Chen Ning Yang, Nobel-Winning Physicist, Is Dead at 103

他與同事李政道于1956年提出“自然界四大基本力之一可能違背物理定律”，這一觀點曾引起轟動

這是1963年的物理學家楊振寧

作者：喬治·約翰遜

諾貝爾物理學獎得主、理論物理學家楊振寧于周六在北京逝世，享年103歲。他對數(shù)學美感的敏銳把握，曾幫助人類揭示出自然界運行規(guī)律中一個出人意料的“褶皺”。

楊振寧的逝世由北京清華大學宣布，他在該校任教多年。

1956年，楊振寧與同事、物理學家李政道共同提出一個觀點：自然界四大基本力之一，可能違背“宇稱守恒定律”這一看似不容置疑的原則。該定律的核心是“一種物理現(xiàn)象與其鏡像應表現(xiàn)完全一致”。他們的預測很快通過實驗得到證實，兩人也因此共同獲得諾貝爾物理學獎。

1999年，楊振寧從紐約州立大學石溪分校（現(xiàn)石溪大學）退休時，著名物理學家、同事弗里曼·戴森稱他是“20世紀物理學界最杰出的‘風格大師’”，僅遜色于阿爾伯特·愛因斯坦與保羅·狄拉克。

戴森評價道，楊振寧對數(shù)學美感的感知“既能將他最不起眼的計算轉化為微型藝術作品，也能將他更深刻的理論推測打造成傳世杰作”。

晚年的楊振寧在中國廣為人知，他積極推動基礎科學研究的發(fā)展。2004年，82歲的他與28歲的廣東外語外貿大學研究生翁帆結婚，名氣進一步提升。兩人相識于1995年，當時翁帆在一場國際物理學研討會上擔任翻譯。據(jù)《中國日報》報道，楊振寧曾稱翁帆是他“上帝賜予的最后一份禮物”。

楊振寧常以“弗蘭克”（取自本杰明·富蘭克林）為英文名。他屬于二戰(zhàn)后那一代年輕理論物理學家，當時人類發(fā)現(xiàn)宇宙射線中存在大量奇特的新粒子，亟待科學解釋。1956年，他與李政道專注研究其中最奇特的一種粒子——如今被稱為“K介子”或“Ka子”。這種粒子最初是通過氣球搭載的探測器及山頂觀測設備記錄的軌跡被發(fā)現(xiàn)的。

有時，K介子會衰變?yōu)閮蓚€更小的“π介子”，有時則衰變?yōu)槿齻€。這一現(xiàn)象本身并不異常，但它的衰變方式似乎違背了“宇稱守恒定律”——而這一“鏡像對稱性”原則，長期以來被認為是支配物理世界的基本規(guī)律。

當時的物理學家不愿接受“宇稱守恒定律不適用于這類核衰變”的結論，于是被迫提出“存在兩種K介子”的假設，并將它們分別命名為“θ介子”與“τ介子”。這兩種介子在其他方面完全相同，僅衰變方式不同。

與許多理論物理學家一樣，楊振寧與李政道也懷疑這種“兩種介子”的解釋只是權宜之計——是為回避棘手實驗結果而臨時提出的假設。1956年春，當時任職于美國新澤西州普林斯頓高等研究院、并在長島布魯克海文國家實驗室兼職的楊振寧，前往紐約市與哥倫比亞大學的李政道進行定期會面。

兩人在附近一家中餐館共進午餐時，直面了一個可能性：弱核力（核衰變的“驅動力”）可能不遵循鏡像對稱性。同年秋季，他們在《物理評論》期刊發(fā)表了一篇具有里程碑意義的論文，提出了驗證這一猜想的方法。

哥倫比亞大學物理學家吳健雄接受了這一挑戰(zhàn)。她在華盛頓國家標準局（現(xiàn)美國國家標準與技術研究院）開展實驗，證實弱核力確實會破壞宇稱守恒。實驗顯示，原子核衰變時，向某一方向發(fā)射的電子數(shù)量多于另一方向——對稱性并不成立。

1957年，楊振寧（左）與李政道（中）共同獲得諾貝爾物理學獎

斯德哥爾摩（諾貝爾獎評選機構所在地）的“慢節(jié)奏”流程罕見提速，1957年，這兩位物理學家被授予諾貝爾獎——這或許是史上“最快頒發(fā)”的諾貝爾獎之一。他們也是首批華裔諾貝爾獎得主。此后，人們常將“李楊”或“楊李”并稱，仿佛他們是一個整體，卻不知兩人的關系當時已出現(xiàn)裂痕。

楊振寧于1922年10月1日（部分公開資料記載為9月22日）出生在中國合肥，位于上海以西約300英里處。他是楊武之與羅孟華夫婦五個孩子中的長子，父親楊武之是一名數(shù)學教授。

楊振寧的童年與少年時期多在北京度過，但隨著抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，一家人逃往南方的昆明。1940年，日軍為切斷英國向中國國民黨軍隊輸送物資的“滇緬公路”（公路終點為昆明），對楊家所在的庭院進行了轟炸。轟炸后，一家人遷往郊區(qū)。

