书城传记华人十大科学家:杨振宁
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第5章

电子仪表出现了故障,杨振宁打开线路图,想检查一下毛病出在哪里。

“杨,你真笨!”一位同学不耐烦地走过来,在电子仪表的连接部位上猛踢两脚,仪表又很快转动起来。他对这位同学的两脚佩服得五体投地。由于他的动手能力较差,所以大家经常开玩笑地说:“凡是有爆炸的地方一定有杨振宁。”

1.寻找费米

经过一个多月的海上颠簸,终于望见了前方的陆地,船上的人们不禁欢呼起来。

杨振宁随着人流挤出船舱,登上了甲板。啊!到了,自由女神正高举火炬,欢迎来自远方的客人。

杨振宁在纽约登岸后,顾不上观赏异国风光,他花费了两天时间买了大衣、西服和其他一些生活必需品,然后按照自己早已想好的方案,开始行动。

在西南联大读书的时候,杨振宁最佩服的有三个人,他们是:创立相对论的爱因斯坦、量子力学创始人之一狄拉克和主持世界第一个原子反应堆的物理学家费米。年轻的杨振宁把他们作为自己崇拜的偶像是有道理的。这三位20世纪的大物理学家虽然国籍不同,风格各异,但他们有一个共同点,那就是都能在非常复杂的物理现象中提出其中的精髓,然后把这些精髓通过深入浅出的办法,用非常美妙的数学方式表示出来。他们的文章往往是单刀直入,切中要害,从来没有多余的话语。

杨振宁多么想得到这三位大物理学家的指导啊!可是,爱因斯坦年纪大了,即将退休,狄拉克是英国物理学家,不收研究生,所以,杨振宁远涉重洋到美国来的最大愿望就是能在费米的指导下学习物理。费米曾是1938年的诺贝尔物理奖获得者,他不但在基本物理上有重大建树,而且主持建造了世界上第一个原子反应堆。由于费米参加了战时的工作,所以他的行踪非常保密。

杨振宁在国内时就听说费米“失踪了”,但他仍不死心,他想,费米“失踪”之前是哥伦比亚大学的教授,现在战争已经结束,他可能已经回来了,于是振宁满怀希望地直奔哥伦比亚大学。他兴冲冲地来到了哥伦比亚大学八楼的物理系办公室。

“请问,费米教授什么时候讲课?”

刚进门,他就迫不及待地问办公室的秘书。

“什么费米,对不起,我们从来没有听说过这个名字。”

秘书抬头望了一下这位满头是汗的陌生青年,若无其事地说。原来此时费米正在墨西哥的一个峡谷中试验原子弹,这在当时来说是个军事秘密,不能随便泄露出去。没有办法,杨振宁只好怀着失望的心情到普林斯顿去,因为普林斯顿大学有一个专门研究对称问题的教授,而对称问题正是杨振宁很感兴趣的问题,他想跟着这位教授研究对称问题。没有想到,在普林斯顿大学,杨振宁又扑了个空,这位教授下一年度休假,不开课!来美国留学,是杨振宁梦寐以求的事,但由于找不到费米,他终日闷闷不乐。一天,在普林斯顿大学的校园里,杨振宁意外地遇见了过去曾在西南联大执教的张文裕教授。

“张教授,你好!”

“振宁,你怎么在这儿?”

师生在异国相逢,非常高兴。张教授是1944年春天从西南联大来到美国的,现在普林斯顿大学当客座教授。

杨振宁将自己的心事告诉了张教授,张教授听后笑了,并悄悄地告诉振宁:“听说费米不久要到芝加哥大学主持一项研究,并且要在那里任教,你可以到那里去找他。”

踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫。这个突如其来的喜讯使杨振宁高兴得跳了起来。告别了张教授,杨振宁马上开始办理去芝加哥大学的手续。

2.和费米教授在一起

1964年1月,杨振宁成了芝加哥大学物理系的一名研究生。按照习惯,中国人来到美国后,为了便于称呼,都要起一个外文名字。给自己起一个什么名字呢?杨振宁开始了认真的考虑。从中学时代起,杨振宁就读了不少中外名人传记,其中他最崇拜的名人是富兰克林。富兰克林是一位伟大的自然科学家,他的人格魅力和在科学上的成就给杨振宁留下了深刻的印象。

