“我仍时常想起1981年那个改变我学术生涯的夏天。”当地时间10月18日早晨,杨振宁的好友、83岁的吴咏时在其美国犹他州盐湖城的家中接受了《中国新闻周刊》的采访。那时他刚听闻杨振宁逝世的消息,声音仍难掩哀伤。
吴咏时如今担任复旦大学物理系特聘教授、美国犹他大学物理天文系荣休杰出教授。他1965年毕业于北京大学,长期从事粒子物理、凝聚态物理、量子场论等研究。1981年,杨振宁邀请吴咏时前往纽约州立大学石溪分校访学。在那里,吴咏时第一次接触到了关于量子霍尔效应的实验文章,在弄明白所有理论之前,他就决定了从粒子物理理论向凝聚态理论的学术转型。
吴咏时 图/受访者提供
“杨先生告诉我,这篇文章很重要,可能会有重大后续发展。”吴咏时回忆,年轻的他还没有意识到,如此简单的一句话包含了怎样的洞见。
“一针见血”
《中国新闻周刊》:你与杨振宁在什么场合相识?他给你留下了怎样的印象?
吴咏时:1965年我从北京大学技术物理系六年制本科毕业,后被分配到中国科学院物理研究所(以下简称“物理所”)。我比同期很多本科同学都幸运,因为物理所在北京,能听到杨先生的报告。
第一次见到杨先生是1972年,那是他第二次回国访问。我还记得他第一次回国是1971年,能去听他报告的都是“大佬”, 那时我只是“最底层”的实习研究员,与他失之交臂。第二年,杨先生在北京大学做了两个公开的学术报告,物理所的研究人员都可以领票参加。那时,回国科学家的报告还是稀罕事儿,慕杨先生的名,我都去了。
杨先生的这两个报告我记忆犹新。粒子物理理论方面,杨先生讲的是规范场理论,也就是著名的杨-米尔斯理论,当时已成为粒子物理标准模型的基础。另一个是“一维多体可积模型严格解”的报告,其核心就是著名的杨-巴克斯特方程。这一理论框架后来延伸至量子代数、拓扑学等多个领域,是杨先生享誉世界的成果之一。
很快,物理所的年轻人开始自发学习杨振宁先生的规范场理论,那是当时走廊里被谈起最多的话题。那几年,杨先生差不多每年至少回国一次,在北京的很多学术活动我都有幸参加。学术报告之外,杨先生又增开了学术座谈会,这些会里,我也会汇报自己的研究和心得,慢慢跟杨先生熟悉起来。
杨先生给我的第一印象就是平易近人、待人真诚。最开始作为学生我们都很拘谨,但杨先生的随和让我们很快抛掉了这些包袱。他总能够快速洞察到问题的实质,跟他讨论问题时如沐春风,在业务和治学方法上都是年轻人的榜样。
2018年9月15日晚,由香港求是基金会主办、中国科学技术大学承办的“2018求是奖颁奖典礼”在合肥举行,求是科技基金会顾问杨振宁出席颁奖典礼。图/中新社记者 韩苏原 摄
《中国新闻周刊》:杨振宁并未直接做过你的导师,他对你的学术生涯产生了怎样的影响?
吴咏时:杨先生是我学术上当之无愧的引路人,与导师无异。他1972年的两个报告基本锚定了我此后研究的两个主要方向:理论粒子物理和凝聚态物理。
受到杨先生的指导和鼓舞,我在20世纪70年代发表了37篇中文学术论文,这些粒子物理理论方面的成果很快受到杨先生的注意。1980年的夏天,他向我发出邀请,到纽约州立大学石溪分校他的理论物理研究所访问。我很激动。那时我刚从物理所转到中国科学院理论物理研究所。次年1月,在石溪分校的资助下,我在那里做了半年的访问学者。
访学期间,我参加了杨先生的一个小型讨论班,努力转向新的研究领域:凝聚态物理。很可惜当时我的准备不够,杨先生给我的题目我没有做出来。但学到了不少东西,让我坚定了做凝聚态物理的决心。某天,杨先生直截了当地给了我一篇凝聚态物理领域的最新实验文章,作者是1985年诺贝尔物理学奖获得者,他发现了一个叫“量子霍尔效应”的新奇现象。杨先生告诉我,这个课题未来将变得非常重要,并嘱咐我关心相关研究的进展。
1982年,杨先生推荐我去美国普林斯顿高等研究院,他获得诺贝尔奖的宇称不守恒的工作都是在那儿做的。我在那儿工作了一年之后,在杨先生推荐下,我接受了美国西雅图华盛顿大学理论物理课题组的邀请,在那儿进行博士后工作。原本是想进一步发展以规范场为基础的粒子物理标准模型,但到后来发现,那里有一个很强的理论小组正在攻关量子霍尔效应的研究。
杨先生支持我在凝聚态物理和拓扑学方面的探索,我遂和该小组合作,在20世纪80年代中期这一领域方兴未艾之时,就做出了一系列有影响力的工作。没有杨先生的指点和鼓励,这一切都是不可能的。1984年,我受聘美国犹他大学,也是基于这些工作。
《中国新闻周刊》:在工作和生活中,杨振宁曾有什么话让你记忆犹新?
