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楊振寧與鄧稼先的生平 成就 小故事 及中國核工業的發展史

姓名:楊振寧

性別:男

出生年月:1922年10月1日

籍貫:安徽合肥

學歷:博士

楊振寧是1922年10月1日生於安徽合肥(後來他的出生日期在1945年的出國護照上誤寫成了1922年9月22日)。他出生不滿周歲,父親楊武之考取公費留美生而出國了。4歲時,母親開始教他認方塊字,1年多的時間教了他3千個字。楊振寧在60歲時回憶說:“現在我所有認得的字加起來,估計不超過那個數目的2倍。”

1928年楊振寧6歲的時候,父親從美國回來,壹見面就問他念過書沒有?他說念過了。念過什麽書?念過《龍文鞭影》。叫他背,他就都背出來了。楊振寧回憶道:“父親接著問我書上講的是什麽意思,我完全不能解釋。不過,我記得他還是獎了我壹支鋼筆,那是我從來沒有見過的東西。”

楊振寧讀小學時,數學和語文成績都很好。中學還沒有畢業,就考入了西南聯大,那是在1938年,他才16歲。1942年,20歲的楊振寧大學畢業,旋即進入西南聯大的研究院。兩年後,他以優異成績獲得了碩士學位,並考上了公費留美生,於1945年赴美進芝加哥大學,1948年獲博士學位。

1949年,楊振寧進入普林斯頓高等研究院做博士後,開始同李政道合作進行粒子物理的研究工作,其間遇到許多令人迷惑的現象和不能解決的問題。他們大膽懷疑,小心求證,最終推翻了宇稱守恒律,使迷惑消失,問題解決。楊振寧在1957年諾貝爾演講中這樣說道:“那時候,物理學家發現他們所處的情況就好像壹個人在壹間黑屋子裏摸索出路壹樣。他知道在某個方向上,必定有壹個能使他脫離困境的門。然而究竟在哪個方向呢?原來,那個方向就是宇稱守恒定律不適用於弱相互作用。”

楊振寧對物理學的貢獻範圍很廣,包括粒子物理學、統計力學和凝聚態物理學等。除了同李政道壹起發現宇稱不守恒之外,楊振寧還率先與米爾斯(R.L.Mills)提出了“楊-米爾斯規範場”,與巴克斯特(R.Baxter)創立了“楊-巴克斯方程”。美國物理學家、諾貝爾獎獲得者賽格瑞(E.Segre)推崇楊振寧是“全世界幾十年來可以算為全才的三個理論物理學家之壹”。

楊振寧謹記父親楊武之的遺訓:“有生應記國恩隆”。他在1971年夏,是美國科學家中率先訪華的。他說:“作為壹名中國血統的美國科學家,我有責任幫助這兩個與我休戚相關的國家建立起壹座了解和友誼的橋梁。我也感覺到,在中國科技發展的道途中,我應該貢獻壹些力量。”

楊振寧是這樣說,也是這樣做的。20多年來,他頻繁穿梭往來於中美之間,做了許多卓有成效的學術聯系工作。他寫過這樣兩句詩:“雲水風雷變幻急,物競天存爭朝夕。”

人們贊揚在理論物理前沿度過了半個世紀的諾貝爾獎得獎人楊振寧是壹位堅忍不拔、具數學天才的科學家。他致力於揭示自然的對稱性,而這些對稱性常常是隱藏在雜亂的實驗物理結果的後面。

楊振寧長時期在看來是神秘的物理學和數學的十字路口工作。在這個領域內,壹組漂亮的方程式可以是靈感的源泉,甚至可以在還沒有實驗證據以前就洞察物理世界是怎樣運轉的。這是壹個外行很難懂的世界,其中有充滿了希臘字母的方程式的黑板,有尋求用數學去解決問題的“品味”和“風格”,有尋求用正確語言來描述物理世界的出自內心的靈感。

物理學家戴森去年在石溪為楊振寧退休所舉行的學術討論會上說:“楊振寧對數學的美妙的品味照耀著他所有的工作。它使他的不是那麽重要的工作成為精致的藝術品,使他的深奧的推測成為傑作。”這使得他“對於自然神秘的結構比別人看得更深遠壹些”。