1944年，楊振寧從清華大學獲得碩士學位（抗戰(zhàn)期間，清華從北京遷址昆明）。不久后，他獲得獎學金前往美國，原本希望在哥倫比亞大學師從恩里科·費米——這位意大利裔物理學家曾主持首個成功的核鏈式反應實驗。

楊振寧意外得知費米即將前往芝加哥大學參與“曼哈頓計劃”（研制原子彈的項目），便隨之前往芝加哥。他后來在文章中寫道，正是費米教會他“理論必須與實驗緊密相連”，并告訴他“物理學需要一磚一瓦、一層一層地從基礎搭建起來”。

在芝加哥，楊振寧與李政道重逢——兩人在中國求學時便已相識。在匈牙利裔“氫彈之父”愛德華·泰勒的指導下，楊振寧完成了博士論文，于1948年獲得博士學位。在芝加哥大學任教一年后，他前往普林斯頓高等研究院，師從時任院長羅伯特·奧本海默。

楊振寧曾回憶起與研究院最著名教員愛因斯坦的一次交集。當時他剛在《物理評論》發(fā)表一篇論文，愛因斯坦希望與他討論該論文。楊振寧表示，兩人交談了一個半小時，但自己“沒太聽懂對話內容”。

“他說話聲音很輕，”楊振寧說，“而且，能與這位我仰慕已久的偉大物理學家近距離接觸，我太激動了，根本無法集中精力聽他講話?！?/p>

在普林斯頓站穩(wěn)腳跟后，楊振寧開始在布魯克海文國家實驗室度過暑期。在此期間，他與辦公室同事羅伯特·L·米爾斯合作提出了“楊-米爾斯理論”——這一理論成為現(xiàn)代粒子物理學的重要框架。他們借鑒德國數(shù)學家赫爾曼·外爾提出的“規(guī)范場論”，創(chuàng)立了“規(guī)范原理”，解釋了量子物理核心領域中電磁力、弱核力與強核力的相互作用，尤其是“自相互作用”。

2006年，楊振寧在石溪大學接受采訪時談及這一理論：“我們發(fā)表那篇論文時，沒人覺得它重要，我們自己也沒想到它會有這么大影響力。但我們當時認為這個想法很美，數(shù)學結構也非常優(yōu)雅，所以還是發(fā)表了論文。20年后，一系列實驗表明這個方向大致正確。又經(jīng)過五年的深入研究，人們才明確：它不僅大致正確，而且完全正確?！?/p>

與此同時，楊振寧還在與李政道合作——李政道在普林斯頓高等研究院工作一段時間后，前往哥倫比亞大學任職。從1956年開始，兩人共同發(fā)表了32篇論文。

但兩人的合作關系逐漸出現(xiàn)緊張，最終于1962年分道揚鑣。讓李政道感到不滿的是，楊振寧有時會強調自己的“資歷”，因自己年長四歲而堅持名字排在前面。李政道在1986年的一篇回憶錄中寫道，“正是因為這一點及其他原因，我與楊振寧之間那種微妙的平衡被打破了?！?/p>

多年后，楊振寧在2000年接受《新聞日報》采訪時，稱這次決裂是“一場悲劇”。

楊振寧對自己的成就并非總是保持謙遜。在他60歲生日前夕，一些仰慕他的同事提議撰寫論文，匯編成一本“紀念論文集”（Festschrift），以致敬他的學術貢獻。但楊振寧認為，一本收錄自己論文并附上解讀的集子會更有意義。

在這本論文集中，他描述了諾貝爾獎級成果“宇稱不守恒”理論的起源，并將大部分功勞歸于自己。后來，李政道發(fā)表了截然不同的版本。

1966年，楊振寧離開普林斯頓高等研究院，前往石溪大學擔任“阿爾伯特·愛因斯坦物理學教授”，并擔任該?！皸钫駥幚碚撐锢硌芯克保ìF(xiàn)名）所長。

2009年，楊振寧在香港出席“邵逸夫獎”

1971年訪問中國后，楊振寧開始重建舊時的聯(lián)系。后來，他擔任香港中文大學數(shù)學科學研究所所長，并回到母校清華大學任教。2015年，他放棄美國國籍，加入中國國籍。

楊振寧的第一任妻子是杜致禮，兩人相識于中國——當時楊振寧在中學任教，杜致禮是他的學生。兩人結婚53年，杜致禮于2003年去世。除第二任妻子翁帆外，楊振寧的幸存者還包括與第一任妻子所生的三個子女（Franklin Yang、Gilbert Yang、Eulee Yang），以及兩名孫輩。

在接受《新聞日報》采訪時，楊振寧表示，他懷疑物理學家永遠無法找到“萬物理論”（能解釋所有物理現(xiàn)象的統(tǒng)一理論）。

“自然界極其微妙，”他說，“我個人認為，人類無法完全探究自然界的深層奧秘。畢竟，人類的大腦只有約1000億個神經(jīng)元，怎么可能與自然界的無限深度相匹敵呢？”