季承:李政道與楊振寧決裂內幕-

季承:李政道與楊振寧決裂內幕獨角獸資訊 發表於 2009-12-27 18:35:00

作者:季承

1957 年萬聖節,李政道一家和楊振寧一家

李楊之爭引起了人們極大的關注,大部分人都願他們重歸於好。但是在李楊之爭的特定情況下,雖然當事人俱在,如果是非不明,而去追求和解的可能性就極小,中間雖然出現過一些單方面和緩的跡象,但終歸無濟於事。

初識

40年代,李政道正在西南聯大讀二年級。抗戰勝利後,蔣介石覺得原子彈很重要,也要造原子彈。他找到西南聯大的物理教授吳大猷、化學教授曾昭掄和數學教授華羅庚,對他們說,給你們十萬美元,一個大禮堂作為工作場所,請你們造原子彈。吳大猷他們說,造原子彈要先培養人才,建議選拔一些人去美國學習。李政道由吳大猷推薦而被選中。

1946年7月,李政道從上海乘坐「將軍號」輪船赴美國。但到了美國後,因為那裡並沒有專門接納學習原子彈技術的學校,各專業的人都要自行聯繫學校。當時,李政道只有大學二年級的學歷,報考研究生遇到了困難。於是李政道就和朱光亞、阮冠世先到芝加哥大學,李政道師從著名物理學家費米教授學起了理論物理。

那時楊振寧已在芝加哥大學當助教,他接到吳大猷的通知,給李政道他們在大學國際公寓預定了房間。楊振寧也是西南聯大校友,但比李政道高兩個年級。這是李楊的初次謀面。

同在一所學校,交往自然開始。二人開始聯名發表論文,在生活上也成了親密的朋友。

李政道入學後不久,由於他有雙份獎學金,經濟上比較寬裕,就買了一輛二手小轎車。1947年夏天,他和楊振寧、凌寧開著這輛車去西部旅行。出發前,楊振寧提議三人按比例出錢,把那部車子買下來,回來後再由李政道一人出錢買下車子。楊振寧的這個提議究竟意味著什麼,後來李政道才琢磨過味來。他對楊振寧的精於算計頗有感觸。

合作

博士畢業後,1950年,李政道到伯克利加州大學工作,擔任物理系助教。當時,朝鮮戰爭爆發,加州地方反華氣焰囂張,因而李政道在加州並不愉快。

此前,1949年秋,楊振寧來到了普林斯頓高等研究院做訪問成員。他知道李政道在加州的情況,於是兩人商量,李政道也來普林斯頓,可以一起做研究。

楊振寧去找了院長奧本海默(美國「原子彈之父」),請他給李政道發出邀請信。於是,1951年9月,李政道偕夫人來到普林斯頓高等研究院。李、楊兩家比鄰而居,兩家人來往密切。

當時,楊振寧正在進行兩維伊辛模型的磁化計算研究,李政道曾聽過J·邁耶夫婦的統計力學,楊振寧希望李政道加入一塊研究伊辛模型理論。這是他們合作的真正開始。

1951年秋,他們寫了兩篇統計力學論文,首次給出了不同熱力學函數的嚴格定義。在此基礎上他們發現不同的熱力學函數在有相變的情況下是不可解析延拓的——這個發現揭開了統計力學研究新的一頁。

兩位年輕中國學者的論文引起了物理學家愛因斯坦的重視。1952年的一天,二人受邀與愛因斯坦見面。愛因斯坦問得很多,很細,談話時間很長。最後,他站起來同李政道握手,懇切地對他說:「祝你未來在物理上成功。」

兩位年輕人在普林斯頓的合作及其卓越成果,以及他們個人和兩個家庭之間的親密關係,一時傳為佳話。奧本海默曾說,李政道和楊振寧坐在普林斯頓高等研究院草地上討論問題,是一道令人賞心悅目的景緻。

第一次分手

李政道在普林斯頓工作,既有成就又很愉快。但此時糾紛卻發生了,緣由是他們合寫的兩篇論文的署名次序問題。

這兩篇論文的總標題是《狀態方程和相變的統計理論》,第一篇《凝聚理論》署名是楊振寧和李政道,第二篇《格氣和伊辛模型》署名是李政道和楊振寧。

在第一篇論文寫完以後,按慣例合作者的署名應按合作者姓氏第一個英文字母的順序來排列,應該是「李政道和楊振寧」。但是,楊振寧提出,如果李政道不介意的話,他希望把他的名字放在前面,因為他比李政道大四歲。李政道面對這一要求很吃驚,很窘迫。但最後還是勉強同意了。

