉的出行已經在等待著他。