10月24日上午9時,楊振寧遺體告別儀式在北京八寶山殯儀館大禮堂舉行。
楊振寧一生都在追尋對稱性,雖然他正是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了對稱性的破缺而被授予諾貝爾物理學(xué)獎。那年他35歲。
2025年10月18日12時00分,楊振寧因病在北京逝世。17天前,他剛過完103歲生日。他的好友、清華大學(xué)物理系教授朱邦芬對《中國新聞周刊》說,2019年年底,楊振寧曾因摔倒而住院,2023年后,其健康狀況進(jìn)一步下滑。今年9月下旬,醫(yī)院已下了病危通知。
楊振寧的“關(guān)門弟子”翟薈回憶,10月18日中午,當(dāng)他趕到醫(yī)院后,楊振寧“安詳平靜地離開了,一如往日的從容”。
楊振寧是20世紀(jì)最有影響力的理論物理學(xué)家之一。物理圈之外,少有人知的是,他因諾獎而知名的宇稱不守恒并不是其最有分量的成就。他在1954年提出的楊-米爾斯理論,深刻地重塑了20世紀(jì)下半葉物理學(xué)和現(xiàn)代幾何學(xué)的發(fā)展。“可以排在牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的工作之列。必將對未來幾代人產(chǎn)生類似的影響。”這是1994年美國科學(xué)成就鮑爾獎給他的頒獎詞。
楊振寧足夠長壽,他的同代人——那些劃過20世紀(jì)物理星空的絢爛人物,大多已去世,楊振寧幾乎是最后的見證者,與他一起落幕的,還有現(xiàn)代物理的黃金年代。
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楊振寧 攝影/張沫
尋找“統(tǒng)一”
楊振寧生來是個“左撇子”。上帝也是嗎?
物理學(xué)家泡利并不相信。1957年1月17日,他激動地在一封后來廣為流傳的信中寫道:“我要下一筆很大的賭注:實(shí)驗(yàn)一定會得出對稱的結(jié)果。”他指的實(shí)驗(yàn),是為了驗(yàn)證楊振寧與李政道1956年6月發(fā)表的論文《對弱相互作用中宇稱守恒的質(zhì)疑》。
后來的故事大家都知道了,楊和李是對的,二人還以“前無古人的速度”獲得了諾獎,這一紀(jì)錄至今未被打破。宇稱不守恒的結(jié)果之所以石破天驚,在于它破壞了自然界最優(yōu)美的法則——對稱定律。
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當(dāng)?shù)貢r間1957年12月11日,瑞典斯德哥爾摩,諾貝爾獎頒獎典禮在音樂廳舉行。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者李政道(左)和楊振寧(中)在領(lǐng)獎后,瑞典國王古斯塔夫六世·阿道夫(右)向他們鼓掌致意。 圖/視覺中國
所以,為什么是楊振寧?