吴咏时:杨先生曾说:“凡是基本的,皆是重要的。”这句话给我很深的印象。他一贯鼓励青年学者研究最基本的科学问题。
至于如何发现“基本问题”,杨先生也一直在做表率。用英文形容他最好的一个词是“sharp”,中文应该叫“一针见血”。他讲话基本不做铺垫,直达核心。这让我想起当年他劝我不要考研的事。
20世纪70年代中后期,受家庭压力,我想要考取国外的研究生。杨先生则一针见血地指出,只为了学历不值当。他说:“你现在是工作上出成果最好的时候,美国的研究生制度比较死板,并不是靠论文就能毕业,你需要上课和考试,非常消耗精力。你应该把精力都花在物理学研究上。”很多时候,他不光指出你的问题,还把解决方案都帮你想好了。
此外,杨先生的工作和实验结合非常密切。我在国内工作时比较偏向理论研究,不大看,也看不太懂实验文章。但是杨先生让我学量子霍尔效应时,给我看的就是实验文章,那时候相关理论还没成形。他总是说,要在脑中形成物理图像,要从实验发展中汲取理论的灵感,找到基本问题。我当年做量子霍尔效应和二维系统的编织统计,都是遵循这一思路。
当地时间1957年12月11日,瑞典斯德哥尔摩,诺贝尔奖颁奖典礼在音乐厅举行。诺贝尔物理学奖获得者李政道(左)和杨振宁(中)在领奖后,瑞典国王古斯塔夫六世·阿道夫(右)向他们鼓掌致意。图/视觉中国
“保守的革命者”
《中国新闻周刊》:杨振宁的老朋友、英国物理学家弗里曼·戴森在1999年的一次演讲上,形容杨振宁为“保守的革命者”。你如何看待这一评价?
吴咏时:这个定位很准确,也很有意思。在西方,这是一个非常高的评价。
很多人不理解“保守”的意义。保守强调的是“不极端”“明智”。“革命者”已是很高的评价了,革命就是要推翻旧东西,但要做到不极端是很难的,因为要分辨、选择性地接受旧东西。
在西方文化中,“保守的革命者”是革命成功概率最大的一种。“保守”在这里是赞誉,而不是批评。如果只称其为“革命者”,那么杨先生的历史地位会降低很多。偏激是容易的,把握分寸是最难的。
杨先生的保守,体现在对科学发展大势的把握上。20世纪80年代,杨先生就发表过一句关于高能物理发展的名言——“party is over(盛宴已过)”。学界因为这句话争论不休,但现在回头看,他的观点是完全正确的。直到今天,所有高能物理的发现,其理论大都源于1980年以前,实验频频催生发现的时代已过去。
《中国新闻周刊》:戴森还曾提到过,杨振宁是一位“继爱因斯坦和量子力学奠基人之一保罗·狄拉克之后,20世纪物理学的卓越风格大师”。他为何能与这两位大师比肩?
吴咏时:人类从古希腊时期抬头看天的宏观物理时代,花了两千多年走到了19世纪近代物理的分子、原子时代。量子力学于20世纪20年代中末期成形,此后中子被发现,基本粒子时代开启。到20世纪70年代粒子物理标准模型完成,短短不到50年,人类对万物尺度的认知再次向微观跨越了10亿倍。这一快速跨越的实现,杨先生的规范场理论功不可没。
杨先生在物理学上还有一个非常特殊的地位。如果要列举“得奖的工作不是本人最好的工作”的诺贝尔奖获得者,名单上可能只有两个人。其一是爱因斯坦,他因发现光电效应获得诺贝尔奖,但无论是狭义还是广义相对论都没有获奖。另一个人就是杨先生。规范场理论的历史地位应受到更多重视。
2010年起我兼职受聘于复旦大学物理系,担任场论和粒子物理中心主任,2012年请了杨先生来做报告。致辞时我就提到,杨先生是世纪级的科学家。什么叫世纪级?以物理学发展史的视角,杨先生作为20世纪下半叶新物理学的首席代表人物,完全可以与爱因斯坦和狄拉克比肩。他们三人的工作都如同“异军突起”“神来之笔”。不仅是戴森,许多学者都持同样的观点。
《中国新闻周刊》:有一种声音说,杨振宁的去世是一个时代的终结,你怎么看?
吴咏时:20世纪的前30年,相对论、量子力学横空出世,物理学高歌猛进,杨先生管那个时代叫物理学的“黄金时代”。此后,物理学进入“白银时代”:以杨振宁为代表的一批科学宗师各显神通,把相对论和量子论的一般原理用于探索物理学多个未知领域,快速拓展着人类对自然界的认知。凝聚态多体系统的研究,又催生了半导体、集成电路、激光和超导体等新技术,迅速改变着人类社会的生活面貌。
“白银时代”延伸到哪里?20世纪70年代末,90年代末,抑或更晚?目前貌似尚无公论。也许再过一段时间后回看会更清楚。 我认为,作为标志性人物,杨先生的过世或许代表着物理学“白银时代”的终结。随着大数据和AI的突飞猛进,物理学可能迎来方向性的转变。
事实证明,杨先生当年重视凝聚态物理,是有极强前瞻性的。20世纪80年代,国内的凝聚态物理研究条件还很差的时候,杨先生就看好这一领域。随着粒子物理标准模型的成功,新的更重要的基本问题,开始在凝聚态物理方面显现。如今,凝聚态物理是国际物理学界公认的主流分支,无论从投入资金还是从研究人数来看都超越了粒子物理。
杨先生一直主张年轻学者“最好加入一个新领域,与领域一起成长”。他与粒子物理、高能物理,我与凝聚态物理、量子霍尔效应,皆是如此。在科技迅猛发展的今日,这句话仍警醒着年轻人的人生选择。
记者:周游
编辑:杜玮