楊振寧已有華發,可是看起來比他的實際年齡年輕得多。他仍穿梭於紐約和遠東之間。他和香港以及北京的大學有密切的聯系,並且是設在南朝鮮漢城的壹個理論物理中心的主席。

在關於他的生活和時代的壹次廣泛的談話中,楊振寧談到他的物理學生涯,談到他沒有能從事某些領域的研究而感到的遺憾。楊振寧也談到他在中國童年和他長時間為溝通美國和自己的祖國在科學和文化方面的差異所作的努力。楊振寧談到他擔心中美關系的裂痕會擴大,以及由於新近對臺灣出生的物理學家李文和間諜活動嫌疑的調查,將為亞洲和亞裔美國科學家帶來的困難。1971年中美關系開始解凍,楊振寧自1945年到美國來當研究生以後第壹次回到中國大陸。他會見了已故的周恩來和中國的其他領導人,幫助開展了兩國之間的科學合作。他擔心這些合作將面臨危險。

那時候,當他從國外旅行回來後,聯邦調查局和中央情報局的人員常常去找他。中央情報局的官員第壹次去找楊振寧時楊要讓他的秘書記錄他們的談話,以免誤解。楊振寧繼續保持和中國的密切聯系,他說:“聯邦調查局和中央情報局近來沒有再來找我的麻煩。”

楊振寧最關心的是科學而不是政治。他談到自己的壹些經歷:壹個從中國偏僻地區壹個落後的城市來的年輕學生,怎麽會有幸參與20世紀壹個最主要的思想革命。這場革命是試圖用壹個統壹的方法來了解自然的無窮多樣性,從混沌的星球爆炸到電子環繞原子核的顫動。

1956年楊振寧第壹次出名。那壹年他和李政道***同發表了壹篇文章,推翻了物理學的中心信息之壹——宇稱守恒?基本粒子和它們的鏡象的表現是完全相同的。因為這個工作,兩人獲得了1957年的諾貝爾獎。

從長遠來看,1954年楊振寧和已故的米爾斯的開拓性的工作卻更為重要。那壹年,兩人都在布洛克海文國立實驗室工作。他們提出了壹個稱為非阿貝爾規範場的理論結構。以後證明它是以統壹的方式描述作用力和基本粒子的關鍵。布洛克海文的壹位理論物理學家馬奇努說:“當它在1954年寫成時,爭論極大。壹些人認為它和物理世界無關。”當時,楊和米爾斯沒有繼續發展下去。可是以後證明,這個從微分幾何和纖維叢這樣的抽象世界中抽提出來的數學,正是為描述像磁、電、強核力,也許還有重大相互作用中,中界作用力的粒子交換所。戴森講道:“我要說,在楊振寧的工作中最最重要的是規範常已經證明這比他和李政道關於宇稱的工作要重要得多。”

楊振寧和李政道的關系變得愈來愈緊張,兩人在1962年分手。楊振寧拒絕談論是什麽原因使得他們的關系變得緊張的。他說:“這是我生命中令我非常失望的壹件事情。我要說,這是壹個悲劇。”他們兩人已經有幾十年沒有講話了。

楊振寧紮根於數學,但是他指出,自己壹生的工作不是脫離現實世界的形而上學的遊戲。40年代後期他剛去芝加哥大學研究院時曾打算成為實驗物理學家。可是他很快就了解自己的動手能力很差。實驗室的同事們開玩笑道:“哪裏出爆,那裏就有楊振寧。”

曾任布洛克海文國立實驗室主任的實驗物理學家薩奧斯說:“楊振寧是壹位極具數學頭腦的人,然而由於早年的學歷,他對實驗細節非常有興趣。他喜歡和實驗學家們交談,對於優美的實驗極為欣賞。”

對於物理學家最大的挑戰,依然是提出壹個統壹的理論,它既適用於以重力為主的極大王國,又適用於由量子所主宰的極小王國。物理學家在70年代已經在這方面獲得進展。他們提出壹個稱為標準模型的理論。可是標準模型並沒有將重力考慮在內。

目前,弦線理論可能可以克服這個缺點。這個理論經過修改後要求十或十壹維時——空,而不是我們熟悉的四維時空,即時間這壹維加上立體幾何的三維。弦線理論提出來已經20多年,它在年輕的理論物理學家中很流行。可是楊振寧在晚年時是不同意這個理論的。楊振寧懷疑弦線理論或其派生的理論是否能將所有客觀存在的現實都放進壹個簡潔的包裝中。

楊振寧說:“弦線理論並沒有得到實驗證明。它太不定形,太模糊。”問題部分地在於,為探索弦線的影響,需要極高的能量,更強的粒子加速器。如何寫出壹個可以工作的理論,並從事十維計算也是壹個問題。

