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(diǎn)曾引起轟動(dòng)

這是1963年的物理學(xué)家楊振寧

作者：?jiǎn)讨巍ぜs翰遜

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、理論物理學(xué)家楊振寧于周六在北京逝世，享年103歲。他對(duì)數(shù)學(xué)美感的敏銳把握，曾幫助人類揭示出自然界運(yùn)行規(guī)律中一個(gè)出人意料的“褶皺”。

楊振寧的逝世由北京清華大學(xué)宣布，他在該校任教多年。

1956年，楊振寧與同事、物理學(xué)家李政道共同提出一個(gè)觀點(diǎn)：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(yīng)表現(xiàn)完全一致”。他們的預(yù)測(cè)很快通過實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)，兩人也因此共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

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

戴森評(píng)價(jià)道，楊振寧對(duì)數(shù)學(xué)美感的感知“既能將他最不起眼的計(jì)算轉(zhuǎn)化為微型藝術(shù)作品，也能將他更深刻的理論推測(cè)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(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的發(fā)展。2004年，82歲的他與28歲的廣東外語外貿(mào)大學(xué)研究生翁帆結(jié)婚，名氣進(jìn)一步提升。兩人相識(shí)于1995年，當(dāng)時(shí)翁帆在一場(chǎng)國際物理學(xué)研討會(huì)上擔(dān)任翻譯。據(jù)《中國日?qǐng)?bào)》報(bào)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(xué)家，當(dāng)時(shí)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(xué)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(cè)器及山頂觀測(cè)設(shè)備記錄的軌跡被發(fā)現(xiàn)的。

有時(shí)，K介子會(huì)衰變?yōu)閮蓚€(gè)更小的“π介子”，有時(shí)則衰變?yōu)槿齻€(gè)。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(duì)稱性”原則，長期以來被認(rèn)為是支配物理世界的基本規(guī)律。

當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家不愿接受“宇稱守恒定律不適用于這類核衰變”的結(jié)論，于是被迫提出“存在兩種K介子”的假設(shè)，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(xué)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(quán)宜之計(jì)——是為回避棘手實(shí)驗(yàn)結(jié)果而臨時(shí)提出的假設(shè)。1956年春，當(dāng)時(shí)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(shí)驗(yàn)室兼職的楊振寧，前往紐約市與哥倫比亞大學(xué)的李政道進(jìn)行定期會(huì)面。

兩人在附近一家中餐館共進(jìn)午餐時(shí)，直面了一個(gè)可能性：弱核力（核衰變的“驅(qū)動(dòng)力”）可能不遵循鏡像對(duì)稱性。同年秋季，他們?cè)凇段锢碓u(píng)論》期刊發(fā)表了一篇具有里程碑意義的論文，提出了驗(yàn)證這一猜想的方法。

哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)家吳健雄接受了這一挑戰(zhàn)。她在華盛頓國家標(biāo)準(zhǔn)局（現(xiàn)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院）開展實(shí)驗(yàn)，證實(shí)弱核力確實(shí)會(huì)破壞宇稱守恒。實(shí)驗(yàn)顯示，原子核衰變時(shí)，向某一方向發(fā)射的電子數(shù)量多于另一方向——對(duì)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(xué)獎(jiǎng)

斯德哥爾摩（諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)選機(jī)構(gòu)所在地）的“慢節(jié)奏”流程罕見提速，1957年，這兩位物理學(xué)家被授予諾貝爾獎(jiǎng)——這或許是史上“最快頒發(fā)”的諾貝爾獎(jiǎng)之一。他們也是首批華裔諾貝爾獎(jiǎng)得主。此后，人們常將“李楊”或“楊李”并稱，仿佛他們是一個(gè)整體，卻不知兩人的關(guān)系當(dāng)時(shí)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(gè)孩子中的長子，父親楊武之是一名數(shù)學(xué)教授。

