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李政道访谈录
来源:时间:2018-07-13点击:917次分享:
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访问李政道

编者:2007年12月9日瑞典斯德哥尔摩的《诺贝尔时报》主编亚当·史密斯(Adam Smith)采访了李政道教授,时间长达一小时。 内容广泛深入。谈到李政道获得的诺贝尔奖;在日本侵略中国期间他怎样自学物理学;怎样成为诺贝尔奖获得者费米的研究生;费米是怎样培养他的;现在物理学正在进入一个新时期,我们面临的挑战;在物理研究中需要集体的合作和努力等等。

全部访谈的录像见:https://www.nobelprize.org/mediaplayer/index.php?id=986

由中国科学院高能物理研究所迟少鹏博士,张敏硕士根据录像翻译成文;叶铭汉校对;未经李政道审。



记者:亚当·史密斯,以下简称史。  
被访者:李政道,以下简称李。

 

 

史:李政道教授您好,欢迎来到斯德哥尔摩。您与杨振宁一起获得了1957年诺贝尔物理学奖,2007年您回到这里庆祝该奖项颁布五十周年。让我们回顾一下1957年您获得的那次大奖的情形,您认为公众当时和现在对诺贝尔奖的认识有所改变吗?


李:让我来评论公众的观点,也许并不是非常合适。但如果说公众的看法的确改变了很多,我肯定不会感到意外。虽然在1957年诺贝尔奖已经完全为众所周知,但毕竟它只有56年的历史。但到现在,诺贝尔奖的设立已经一个多世纪了。我认为诺贝尔奖,至少在物理学方面,见证了整个物理学从20世纪到本世纪初的发展,这是一个令人激动的时代和惊人的纪录。

史:您认为您在1957年获奖时的新闻报道的覆盖跟现在的获奖报道一样广泛吗? 您在1957年已经在哥伦比亚大学了,是吗?

: 是的,我在那里。

 

史:您得奖时人们是否为您举办了庆祝派对,就像现在人们做的那样?

 

李: 是的。我认为诺贝尔奖从一开始就受到大家重视,因为那是一件重大事件。

 

史:1957年该奖项的奖金跟现在的相比少了很多[1]

 

李:是的。

 

史:的确是的。

 

史:对于获奖的轰动性来说,并没有太大的改变。人们在当时做的事情跟现在几乎没有太大差别,对吗?

 

李:对。我认为他们是一贯十分重视的。

 

史:您推翻了被认为是物理学的基本定律之一从而获奖。我的理解,您指出了,在基本粒子的弱相互作用中宇称不守恒,认为基本粒子具有一种手性,它们要么是左手性,要么是右手性。人们能够通过探索来改变他们对于基本的物理规律的理解?现在是否仍然是如此,还是那个时代已经过去了?

 

李:我希望仍然是如此, 我们一直努力与自然界斗争,面临的挑战从未削弱。我们的对于自然界的每一项理解总是使我们面临更深一步的谜团。

 

史:我记得1973年诺贝尔物理学奖获得者伊瓦·贾弗(Ivar Giaver)[2] 在一篇演讲中提到理查德•费曼(Richard Feynman)[3],他说费曼非常享受作为物理学家的乐趣。费曼说,现在正是发现自然界基本规律的大好时机,而这个时机是千载难逢的。费曼的话多少意味着,他是在最适当的时候成为了一名理论物理学家。

 

李:我时常想, 很多人,特别是对于那些成功的人来说,常常觉得是恰逢其时。但是如果认为时不再来, 我不同意这种看法。

 

史:对对。

 

史:您在发现弱作用中宇称不守恒后就极其迅速地获奖,您的工作差不多立即获奖,这在任何时候毫无疑问都是一件不寻常的现象,特别在现在看来这样的事情就更不寻常了?

 

李:很难说,可能是也可能不是。我们首先要问为什么发生这样的事情,不是问为什么你在一年内获奖,而是问,为什么一个很深奥的概念,可是在一年内,每个人都认识到它是真的。这是我们必须要去问的, 而不是去问得奖本身。

在物理的探索发现过程中,有很多比宇称更重要的发现。 所有伟大的发现都有一种模式,源于人类对于探索自然界的热情, 可以举广义相对论,狭义相对论作为例子。一个卓越的概念,后来被确认是对的。但当初概念形成时,要证实它是否正确,需要一段时间,因为所有的实验证据和理论想法通常是相互关联的。 现在我举迈克耳孙-莫雷对于光速与地球的自转无关的实验测量作为例子,你可以顺着地球自转方向和逆着地球自转方向测量光速。现在,如果这一测量可以一下子就做出很明确的结果的话,每个人都会认识到其中有着某种特殊的意义。但是,实际上那一实验测量前后经历了数十年,实验结果是正是负的差异极小,实验的艰难影响着理论概念的形成,所以假如你有一个理论概念,即使是爱因斯坦的狭义相对论,也需要有时间来验证。正因为实验要时间,理论家提出概念也要时间,那么获奖的时间就要更晚。但是关于宇称的概念的情况大不相同,在宇称不守恒提出后,吴健雄和安布勒等开始做实验,几个月后有了结果,尽管是初步结果,但是一旦大家认识到宇称不守恒的理论是正确的,就有人去做实验而在几天内就看出了左和右。在一个月内近百项不同的实验也都看出了左和右。你看,其实只是因为有一种心理障碍,因而没有人去做实验研究它而已。

 

史:在实验方面,您在您的理论工作中给出了需要测量的参数,之后就没有什么技术障碍吗?