杨振宁经过认真的考虑,给自己起名叫“Franklin”或是“Frank”。Franklin表示对富兰克林的崇拜,希望自己能像富兰克林那样,成为一个对人类有贡献的科学家;Frank既在语音上与Franklin接近,而且在英语词典里是“诚实”的意思,表明了杨振宁要以诚实的态度去学习知识、研究问题的决心。从此,这个响亮的名字就在芝加哥大学的研究生中叫开了,直到现在,在物理学界仍有人叫他Frank。芝加哥大学创办于1892年,这是一所以教学和研究并重而闻名于世的大学,它吸引了世界许多国家的学者和留学生。而这所大学物理系的研究生特别多,其中有不少人是慕费米的名而来的。

在这里,杨振宁一直在打听费米的情况,可是没有人能告诉他。直到有一天,他终于见到了敬仰已久的费米教授。费米是20世纪的一位著名物理学家,他有很多特点。一般的物理学家,或者是侧重于实验方面,或者是侧重于理论方面,而费米却是一个既做理论又做实验,而且在两个方面都有突出成就的大物理学家。人们称他为“双脚落地的物理学家”。作为一个有成就的物理学家,费米有自己独特的风格,那就是善于抓住物理现象的本质。早在20年代,人们开始研究量子电动力学,大家公认狄拉克是量子电动力学的创始人。狄拉克的文章发表以后,泡利和海森伯对这个课题很感兴趣,他们把这种场论又大大地向前发展了。可是,他们所写的文章,因为太形式化了,人们读起来非常难懂,不知所云。那时,费米在意大利,他看到了狄拉克的文章,也看到了泡利和海森伯的文章,他对这些都不太满意。费米也研究了这个问题,1930年用意大利文写了一篇文章,在1932年的《现代物理评论》上用英文发表了。这篇文章直截了当、非常具体地奠定了量子电动力学的基础。

在这之前,不管狄拉克、泡利、海森伯写了多少篇文章,他们所做的工作都偏于形式化,所得的结果不具体、不清楚,经过费米的工作,这个问题就变得非常具体、清楚了。当时就有人说,在费米的文章出来以前,没有人懂得电动力学,算来算去都是一些形式化的东西,对于具体的内容并没有理解,费米的文章出来以后,才使人们真正地懂了。这正是费米独特的地方,任何复杂的问题,经过费米的处理,就会变得简单明了,使人觉得中学生都可以明白。费米的这种风格,不仅表现在研究方面,而且也表现在讲课方面。他除了讲授普通的课以外,还开了一门特别的课,讲授一些精心选出来的题目。他讲课明白易懂,推理简洁明快,解决问题单刀直入,击中要害,使学生一下子就抓住了要点。他对形式主义的东西深恶痛绝,他常常开玩笑地说:“复杂的形式主义留给‘主教们’去搞吧!”

除了上课以外,费米每周要花费一两个晚上的时间,对几个研究生作讲演。这种讲演很特殊,事先不准备,当大家都聚集在他的办公室里时,由学生提出问题,他就查阅自己的笔记,然后给大家讲解。

杨振宁至今还保存着他听费米讲演时所做的笔记。除了正式和非正式的课程以外,研究生们最开心的是吃午饭的时间。

每天中午,开饭的时间到了,大家不约而同地围在费米教授的身旁,一边津津有味地吃着饭,一边提出各种各样的问题,让费米教授来解答。他往往寥寥数语就把问题阐述清楚了。费米这种独特的风格,这种对科学的挚爱和激情,都对杨振宁以后的工作产生了重要的影响。

在众多的研究生中,费米也非常喜欢来自中国的学生杨振宁。

1949年春天,费米正在讲授核物理课,因为有急事要离开芝加哥,他把杨振宁叫到了办公室:“杨先生,请你代我讲几节课好吗?”

看到杨振宁有点犹豫,他又补充说:“我相信你的能力!”

并随即交给杨振宁一个笔记本。笔记本上写满了费米上课要讲的内容,甚至每一节课的所有细节都写得清清楚楚。临走前,费米又和杨振宁一块儿把全部内容讨论了一遍,把每一个推理过程都解释得非常清楚。这些使杨振宁深受感动。

1949年夏天,费米与杨振宁共同写了一篇文章《介子是基本粒子吗?》。