一九四五年夏天,杨振宁在西南联大附中完成一年教学工作后,踏上了赴美留学的征程。这并非一次轻松的旅程——当时中国与美国之间没有正常的商船或航线来往,他不得不先乘飞机到印度加尔各答,在那里苦苦等待了三个月,才终于等到运兵船上的空位。
杨振宁和一组清华留美同学,一共二十几个人,就这样挤上了运兵船。每艘运兵船载几千个在周边地区的美国兵回国,船上留一二百个床位给非美国军队的人乘坐。船舱异常拥挤,人在床上甚至无法坐起来。船最底下的“统舱”里面有好几百人,周围都是美国兵。这是杨振宁第一次长时间接触英语国家的人。
到了美国纽约上岸后,杨振宁花了两天时间买了西服和大衣,随后立即前往哥伦比亚大学寻找他心仪已久的物理学家费米。由于当时仍处于战时,费米的行踪一直被保密。杨振宁在中国时就听说费米“失踪”了,但他知道费米失踪前是哥伦比亚大学的教授,所以到校询问费米教授何时上课。令他非常惊讶和失望的是,哥大物理系秘书竟然没有听说过费米这个人。 后来在普林斯顿拜访老师张文裕教授时,杨振宁才得知费米在战争期间曾在洛斯阿拉谟斯工作,并且已经决定到芝加哥大学担任教授。这个信息促使杨振宁选择成为芝加哥大学的研究生,这个决定对他后来的科学生涯产生了深远影响。
在芝加哥大学,杨振宁与费米建立了密切的学术关系。费米除了教授普通课程外,还开设了一门特别课程,讲授精选的专题。杨振宁深受费米的影响,同时他也与后来被称为“氢弹之父”的泰勒教授有着深入的交流。泰勒的物理学研究具有鲜明的特点——他拥有许多来自直觉的见解,这些见解虽然不一定都正确(用杨振宁的话说,“恐怕百分之九十是错的”),但他不怕提出可能是错误的见解,这种勇于探索的精神给杨振宁留下了深刻印象。
在芝加哥大学的两年半时间里,杨振宁获得了博士学位,他后来回忆说,这段时间确实学到了很多东西:“不仅是一般书本上的知识,尤其重要的是方法与方向。”他特别比较了在西南联大学习的推演法和在芝加哥大学学到的归纳法。在联大,他通过吴大猷先生学习了分子光谱学与群论之间的关系,主要是从数学推演到物理的方法;而在芝加哥,泰勒教授注重的是从物理现象引导出数学表示的归纳法。杨振宁深刻体会到,因为归纳法的起点是物理现象,从这个方向出发,不易陷入形式化的泥坑。
杨振宁原本计划在芝加哥大学完成一篇实验论文,他深感自己对实验接触太少。然而,由于当时他是外国人身份,不能进入阿贡国家实验室,而费米的实验室正好在那里,这个计划未能实现。后来费米介绍他到艾里逊教授的实验室工作,参与建造一套四十万电子伏的加速器。在实验室的十八至二十个月里,发生了一个有趣的小插曲——实验室有个笑话,说“凡是有爆炸的地方一定有杨振宁”。
尽管付出了巨大努力,杨振宁的实验工作并不太成功。他后来客观地分析说,这倒不完全是他个人的错误,因为那个题目本身可能就是一个做不出来的题目。当泰勒教授建议他改为撰写理论论文时,杨振宁虽然感到失望,但经过两天的思考后,还是接受了这个建议。他坦言,这个决定让他如释重负,后来他选择了理论物理方向。对此,他幽默地引用朋友的话说:“这恐怕是实验物理学的幸运。”
爱因斯坦(左)与奥本海默(右)
一九四八年获得博士学位后,杨振宁在芝加哥大学做了一年的教员。一九四九年春天,当奥本海默到芝加哥大学演讲时,杨振宁决定申请到普林斯顿高等学术研究所做研究。在泰勒和费米的推荐下,奥本海默很快接受了他的申请。费米在送别时给了他一个重要的建议:高等学术研究所是一个很好的地方,但不宜久居,因为那里的研究方向过于理论化,容易脱离实际物理问题,“有点像中古的修道院”。费米建议他去一年后就回到芝加哥来。
一九五〇年初,奥本海默聘请杨振宁长期留在普林斯顿研究所。奥本海默对杨振宁有着很高的评价,他曾经说过:“杨振宁是我见过的最聪明的年轻人。”他还曾经开玩笑地说:“如果我有一个儿子,我希望他能像杨振宁一样。”
经过慎重考虑后,杨振宁决定留下。这个决定背后有一个浪漫的原因——那时他正在与杜致礼(后来的杨振宁夫人)交往,而她在纽约念书,离普林斯顿很近。