楊振寧提出物理學正經歷壹個過渡期。不斷地尋找更快更小的計算機晶片等的應用研究,將會比基礎研究對年輕人更有吸引力。他說:“很清楚,在未來的30到50年中,人們將更註意物理學的應用。其理由並不是因為所有的基本問題都已經解決了,而是因為更深入地探索物質的基本結構變得愈來愈貴。”他又說,1993年國會決定中止建造超導超級對撞機是壹個信號,高能物理有充裕的經費的時代已經結束了。超導超級對撞機是要在美國德克薩斯州建造的壹個基本粒子加速器,它的直徑將達54哩。

楊振寧預言,計算機工業的實際需求將會推動界於微觀和宏觀之間的物理學的發展,他承認許多分析家們早已預言,21世紀將是生物學的世紀,就像剛剛過去的20世紀被稱為物理學的世紀壹樣。是什麽環境使楊振寧能在占支配地位的物理學中起重要作用呢?聽他自己說,在他的成功中,運氣和抱負同樣重要。

楊振寧早年處於壹個更像是中世紀的而不是現代的社會。他得益於幸運的家庭環境以及和同事與學者們的聯系。這些為他進入更廣闊的知識和文化世界的旅程鋪平了道路。反過來,他正通過不斷努力在亞洲建立壹流的研究中心為回報。

楊振寧生長在中國中部壹個圍有城墻的城市——合肥。當時,這個城市的街道是沒有路面的,城門很窄,以致30年代第壹部汽車開來時無法通過。大部分居民是文盲。由於閉塞,楊振寧直到6歲才第壹次看見香蕉。

楊振寧的父親是當地中學的數學教師。他通過了壹次獎學金考試,得以出國,去芝加哥大學讀書,回國後在廈門大學教書,以後去了北京清華大學。

楊振寧本人追隨他父親走上了學術道路。他說:“我很幸運,上百萬和我同齡的人不是餓死就是面對軍閥混戰。”他住在北平壹個學術性的社區內,沈浸在壹個重視研究、重視知識的社區中。他的父親很快就發現兒子有數學天才,可是並沒有直接教他數學。楊振寧說:“父親的哲學是‘不要著急’。”在談天時他偶爾會向兒子提出數學難題。可是父親也認識到教育需要均衡。在楊振寧念完中學初壹時,父親請了壹位同事來教他中國古文。經過兩個夏天的緊張學習,年輕的楊振寧能背誦孔子的門徒孟子的全部著作。

1937年日本入侵,楊振寧的父親被迫離開北平,在昆明西南聯合大學任教。楊振寧繼續走好運。年輕的楊振寧不久進了這所大學,受教於壹些當時中國最傑出的科學家。他們之中有些以後去了美國,其中包括陳省身。陳省身現在已經從伯克萊加州大學退休,許多人都認為他是現在活著的最重要的微分幾何學家。

在昆明時,楊振寧開始提高他的英文。他決定不用字典來念英文小說。他選的第壹本小說是斯蒂文森的《金銀島》。這部小說裏有和大海有關的俚語,因而很難念。他花了壹個星期,念完了這本書,接著念奧斯汀的《傲慢與偏見》。在熟讀這兩本書以後,楊振寧說:“以後就容易了。”

楊振寧還有去西方世界的另壹原因:他對美國初期的科學家兼政治家富蘭克林很崇敬,富蘭克林的自傳激勵了楊振寧。去美國後他取名為富蘭克,並將第壹個孩子的英文名字取為富蘭克林。

1945年楊振寧得到庚子賠款獎學金去了美國。普林斯頓大學接受了楊振寧,可是他要拜才華橫溢的意大利物理學家費米為師,因此去了芝加哥大學並在以後被稱為氫彈之父的泰勒的指導下寫了博士論文。論文寫好後只有4頁。泰勒說服楊振寧,無論如何,壹篇博士論文只有4頁總是太短了,要他加長。他照辦了,加到了23頁。在物理學有了卓越的成就以後,他又轉向遠東。楊振寧將把他的文稿與信件捐贈給香港中文大學而不是給石溪紐約州立大學。他是中文大學的訪問教授。楊振寧也沒有排除他搬回中國的可能性,因為回去後他和與他結縭已50年的妻子杜致禮會得到更好的照顧。?新近,致禮在石溪州立大學的醫院動了三次腫瘤手術,結果良好。?楊振寧在長島還是感到很自在,也不像是要搬到遠離他的三位已經成年的孩子身邊。他們三位都已得到科學方面的學位。楊振寧說:“他們是美國人。他們接觸的中國文化很少。”長子光諾畢業於密西根大學計算機科學系,現在是紐約州西徹斯特縣的壹位財務顧問。次子光宇是壹位化學博士,住在紐約城,為J.P.Marg財務公司分析化學工業。女兒又禮是蒙太拿州列文斯登縣的壹位醫生。