但在第二篇論文署名時,李政道覺得楊振寧的要求不合理,不能再那樣署名,於是說服楊振寧按國際慣例改了過來。這樣就造成了同一篇論文,卻有兩種署名次序的奇怪現象。

署名問題給李政道和楊振寧的合作帶來了陰影。在這種情況下,李政道決定不再和楊振寧合寫論文了。之後,雖然李政道在普林斯頓又工作了一年半的時間,但是他們沒有再合作撰寫論文。這期間,李政道獨自進行研究,獨立發表論文,提出水力學中二維空間沒有湍流;在固體物理學方面,則與勞(F.Low)和潘斯(D.Pines)合作對固體物理的極化子做出了基本性的理論分析。

李政道在普林斯頓高等研究院的研究工作很有成效,他的才能在美國物理學界嶄露頭角,他對研究院的工作環境和待遇也很滿意。他和秦惠箬的小家庭生活美滿和諧,他們也非常留戀普林斯頓這個地方。但是,論文署名的事情使李政道心裡一直很不愉快。那時,他並不知道楊振寧的夫人杜致禮也參與其間。據楊振寧的回憶,上述兩篇論文的署名次序,楊振寧本來是想把李政道的名字放在前面,理由是因為李政道畢業之後科研事業一直不順利,要幫助他,可是杜致禮根據「女人的第六感」出來阻止,說李政道這個人不值得他這樣的信任。於是第一篇論文楊振寧就堅持要把自己的名字放在了前面,雖然按貢獻和姓氏的英語字母順序都應該把李政道放在前面。

由於署名事件,雖然李政道和楊振寧表面上還維持著正常的關係,但實際上在兩人之間,包括在他們的家庭之間,已經產生了不合,李政道覺得是他離開普林斯頓的時候了。

當時,李政道在美國物理學界已頗有名氣,有幾個大學相繼向李政道發出了邀請。賓夕法尼亞州和愛荷華州大學聘請他為副教授,哥倫比亞和密歇根州大學聘請他為助理教授。李政道放棄了賓夕法尼亞州和愛荷華州大學較高職位的聘請,而選擇了哥倫比亞大學較低職位的聘請。李政道的理由是,哥倫比亞大學學術和管理水平較高,有助於自己的發展。三年後,1956年,李政道29歲時,成為哥倫比亞大學有史以來最年輕的教授。

恢複合作

李政道離開普林斯頓高等研究院,本來就是想和楊振寧拉開距離。所以,從1953年到1955年他們沒有合作過。但他們仍保持著一般的交往和聯繫,並沒有徹底破裂。

一件偶然的事情,卻使李政道又和楊振寧恢復了合作。1953年,楊振寧曾去布魯克黑文國家實驗室工作一年,和米爾斯合作發表了一篇論文《同位旋守恆和同位旋規範不變性》,其中提出了後來十分有名的「楊—米爾斯」規範場方程。

但是,當時李政道對這篇論文的出發點是否正確持嚴重懷疑。一次,楊振寧到哥倫比亞大學來看李政道,李把他的看法告訴了楊。經過激烈的討論,楊同意了李的意見,還共同發表了論文《重粒子守恆和普適規範轉換》,署名是李政道、楊振寧。

這件事使他們重拾合作,這也是他們物理生涯中富有浪漫和神奇色彩的一段。李政道在他的文章《破缺的宇稱》中有如下描述:「從1956年到1962年,楊和我共同寫了32篇論文,範圍從粒子物理到統計力學……合作緊密而富有成果,有競爭也有協調。我們在一起工作,發揮出我們每個人的最大能力。合作的成果大大多於每個人單獨工作可能取得的成果。」

共獲諾貝爾獎

李政道和楊振寧共獲諾貝爾獎的合作成果,就是產生在這個時期。

宇稱不守恆的發現,被譽為20世紀物理學中的革命。這一發現是由李政道先找到突破口的:1956年大約是4月底和5月初的一天上午,楊振寧開車從長島來紐約哥倫比亞大學看李政道,在李的辦公室里進行了討論。不久,楊振寧要移動他停在街上的汽車,他們就走到街上。把車停好後,由於飯館都還沒開門,他們就近在125街和百老匯大街路口的白玫瑰咖啡廳邊喝咖啡邊討論。李政道把最近的工作以及宇稱不守恆的突破性想法,統統告訴了楊振寧。