要弄清楚這一切,先要從他對對稱性的沉迷說起。楊振寧非常強(qiáng)調(diào)科學(xué)的品味(taste)。他認(rèn)為,每一個有創(chuàng)造性活動的領(lǐng)域里,一個人的taste,加上他的能力、脾氣和機(jī)遇,決定了他的風(fēng)格,這種風(fēng)格又決定他的貢獻(xiàn)。“物理學(xué)雖然是一種客觀的研究物質(zhì)世界的學(xué)問。然而,物質(zhì)世界具有結(jié)構(gòu),一個人對這些結(jié)構(gòu)的某些特點(diǎn)的喜愛與憎厭,正是他形成自己風(fēng)格的要素。”
楊振寧的taste最早產(chǎn)生自西南聯(lián)大時期。1938年,16歲的楊振寧以同等學(xué)力考入了戰(zhàn)時在昆明的西南聯(lián)合大學(xué)。2萬多名考試者中,他的成績位居全國第二。
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楊振寧西南聯(lián)合大學(xué)準(zhǔn)考證。圖/清華大學(xué)網(wǎng)站
聯(lián)大物理系對楊振寧影響最大的兩位老師是吳大猷和王竹溪。吳是他的學(xué)士論文導(dǎo)師。楊振寧后來回憶,1941年秋天,吳大猷讓他去研究《現(xiàn)代物理評論》上的一篇文章,主題是分子光譜學(xué)和群論的關(guān)系。在數(shù)學(xué)群論于物理學(xué)的美妙應(yīng)用中,楊振寧開始對對稱性產(chǎn)生興趣,而他的碩士論文導(dǎo)師王竹溪則將他引向統(tǒng)計(jì)力學(xué)——數(shù)學(xué)與物理的優(yōu)雅交匯之處。
1945年11月,楊振寧赴美進(jìn)入芝加哥大學(xué)。他趕上了粒子物理的黃金年代,覺得自己“很幸運(yùn)”,可以和一個全新的領(lǐng)域共同成長。后來,他描述道:“20世紀(jì)物理學(xué)真正的輝煌之處,在于對一些源自人類文明之初的重要基本概念——空間、時間、運(yùn)動、能量以及力——的深入理解。這帶給我們的,是對自然的一種更加優(yōu)美、更加微妙、更加精準(zhǔn),同時也更加統(tǒng)一的描述。”
楊-米爾斯規(guī)范場理論提出前,物理學(xué)發(fā)生過三次革命:第一次是力學(xué)革命;第二次是電磁學(xué)革命;第三次就是相對論革命,愛因斯坦把時間、空間和引力都統(tǒng)一起來。
隨著粒子物理的發(fā)展,物理學(xué)對宇宙與人類本源認(rèn)知的拼圖已逐步凝練成四塊:引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力。到楊振寧在芝加哥大學(xué)讀博期間,20世紀(jì)物理最大的困惑是,如何把四種力統(tǒng)一起來,愛因斯坦想要通過廣義相對論達(dá)成這一“終極目標(biāo)”,但他失敗了。
受“統(tǒng)一”的感召,楊振寧想要尋找一個“普遍的原則來描述不同粒子間的相互作用”。最初,研究并不順利,楊振寧1947年寫給聯(lián)大好友黃昆的信中用“幻滅”來形容自己的心情。但楊振寧并不是一個輕易放棄的人。
他曾總結(jié)科研成功的三個必要條件:洞察力(Perception),堅(jiān)持(Persistence)和力量(Power)。中國科學(xué)院高能物理研究所研究員馬中騏對此深有體會。馬中騏是楊振寧晚年重要的合作者,2009—2011年和楊合作署名發(fā)表了5篇論文。2021年接受《中國新聞周刊》采訪時,馬中騏說,楊振寧的特點(diǎn)是一旦腦海中有了清晰的要解決的問題,就會想盡各種辦法來達(dá)成目標(biāo),這條路走不通,就換一條,不停地嘗試,直到走通才會停下。“他經(jīng)常在算稿郵件中說,雖然計(jì)算過程可能還有問題,但結(jié)果一定是對的,然后以三個感嘆號作結(jié)。”