楊振寧的童年與少年時(shí)期多在北京度過，但隨著抗日戰(zhàn)爭(zhēng)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(duì)輸送物資的“滇緬公路”（公路終點(diǎn)為昆明），對(duì)楊家所在的庭院進(jìn)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(xué)獲得碩士學(xué)位（抗戰(zhàn)期間，清華從北京遷址昆明）。不久后，他獲得獎(jiǎng)學(xué)金前往美國，原本希望在哥倫比亞大學(xué)師從恩里科·費(fèi)米——這位意大利裔物理學(xué)家曾主持首個(gè)成功的核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)驗(yàn)。

楊振寧意外得知費(fèi)米即將前往芝加哥大學(xué)參與“曼哈頓計(jì)劃”（研制原子彈的項(xiàng)目），便隨之前往芝加哥。他后來在文章中寫道，正是費(fèi)米教會(huì)他“理論必須與實(shí)驗(yàn)緊密相連”，并告訴他“物理學(xué)需要一磚一瓦、一層一層地從基礎(chǔ)搭建起來”。

在芝加哥，楊振寧與李政道重逢——兩人在中國求學(xué)時(shí)便已相識(shí)。在匈牙利裔“氫彈之父”愛德華·泰勒的指導(dǎo)下，楊振寧完成了博士論文，于1948年獲得博士學(xué)位。在芝加哥大學(xué)任教一年后，他前往普林斯頓高等研究院，師從時(shí)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(dāng)時(shí)他剛在《物理評(píng)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(gè)半小時(shí)，但自己“沒太聽懂對(duì)話內(nèi)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(xué)家近距離接觸，我太激動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(xué)的重要框架。他們借鑒德國數(shù)學(xué)家赫爾曼·外爾提出的“規(guī)范場(chǎng)論”，創(chuàng)立了“規(guī)范原理”，解釋了量子物理核心領(lǐng)域中電磁力、弱核力與強(qiáng)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(xué)接受采訪時(shí)談及這一理論：“我們發(fā)表那篇論文時(shí)，沒人覺得它重要，我們自己也沒想到它會(huì)有這么大影響力。但我們當(dāng)時(shí)認(rèn)為這個(gè)想法很美，數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)也非常優(yōu)雅，所以還是發(fā)表了論文。20年后，一系列實(shí)驗(yàn)表明這個(gè)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(shí)，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(shí)間后，前往哥倫比亞大學(xué)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(guān)系逐漸出現(xiàn)緊張，最終于1962年分道揚(yáng)鑣。讓李政道感到不滿的是，楊振寧有時(shí)會(huì)強(qiáng)調(diào)自己的“資歷”，因自己年長四歲而堅(jiān)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?yàn)檫@一點(diǎn)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?qǐng)?bào)》采訪時(shí)，稱這次決裂是“一場(chǎng)悲劇”。

楊振寧對(duì)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(jì)念論文集”（Festschrift），以致敬他的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。但楊振寧認(rèn)為，一本收錄自己論文并附上解讀的集子會(huì)更有意義。

在這本論文集中，他描述了諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)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(xué)擔(dān)任“阿爾伯特·愛因斯坦物理學(xué)教授”，并擔(dān)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(jiǎng)”

1971年訪問中國后，楊振寧開始重建舊時(shí)的聯(lián)系。后來，他擔(dān)任香港中文大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)研究所所長，并回到母校清華大學(xué)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(shí)于中國——當(dāng)時(shí)楊振寧在中學(xué)任教，杜致禮是他的學(xué)生。兩人結(jié)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(gè)子女（Franklin Yang、Gilbert Yang、Eulee Yang），以及兩名孫輩。

在接受《新聞日?qǐng)?bào)》采訪時(shí)，楊振寧表示，他懷疑物理學(xué)家永遠(yuǎn)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(gè)人認(rèn)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(gè)神經(jīng)元，怎么可能與自然界的無限深度相匹敵呢？”