楊振寧激烈地反對李政道所說的一切。但經過反覆的討論,他逐漸被說服。午飯後,他們回到李政道的辦公室,楊已經完全被說服,並表示願意與李合作。他還提出了一個很重要的建議,就是勸李不要急忙發表上述那篇論文。他說,這是一個非常熱門的突破,應該用最快的速度,將整個弱作用領域一下子都佔領下來,這樣更加完整,有更大的意義。

李政道覺得十分有道理,同時覺得如有楊振寧的參加,會使整個事情做的更好。

兩人開始了友好的競賽。他們在大約兩周內完成了全部的茁衰變分析,這需要進行大量計算。兩人在計算能力上不相上下,都做出了貢獻。

一個月後他們寫出了論文,這篇論文是由李政道執筆,署名也是李政道在前。這就是轟動一時、後來獲得1957年諾貝爾獎的論文《弱作用中宇稱不守恆質疑》。

決裂

1957年10月,瑞典皇家科學院宣布,把當年的物理獎授予李政道和楊振寧。

11月,李政道要為去斯德哥爾摩領獎做準備,他們都要寫發言稿和講演稿。那時,在諾貝爾獎委員會通知以及所有媒體的報道中,兩個名字的次序都與獲獎論文的署名一樣,李政道在先,楊振寧在後。

當他們到了斯德哥爾摩,楊振寧忽然提出,授獎時他希望能按年齡順序在李政道之前受獎,而他夫人杜致禮則想在出席晚宴時讓國王作陪,也就是說,在進入晚宴會場時她要走在最前面,楊振寧次之排在第二名,由皇后作陪。

李政道對此大為驚訝,不同意這麼做。但是,楊振寧又去求李政道夫人秦惠箬。秦惠箬對李政道說,假如為這件事鬧出笑話,讓外國人看不起,太丟臉。這樣李才勉強同意。

這是一個插曲,李政道雖然心有不快,但很快被諾獎的榮耀沖淡。而不久後的一篇文章卻讓他們走向分裂——1962年5月12日出版的美國《紐約客》雜誌上刊登了伯恩斯坦寫的《宇稱問題側記》一文,主要內容是記述發現宇稱不守恆的故事。文章對李政道和楊振寧都做了介紹,特別對他們的科學合作洋溢著讚美之詞。在談到宇稱不守恆的發現時,伯恩斯坦並沒有特意指出它的突破性的思想是由他們兩個中間誰第一個提出來的。他只是說,在一個時候,「他們忽然有一想法」。

令人想不到的是,這樣一篇很平常的散記文章,卻激起了科學史上的一個大爭論,使兩位天才的中國物理學家從此終止了合作。

當時,李政道已經回到普林斯頓高等研究院,他和楊振寧比鄰而居,辦公室也是隔壁。四月時,他收到伯恩斯坦文章的校樣,沒作什麼修改。可是楊振寧卻提出了許多意見。他說,文章里有「某些令人痛苦的地方」,要和李政道討論。

楊振寧提出,文章中的某些地方,他希望他的名字要寫在李政道之前,譬如標題上的、諾貝爾獎宣布時的,以及接受獎金時的。另外,他夫人杜致禮的名字也要放在秦惠箬之前,因為杜致禮年長一歲。

第二天,楊振寧到李政道家裡提出,凡是文章里提到「李和楊寫了……」的地方都要加一個注,說明是出於字母排序的習慣。

對楊振寧的這些要求,李政道覺得太無聊。當天晚上,楊又打來電話,說那些注或許可以不加,但文章里都要寫成「楊和李寫了……」面對楊振寧在這件事情上的反覆無常,李政道很不解。

4月18日,楊振寧又到李政道的辦公室去談,說他們合作的論文的署名,按字母次序排,即「李和楊」,使他不高興;如果寫成「楊和李」,又會讓人覺得楊振寧好笑,而亂排姓氏次序也會使人看了覺得奇怪。

李政道感到失望,只好建議他們今後不再合作。楊振寧隨即變得十分激動,開始哭起來,說他是非常願意繼續合作的。但李政道感到無可奈何。最後他們都同意暫停合作。

6月,李政道和楊振寧都在布魯克黑文實驗室訪問,而且同用一間辦公室。萊德曼、史瓦茲和斯坦伯格關於兩代中微子的實驗結果已經準備好要發表,楊振寧知道後變得極度焦躁不安,他又對他們論文里致謝辭中的李楊姓氏的排名次序擔心起來。他在這個時候給李政道寫了好幾封信,表達了不滿甚至還有一些敵意。