1947年到1954年,楊振寧又嘗試了3—4次。直到1954年,他在布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室遇到了同樣年輕的美國物理學(xué)家羅伯特·米爾斯,他們得到了一個“非常漂亮的數(shù)學(xué)結(jié)果”。
這就是楊-米爾斯規(guī)范場理論——楊振寧在尋找的那個“普遍原則”。它將除引力之外的三種力統(tǒng)一在一個包容性框架下,在其影響下,逐漸發(fā)展出對現(xiàn)代物理影響最為深遠(yuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)模型。
復(fù)旦大學(xué)物理系特聘教授、美國猶他大學(xué)物理天文系榮休杰出教授吳詠時對《中國新聞周刊》說,從20世紀(jì)20年代基本粒子時代開啟,到70年代粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型完成,短短不到50年,人類對萬物尺度的認(rèn)知再次向微觀跨越了10億倍。“這一快速跨越的實(shí)現(xiàn),楊先生的規(guī)范場理論功不可沒。”
“一只鳥的貢獻(xiàn)”
在楊振寧看來,所有真正偉大的物理理論都是“造物者的詩篇”。在題為“楊-米爾斯”的詩篇中,只有一句詩:對稱性支配相互作用。
這是楊振寧物理生涯中最重要的論斷,也是他一生思考的凝縮。馬中騏說,堅(jiān)持背后,楊振寧成功的更重要原因,是他對物理世界本質(zhì)精準(zhǔn)的洞察力。
1984年9月24日,是馬中騏作為訪問學(xué)者來到紐約州立大學(xué)石溪分校的第一天,楊振寧當(dāng)時在這里的理論物理所擔(dān)任所長。他向楊振寧匯報(bào)訪學(xué)計(jì)劃,一方面繼續(xù)做磁單極理論方向的博士論文題目,另一方面深入研究Levinson定理。“楊先生聽后對我說,磁單極理論當(dāng)然可以做,但只是跟著別人后面做而已,Levinson定理就不一樣了,它是量子力學(xué)中的基本問題。什么是重要的問題?基本的問題就是重要的問題。”
這句話后來成了馬中騏一生的座右銘。不過,什么是“基本問題”,就像武林秘籍的神秘口訣一樣,每個物理學(xué)家都有不同的理解。受父親楊武之影響,楊振寧的理解是數(shù)學(xué)式的。
楊武之是20世紀(jì)中國最早一批留美歸來的數(shù)學(xué)家,1929年到清華大學(xué)任數(shù)學(xué)系教授。楊振寧在《父親和我》一文中回憶:“父親書架上有許多英文和德文的數(shù)學(xué)書籍,我常常翻看,印象最深的是哈代和賴特《數(shù)論》中的一些定理和斯派賽《有限群論》中的許多空間群插圖……1938年到1939年,父親介紹我接觸了近代數(shù)學(xué)的精神……”四十年后,楊振寧這樣寫道:“我的物理學(xué)界同事們大多對數(shù)學(xué)采取功利主義的態(tài)度。也許因受我父親的影響,我贊美數(shù)學(xué)的優(yōu)美和力量,它有戰(zhàn)術(shù)上的機(jī)巧與靈活,又有戰(zhàn)略上的雄才遠(yuǎn)慮。”
在楊-米爾斯方程中,楊振寧以極度濃縮的數(shù)學(xué)語言描繪了對稱性。“奇跡的奇跡,數(shù)學(xué)的一些美妙概念竟是支配物理世界的基本結(jié)構(gòu)。”他說。
楊振寧的物理學(xué)家密友弗里曼·戴森將科學(xué)家分為兩種類型:鳥與青蛙。鳥在空中翱翔于我們大多數(shù)人畢生所面對的瑣碎問題的雨林之上,使用能統(tǒng)一思維的概念;青蛙生活在泥土之下,只能看到附近生長的花朵。戴森認(rèn)為,楊振寧對物理學(xué)的最大貢獻(xiàn),是“一只鳥的貢獻(xiàn)”。