楊振寧在1964年成為美國公民。他說:“我們在美國過得很不錯。在這裏我們有許多朋友。我們在兩個社會中都很自在。”

在石溪為他的退休舉行的學術討論會結束時,楊振寧談到他在60歲時的壹個“偉大和意義深遠的發現”:“生命是有限的”。他念了9世紀的壹位中國詩人李商隱的詩句:夕陽無限好,只是近黃昏。

20世紀初,另壹位作家,也是楊振寧父親的朋友?譯者註:朱自清?,把這兩行詩句改為:但得夕陽無限好,何須惆悵近黃昏?在歷經壹生對自然的神秘的思考以後,楊振寧認為這壹改造更精確地描述了他晚年的想法。 (範世藩 楊振玉 譯文)

鄧稼先(1924-1986)安徽懷寧人,著名核物理學家,中國科學院院士。

鄧稼先祖父是清代著名書法家和篆刻家,父親是著名的美學家和美術史家。“七七”事變後,全家滯留北京,16歲的鄧稼先隨姐姐赴四川江津讀完高中。1941年至1945年在西南聯大物理系學習,受業於王竹溪、鄭華熾等著名教授。1945年抗戰勝利後,鄧稼先在北京大學物理系任教。

1948年10月,鄧稼先赴美國印第安那州普渡大學物理系讀研究生,1950年獲物理學博士學位。在他取得學位後的第9天,便登上了回國的輪船。回國後,鄧稼先在中國科學院近代物理研究所任助理研究員,從事原子核理論研究。1958年8月調到新籌建的核武器研究所任理論部主任,負責領導核武器的理論設計,隨後任研究所副所長、所長,核工業部第九研究設計院副院長、院長,核工業部科技委副主任,國防科工委科技委副主任。

鄧稼先是中國核武器研制與發展的主要組織者、領導者,被稱為“兩彈元勛”。在原子彈、氫彈研究中,鄧稼先領導開展了爆轟物理、流體力學、狀態方程、中子輸運等基礎理論研究,完成了原子彈的理論方案,並參與指導核試驗的爆轟模擬試驗。原子彈試驗成功後,鄧稼先又組織力量,探索氫彈設計原理,選定技術途徑。領導並親自參與了1967年中國第壹顆氫彈的研制和實驗工作。

鄧稼先和周光召合寫的《我國第壹顆原子彈理論研究總結》,是壹部核武器理論設計開創性的基礎巨著,它總結了百位科學家的研究成果,這部著作不僅對以後的理論設計起到指導作用,而且還是培養科研人員入門的教科書。鄧稼先對高溫高壓狀態方程的研究也做出了重要貢獻。為了培養年輕的科研人員,他還寫了電動力學、等離子體物理、球面聚心爆轟波理論等許多講義,即使在擔任院長重任以後,他還在工作之余著手編寫“量子場論”和“群論”。

鄧稼先是中國知識分子的優秀代表,為了祖國的強盛,為了國防科研事業的發展,他甘當無名英雄,默默無聞地奮鬥了數十年。他常常在關鍵時刻,不顧個人安危,出現在最危險的崗位上,充分體現了他崇高無私的奉獻精神。他在中國核武器的研制方面做出了卓越的貢獻,卻鮮為人知,直到他死後,人們才知道了他的事跡。

他主要從事核物理、理論物理、中子物理、等離子體物理、統計物理和流體力學等方面的研究並取得突出成就。他自1958年開始組織領導開展爆轟物理、流體力學、狀態方程、中子輸運等基礎理論研究,對原子彈的物理過程進行大量模擬計算和分析,從而邁開了中國獨立研究設計核武器的第壹步,領導完成了中國第壹顆原子彈的理論方案,並參與指導核試驗前的爆轟模擬試驗。原子彈試驗成功後,立即組織力量探索氫彈設計原理、選定技術途徑,組織領導並親自參與1967年中國第壹顆氫彈的研制和試驗工作。1979年,鄧稼先擔任核武器研究院院長。1984年,他在大漠深處指揮中國第二代新式核武器試驗成功。翌年,他的癌擴散已無法挽救,他在國慶節提出的要求就是去看看天安門。1986年7月16日,時任國務院副總理的李鵬前往醫院授予他全國“五壹”勞動獎章。1986年7月29日,鄧稼先因全身大出血去世。1999年被追授"兩彈壹星"功勛獎章。