江才健所著《楊振寧傳》里提到,楊振寧的第一封信,是在聽了謠言,說兩人不和是由於楊振寧小氣、斤斤計較以後大怒而寫的。楊振寧在開頭寫道:你在沒有知會我,更沒有和我商量的情況下,跑去找了斯坦伯格並堅持要斯坦伯格把他們的論文中楊、李兩個人的名字的順序不依過去習慣轉變過來……毫無疑問的,在一個薄紗的天真甚至或者是寬宏大量的面貌之下,你的所作所為是一種不誠實、很愚蠢而且又居心叵測地傷害我的行為。我的這些言辭很強烈,但是還沒有強烈到足以形容你的行為……

李政道不在辦公室時,楊振寧把這封信放在了他的桌子上。後來,李政道回到辦公室,看見了這封信。李政道還詢問了信里「perfidious」的意思(背信棄義),看過後情緒受到很大的衝擊。

當年11月,李政道向奧本海默遞交了辭職書,決定離開普林斯頓高等研究院。雖然他對那裡十分留戀,但還是懷著「深重的哀傷之感」提出了自己的請求。奧本海默對此感到非常遺憾,他尖銳地說,李政道應該不要再做高能物理,而楊振寧應該去看看精神醫生。

各執一詞

事過多年,李政道和楊振寧對於他們兩人的合作、友誼和分手都做過記述。由於他們的記述不同而且已曉之於眾,便形成了所謂的「李楊之爭」。

楊振寧在寫於1982年、出版於1983年的《文集》里《初識李政道》一文中寫道:「他才華出眾,刻苦用功。我們相處得頗投機,很快就成了好朋友。……費米做了他的學位論文導師,但他總是轉而向我尋求指導。因此,在芝加哥的歲月里,事實上我倒成了他的物理老師。」

在《和李政道的最後的合作》一文的後記里,楊振寧對兩人的合作做了總結:「我對他就像一位兄長。在粒子物理和統計力學領域裡,我在1950年代初就已經成了名。我們的合作關係中,我是資深的一方。敏銳地警覺到不應該擋住他的道,我便有意識地往後靠,盡量在事業上扶持他,同時,在公開場合對我們合作關係的實質嚴格地保持緘默……」

楊振寧在寫於1982年的《獲諾貝爾獎的論文產生經過:宇稱守恆問題》一文後記里,記述了他和李政道合作發現弱作用中宇稱不守恆的經過,楊振寧的版本與李政道截然不同:「……4月底或5月初的一天,我驅車前往哥倫比亞做每周例行的拜訪。我把李政道從他的辦公室接出來,上了車……我們的討論集中在茲-子之謎上面。在一個節骨眼上,我想到了,應該把產生過程的對稱性同衰變過程分離開來。於是,如果人們假設宇稱只在強作用中守恆,在弱作用中則不然,那麼茲和子是同一個粒子且自旋、宇稱為0-(這一點是由強作用推斷出的)的結論就不會遇到困難……李政道先是反對這種觀點。我力圖說服他,……後來他同意了我的意見。」

從他的文章的敘述來看,很明確,弱作用不守恆的發現之功完全屬於他自己。更進一步,楊振寧在文章後面加的注里,又把事情的要害和盤托出,他寫道:到目前為止,我對與李政道合作的經過在公開場合一直嚴格地保持緘默……要不是在1979年的某一天,我偶然看到……李政道一篇題為《弱相互作用的歷史》的文章,這篇文章含蓄地暗示了許多事情……我知道,有朝一日我必須把真相公之於世……這是楊振寧用書面形式,將他和李政道分歧的要害公之於眾的記錄。

李政道在寫於1972年的《弱相互作用的歷史》一文里,當講到如何解決茲-子之謎的時候,他寫道:當阿爾瓦雷茲小組在他們的泡室里沒有找到這種5MeV的酌時,我終於清楚了,那時在1956年初,要解決茲-子之謎必須依賴於更深層次的東西;或許宇稱是不守恆的,而茲和子實際上是同一個粒子……隨後我從吳健雄那裡借到一本由齊格班編的有關茁衰變的權威著作,和楊振寧一起系統地計算了所有可能的宇稱破缺的效應……在我們把齊格班的書通讀一遍後,重新用心的相互作用推導了所有的那些老的公式我們就十分清楚了,在那個時候,甚至連一個能證明在茁衰變中宇稱是守恆的實驗數據都沒有,這說明我們是多麼愚蠢!