但鳥不是憑空飛起來的,楊振寧站在兩位前輩的肩膀上。一位是愛因斯坦,另一位是德國數(shù)學(xué)家、理論物理學(xué)家赫爾曼·外爾,他引入了一種特殊的對稱性,但只停留在電磁相互作用上。楊振寧則在此基礎(chǔ)上推廣到更一般的形式。
馬中騏解釋,外爾相當(dāng)于把麥克斯韋方程“用另外一種語言表達(dá)出來”,“論證了一個已有結(jié)論”。但很多物理學(xué)家捕捉不到這一方法背后隱藏的深刻邏輯,楊振寧卻立刻看到了。清華大學(xué)高等研究院教授翟薈是楊振寧回國后帶的最后一位博士生。他在接受《中國新聞周刊》采訪時指出,楊振寧曾對他說,你要是真正懂一個物理理論,就要能對它作出推廣。“一個理論,如果真的能推廣,就要提煉出這個理論中最本質(zhì)的東西。”
這揭示了楊振寧通向“基本問題”的重要路徑。戴森對楊振寧有一個經(jīng)典評價(jià):“保守的革命者。”楊后來在接受采訪時說:“我想了想,覺得他是很有道理的:我重視傳統(tǒng),通常只在必要的情況下,才會去探索新的方向。”
吳詠時認(rèn)為,西方文化語境下,“保守的革命者”是一個非常高的評價(jià)。保守強(qiáng)調(diào)的是“不極端”,但要做到不極端是很難的,因?yàn)橐直妗⑦x擇性地接受舊東西。
也就是說,當(dāng)楊振寧像鳥一樣飛過物理學(xué)的廣闊天空時,他不只望著遠(yuǎn)處的地平線,也會像青蛙一樣認(rèn)真低頭俯瞰地面的每一個細(xì)節(jié)。楊振寧實(shí)現(xiàn)了二者間的平衡。他的這一特點(diǎn)深受老師恩里科·費(fèi)米的影響。當(dāng)楊振寧1949年申請到普林斯頓高等研究院做博士后時,費(fèi)米對他說,在那里不要超過一年,因?yàn)椤把芯康姆较蛱碚摶菀着c實(shí)際的物理問題脫離關(guān)系”。
楊振寧一直把這句話記在心里。所有去石溪分校拜訪他的學(xué)者,都一定對他辦公室里占據(jù)了一整面墻的巨大柜子印象深刻。馬中騏說,柜子上是一排排的抽屜,按照年份放著楊振寧研究過的各類問題的資料與算稿。每次有人向他請教,他都能立刻精準(zhǔn)鎖定對應(yīng)的抽屜。“他的記憶力極好,腦子里裝了大量別人的技術(shù)與研究方法,供他隨時調(diào)取。我后來才理解了他說的力量(power),更是要站在巨人們的肩膀上。”
楊振寧曾用一個數(shù)學(xué)式子(D+E+F)/3來描述自己的風(fēng)格,其中D代表狄拉克,E代表愛因斯坦,F(xiàn)代表費(fèi)米。對于這三位20世紀(jì)最重要的理論物理大師的品味,他也有過精確而優(yōu)美的形容:狄拉克是“性靈出萬象”、愛因斯坦是“深廣”、費(fèi)米是“穩(wěn)健有力”。他自認(rèn)為是各取三人的三分之一。
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1955年,物理學(xué)家楊振寧與理查德·費(fèi)曼。圖/視覺中國
從這一角度出發(fā),才能更好地回答最初的問題:為什么是楊振寧?
相信“對稱性支配相互作用”的楊振寧,卻率先提出:弱相互作用中,時空對稱性可能存在破壞。正如他身上保守與革命兼具的特點(diǎn)一樣,他總是能在相互矛盾的概念中找到一條最均衡的道路。
儒家君子
楊振寧坐在臺下。
這是一個星期六的下午,美國,正在舉辦一場關(guān)于“高能物理未來”的座談會。快要結(jié)束時,主持人突然發(fā)現(xiàn)觀眾席上的楊振寧,立刻請他講幾句話。楊振寧緩慢地說,The party is over(盛宴已過)。他說完后,現(xiàn)場沒有人講話。這是1980年。會后,一位中國的年輕人要和他辯論,楊振寧說,我不和你辯,但請記住,我所說的話對你的將來,比對我的將來重要。