在普林斯顿高等学术研究所,杨振宁迎来了科研事业的黄金时期。他特别回忆起与爱因斯坦的一次会面。有一天,爱因斯坦通过助手邀请杨振宁去谈话,因为爱因斯坦看到了他和李政道合写的一篇关于统计力学的文章。爱因斯坦年轻时的研究有两大传统:电磁学和统计力学,因此他一直对统计力学保持着浓厚兴趣。杨振宁后来坦言,由于爱因斯坦的英文夹杂着德语词汇,而自己又很紧张,所以谈话后别人问起谈话内容时,他竟说不清楚。
杨振宁(左一)在普林斯顿高等研究院
普林斯顿高等学术研究所的研究气氛非常活跃,主要是一群年轻人经常讨论和辩论,当然也有激烈的竞争。杨振宁特别强调,四十年代末到五十年代初是粒子物理学这一新领域蓬勃发展的时期,他和同时代的物理工作者很幸运地与这个新领域一同成长。他认为,一个年轻人在初出茅庐时,如果进入的领域将来有大发展,那么他能够做出有意义工作的可能性也就比较大。
在普林斯顿期间,还有一个有趣的小插曲。《生活》杂志曾派摄影师来为杨振宁拍照,当时他办公室桌子上堆满了“预印本”。他本想搬掉再照,但摄影师坚持保留原样。照片出来后,杨振宁幽默地说:“我才知道为什么他是摄影师而我不是。” 几十年来的研究工作使杨振宁在统计力学和粒子物理学中的对称原理两方面取得了突出成就。他特别提到与他合作时间最长、最有成绩的李政道和吴大峻,以及合作时间虽不很长但成果很有意义的米尔斯。这些合作关系的建立和发展,都与他在美国的学习和研究经历密不可分。
今天的纽约州立大学石溪分校
一九六五年初,杨振宁接到托尔教授的长途电话,邀请他到新成立的纽约州立大学石溪分校任教。经过几个星期的考虑,他于一九六六年夏天离开待了十七年的普林斯顿,前往石溪。对于这个决定,很多人问他是否后悔走出“象牙塔”,他的回答始终是“不后悔”。他认为世界不只有象牙之塔,还有很多其他重要的事业,比如建立石溪分校这样的工作。
在石溪期间,杨振宁主持理论物理研究所,吸引了许多杰出学者前来访问和研究,其中包括他做学生时最佩服的三位近代物理学家之一的狄拉克教授。他还特别提到一位来自韩国的教授李昭辉,认为他有深入的、直觉的物理见解,是杰出的人才。李昭辉(Benjamin Lee)在石溪的七年间做出了十分重要的工作,达到了一生学术工作的顶峰。
一九七一年夏天,中美关系开始出现解冻迹象,杨振宁立即决定访问中国。他后来解释为什么如此着急要去:“因为我看得出来,两个国家根据当时的国际情势,是在试探是否可以有些有用的接触。当时越南战争还没有结束。我很怕这刚打开一道小缝的门在几个月之内又会再关闭起来。”这是他二十六年来第一次回到祖国,内心的激动可想而知。
在中国的访问期间,他去了上海、合肥、北京和大寨,深刻感受到中国发生的天翻地覆的变化。他意识到自己可以成为中美两国之间的桥梁:“回到美国以后我想我对于中国、美国都有一些认识,而且都有深厚的感情。在这两个大国初步接近的形势下,我认识到我有一个做桥梁的责任。我应该帮助建立两国之间的了解跟友谊。”1977—1980年,杨振宁出任全美华人协会(NACA)创始总会会长,为促进中美两国人民之间的了解、友谊和合作作出重大贡献。周培源曾评价说:“杨振宁是美籍华裔科学家访问新中国的第一人,也是架设起中美之间科学家友谊和交流桥梁的第一人。仅是这方面的贡献,杨振宁的成就就是无人能及的。”1981—1992年,杨振宁在石溪分校创办的中美教育交流委员会(CEEC)共资助国内81位(沈津和曾善庆曾先后2次受CEEC资助赴美)科学和人文学者赴美访问进修,为中美两国间的人才交流与合作作出突出贡献。
回顾杨振宁在美留学的经历,我们可以看到一位杰出科学家成长的全过程。从最初的语言文化适应,到学术方向的选择,再到研究方法的形成,最后到国际学术桥梁的搭建,每一个阶段都体现了他对科学真理的不懈追求和对祖国的深厚感情。他的经历不仅是个人成功的典范,也是那个时代中国学子海外求学的缩影,更是中美教育交流史上重要的一页。科学无国界,但科学家有祖国。这些珍贵的经历和思考,至今仍然对我们理解科学精神、国际交流和个人成长有着重要的启示意义。
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