文章裡面到底傳達出什麼信息,讀者可以自行判斷。但楊振寧覺得這就是李政道公開他們分歧的證據。

李政道寫於1986年的《破缺的宇稱》一文,是專門為了記述他和楊振寧的合作和分手而寫的一篇文章,也是回應楊振寧上述1982年的文章的。在第一節「序」里,李政道用寫故事的手法,對兩人的合作與分手做了描述:一個陰暗有霧的日子,兩個小孩在沙灘上玩耍,其中一個說:「喂,你看到那閃爍的光了嗎?」另一個說:「看到了,讓我們走近一點看。」兩個孩子十分好奇,肩並肩向著光跑去……第一個到達門口的孩子說:「找到了:」他把門打開。另一個沖了進去……他們發現了黃色帝國的寶庫。他們的這項功績使他們獲得了重獎,深受人們羨慕。他們名揚四海。多少年過去,他們老了,變得愛好爭吵。記憶模糊,生活單調。其中一個決定要用金子鐫刻自己的墓志銘:「這裡長眠著的是那個首先發現寶藏的人。」另一個隨後說:「可是,是我打開的門。」

在李政道的眼裡,李楊之爭的結論「很容易證明。」為了說明自己是如何接近而終至產生了宇稱不守恆的突破思想,他簡述了在這發現之前的有關工作。

在1955年下半年至1956年下半年這一年內,李政道圍繞著宇稱不守恆的理論分析進行工作,曾寫過幾篇論文,都與宇稱不守恆有關。從1955下半年開始,李政道把主要的精力都放在解茲-子之謎上。茲-子之謎是當時粒子物理中最為突出的問題,李政道在當時大家公認的宇稱守恆的框架下,和他的同事、哥倫比亞大學實驗物理家奧里爾仔細地分析了這三個疑點後,共同發表了文章,一段時間裡曾在粒子物理領域中引起轟動。這時,李政道已經充分意識到要解茲-子之謎必需走出宇稱守恆這一傳統的古老堡壘。這篇文章忠實而生動地記錄了李政道在宇稱不守恆思想突破前夕,為了攻克茲-子之謎所做出的不懈努力的過程。了解到這些過程,我們很容易理解,為什麼1956年4月李政道能夠在和另一位哥倫比亞大學同事,實驗物理學家斯坦伯格(1988年諾貝爾物理學獎獲得者)談話時,忽生靈感,產生了宇稱不守恆思想的突破。

1956年春天,當獲知阿爾瓦雷斯的氣泡室沒有找到軟伽馬射線之後,李政道就積極地在考慮宇稱不守恆的可能性。宇稱不守恆的突破思想是4月初羅徹斯特會議後觸發的,分析奇異粒子宇稱不守恆的工作,李政道4月份就完成了。1956年5月,楊振寧才到紐約哥倫比亞大學,向李政道提出要求,看能否幫助李政道一起分析貝塔射線衰變過程中的宇稱不守恆問題。這時他們才開始在宇稱不守恆問題上的合作。

這些情況很清楚地說明,李政道提出的關於弱作用中宇稱不守恆的突破思想,並不是偶然之作,它有來龍去脈。李政道說這個突破思想是由他獨立地、獨個地發現的,也不是他的夢囈之說。

在和楊振寧爭論的同時,李政道並沒有抹殺楊振寧的貢獻,他曾多次說過:「楊振寧具有高度批評性的眼光,他是一位優秀的物理學家,也是我的好朋友。」「我和楊的合作,它的價值,就如我們已發表的科學論文所表現出的那樣,經得起時間的考驗。」

無解的謎局

科學史上有關發明創造首創權的爭論並不少見。發生在著名的偉大科學家之間的爭論也不在少數。類似的爭論,決不是中華民族所特有。因此,不應該把李楊爭論的發生歸罪於所謂中國人所特有的劣根性,必須給歷史以足夠的時間,真相才能大白。

李楊的爭論已經過去半個世紀,其影響遠遠超出了個人範疇,延伸到了日後中國基礎學科的發展。

1972年,楊振寧和李政道先後回國訪問,深刻地影響了中國的科學事業。圍繞著高能物理的發展,過去在中國素來就有不同的意見。但是,自從李楊這兩位華裔諾貝爾獎得主自海外歸來、陸續回國訪問並介入其間,這一分歧就帶有了濃厚的個人意氣的色彩,成了李楊不和的易地之戰。例子很多:李政道主張建高能加速器,楊振寧反對;李政道主張重視基礎科學,楊振寧力主搞應用科學;李政道創立特殊的考試辦法幫助中國學子赴美留學,楊振寧就說是「喪權辱國」等等。

李楊之爭引起了人們極大的關注,大部分人都願他們重歸於好。但是在李楊之爭的特定情況下,雖然當事人俱在,如果是非不明,而去追求和解的可能性就極小,中間雖然出現過一些單方面和緩的跡象,但終歸無濟於事。

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