直到2016年,楊振寧仍堅(jiān)持他的這一想法。再度引發(fā)爭議的觀點(diǎn)來自他對中國建設(shè)大對撞機(jī)的公開反對。這是中國的高能物理學(xué)家努力了幾十年的宏大計(jì)劃:通過粒子之間的高能量碰撞反應(yīng),觀測粒子的性質(zhì)。在希格斯粒子2012年被發(fā)現(xiàn)后,新一代大對撞機(jī)作為“希格斯工廠”,有望補(bǔ)上標(biāo)準(zhǔn)模型的最后一塊拼圖。
但楊振寧不看好這一方向。他的反對理由從未變過:花上百億元的成本建大對撞機(jī),去押注高能物理一個非常不確定的未來。這件事“性價(jià)比太低”。中國的多數(shù)高能物理學(xué)家并不贊同這一點(diǎn)。
多位接近楊振寧的物理學(xué)家對《中國新聞周刊》指出,爭論背后的核心矛盾是對物理學(xué)發(fā)展方向的選擇差異。楊振寧一向的觀點(diǎn)是,做研究就要進(jìn)入一個“有發(fā)展的領(lǐng)域”,他常對年輕人建議,最好選擇“沒有人耕過的菜園子”,然后才可能“挖出不少新東西”。高能物理幾乎所有能影響到整個“拼圖”的重大理論成果,都誕生在1980年前,包括對希格斯粒子的預(yù)測。因此,在楊振寧看來,這個“園子”太陳舊了。但這種選擇與其說是“保守”,不如說是務(wù)實(shí),這是非常中國式的選擇。
“楊振寧身上有中國傳統(tǒng)儒家文化深深的烙印。”朱邦芬指出,在楊振寧眼中,物理學(xué)家有兩種類型,一種是泰勒、費(fèi)曼、奧本海默等,是天才,但行事咄咄逼人,有時為求成功不擇手段;另一種如費(fèi)米、周光召與米爾斯,具有君子之風(fēng)。楊振寧更推崇第二類。
楊振寧曾和人討論,決定一個國家的科學(xué)發(fā)展“應(yīng)保守還是激進(jìn)”,他承認(rèn),這是一個復(fù)雜的問題,但至少應(yīng)遵循兩個基本原則:第一是國家利益要高于團(tuán)體利益;第二是要奉行中庸之道,不走極端。
楊振寧有很重的家國情懷,這不僅影響著他的物理選擇,更影響了他后半生的命運(yùn)。他成長于中國最震蕩的20世紀(jì),終于在1971年第一次回國訪問。他回憶稱,當(dāng)客機(jī)穿越國境線時,他從空中首先看到的,是“離開中國前生活的城市昆明”。
1999年,楊振寧從紐約州立大學(xué)石溪分校正式退休。朱邦芬透露,這時,他就說過多次想要徹底回國。但當(dāng)時,楊振寧的妻子杜致禮因病需要在美國治療,他不得不為此將回國計(jì)劃推后三年,直到2003年底,在夫人去世一個多月后,楊振寧為自己選擇了人生最后一段的終點(diǎn):清華園,他童年成長的地方。
對楊振寧來說,全職回國后,最重要的已不再是自己做研究,而是為中國培養(yǎng)一批真正能產(chǎn)生國際影響力的基礎(chǔ)學(xué)科人才。他參與了國內(nèi)多所大學(xué)研究機(jī)構(gòu)的創(chuàng)辦,其中最重要的,當(dāng)屬清華大學(xué)高等研究中心(以下簡稱“高研中心”),后改名為清華大學(xué)高等研究院。
1997年6月2日,高研中心正式成立,對標(biāo)普林斯頓高等研究院模式。楊振寧任名譽(yù)主任。朱邦芬是中心成立后被引進(jìn)的第一個教授。他回憶,雖然楊振寧是名譽(yù)主任,但中心的幾個基本原則都由他參與討論并最終確定:第一,人員要精干,教授職位都是終身制,每個位置都要精挑細(xì)選,研究員和副研究員則都是非固定職位,以始終保持機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)的活躍;第二,必須提供足夠?qū)捤勺杂傻难芯凯h(huán)境,不限定具體研究方向,也沒有經(jīng)費(fèi)、論文和項(xiàng)目的壓力;第三,要有最優(yōu)秀的學(xué)生。
為了給高研中心選擇最合適的人才,楊振寧每次都仔細(xì)研究候選人的學(xué)術(shù)資料。“有一次,一個候選人履歷很好看,在美國獲得過重要的科學(xué)獎,但楊先生看了他的所有論文后否決了,他說,原來的工作做得很好,但這幾年不夠活躍。”朱邦芬說。翟薈形容,高研院的招人模式不是守株待兔,而是主動出擊。
一位不愿具名的接近中心的物理學(xué)者對《中國新聞周刊》說,多年來,高研中心始終能維持“以學(xué)術(shù)為先”的純粹文化,排除各種外部雜音,一個重要原因是部分實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行資金的獨(dú)立性,而不是主要從學(xué)校或政府拿錢。其中的關(guān)鍵來自楊振寧一力促成的基金會。
高研中心成立后,楊振寧立刻開始籌款,他以個人名望和人脈在中國香港和北美分別注冊了基金會,并帶頭捐款了100萬美元。也是在楊振寧的勸說下,很多朋友也都捐了款。此外,他還把自己每年100萬元薪資的部分用于中心。據(jù)了解,基金會目前約有1500萬元。“這筆錢至少夠中心再維持幾十年,保證中心人員的薪資待遇基本可以與國際接軌,而且一個老師不參與任何國家項(xiàng)目也可以在這里活下去。”前述學(xué)者說。
所有楊振寧身邊的人都評價(jià),他是一個“最正常的天才”。他沒有一些天才常有的脾氣或傲慢,待人接物平等,有君子之風(fēng)。
讓馬中騏印象最深的一次是2011年春節(jié)。為了推進(jìn)研究,初一一早,楊振寧就發(fā)來郵件表示想邀請物理學(xué)家吳大峻一起加入合作。但那天白天,馬中騏忙于過春節(jié),沒及時查閱郵件。“直到晚上才打開電腦,發(fā)現(xiàn)楊先生就這樣的小事,已和另一位合作者管習(xí)文幾次溝通,表示一定要在馬中騏表態(tài)后才能向吳大峻發(fā)出邀請。在楊先生眼中,每個合作者都是平等的。”
晚年的楊振寧仍有著極強(qiáng)的好奇心與旺盛的生命力。他90多歲時,還經(jīng)常深夜給翟薈發(fā)一些算稿,思路清晰。97歲之前,他經(jīng)常和妻子翁帆在中國香港和美國四處旅行,探索天地。翁帆回憶,85歲前,楊振寧還喜歡親自開車“上山下鄉(xiāng)”,親友都勸他,可他樂在其中。
楊振寧和翁帆還有一個“楊-翁Studio”。朱邦芬說,楊振寧喜歡用鏡頭記錄生活,夫妻出去旅游,朋友到家里做客,以及生活中遇到任何他覺得值得記錄的事情,他都會自拍自剪,還要自己配樂。有一次,朱邦芬?guī)蓺q的小孫子去楊振寧家做客,楊振寧看小孩子不聲不響但眼睛總在轉(zhuǎn)著,于是拿起鏡頭,過幾天,朱邦芬收到一張光盤,里面是楊振寧為他小孫子拍攝的兩分鐘視頻,其中很多特寫鏡頭。“他能觀察到非常細(xì)微之處,我小孫子的眼睛總是轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去的神態(tài)我平時都沒怎么注意到。”朱邦芬說。
1929年,楊振寧住進(jìn)清華園時才7歲。他人生的起點(diǎn)在清華的科學(xué)館,這棟建于1918年的磚紅色歐式小樓從正門進(jìn)來,左手第三間,是他父親楊武之曾經(jīng)的辦公室。現(xiàn)在,這里是清華大學(xué)高等研究院所在地。
楊振寧常說,自己的人生是一個圓。他特別喜歡詩人艾略特的兩句詩: “我的起點(diǎn),就是我的終點(diǎn)……我的終點(diǎn),就是我的起點(diǎn)。”楊振寧用一生追求物理學(xué)的對稱性之美,他走過了充滿美感的對稱的一生。
發(fā)于2025.10.27總第1209期《中國新聞周刊》雜志
雜志標(biāo)題:楊振寧:美即對稱
記者:霍思伊 周游
編輯:杜瑋
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