 

李:吴健雄的实验并不是很容易做的实验,但是它肯定能验证我的概念。吴的实验需要一个低温环境,她花了几个月的时间,虽然算是短的了。那是一个百分之百的效果,因此毫不怀疑其准确性。接下来之后的几天之内,十多个实验做出来了,在一个月内,有近百项实验都做出来了。因此,该理论的准确性能够在短时期内毫无异议地被核实了。

 

史:是的,是的。

李:这也使诺贝尔基金较容易做出决定,这也许可以解释我很快获奖的原因。

 

史:以爱因斯坦的相对论为例,你必须等待日食的出现,才能做一次验证性的测试。

 

李:的确。由于理论思想和实验的精确度通常相互关联,一方有所进展,另一方有时需要花费上十年的时间去验证其正确性。即使在最好的情况下也要不少时间。

 

史:让我们集中讨论一下您提到的一点,需要改变人们已有的概念,人们已经接受了宇称守恒,他们不能跳出这个慨念,是吗?

 

李:这样说法只是部分正确。因为宇称是一个相当古老的概念,当量子力学开始发展的时候,人们从对称性认识到宇称。之后有验证其存在性的实验,你检验这些实验,发现它们并不是验证。虽然宇称的概念被人们使用并且验证过,拟合过数据,但是也有数据并不支持左右对称或者左右不对称。一个非常好的例子是考克斯(Cox[4]等做的一项实验,是在二十世纪三十年代完成的。他的第一个实验用电子去尝试验证理论公式,结果并不符合理论。当时每个人都说实验是错的,因为违反了宇称守恒,因此这个实验不可能是正确的。然后他改变他的实验。事情是这样的,他的第一次实验用的是来自β衰变的电子,其束流较弱。第二次他改用热发射电子枪,结果就与理论符合,皆大欢喜。这是一个例子,人们是怎样相信宇称守恒的。

 

史:噢,在二十世纪三十年代,人们在β衰变中寻找过这个问题,在那个实验中已见到宇称不守恒。

 

李:那个实验的电子源较弱,人们试着去加强,用更强的电子源去重复实验,然后核对。但是强的电子源不是β衰变,而是热电子发射,因此两次实验互相不符合。没有人质疑第二次实验,人们一致认为它是正确的。人们在许多场合运用宇称的概念,他们发现实验与这个概念一致,因此他们认为他们已经进行了验证。我是说有上百次实验,而不仅仅是一个。

 

史:所以,你和杨教授一起把所有的实验证据都检验了一遍,看是否支持宇称守恒?

 

李:在物理学上作了全面的检查,我们得出结论,到那时为止, 没有什么证据可以证明宇称守恒, 因而我们必须用特定的实验去检验它。现在做这种实验的技术已经成熟,因此一旦理论有所发现,在短时间内,几天的时间内实验就作出了突破性的结果。在几个月的时间内就毫无疑问地证明了宇称不守恒这个真理。

 

史:嗯,下一个问题。是什么原因使得少数人在他30多岁,30初,20多岁出来挑战这种公认的理论呢?

 

李:在三十年代初?

 

史:对不起,我指的是您的年纪。是什么导致您去挑战它呢?

 

李:我认为起因之一,是我们在宇宙线中发现的称之为奇异粒子的特性,我们称之为之谜。说来话长,简单地说,有这么一个谜,有两种粒子,很明显它们是不同的,因为它们有不同的宇称。但是在实验误差范围内,所测出的它们的寿命、质量都相同。为什么他们是这样一个双重态呢?

 

史:嗯,这项发现是你和别人所观察到的吗?

李:我没有看到,是实验学家看到的。我看到了他们的工作。这个激烈争论的之谜,在我们发现宇称不守恒之前两、三年就有了。可能我是以不同的方式来学习物理的,因此我用不同的方法,带着盘根问底的好奇心去挑战已证实的问题,也许我自己的背景导致了我的这种思维方式。然后在1956年,有一个关于奇异粒子的实验。这个实验室由施泰因贝格尔(J. Steinberger 施瓦茨(M. Schwarz)等完成的。他们后来和我在的哥伦比亚大学的实验室合作另一项实验而获得了诺贝尔奖[5]。当时他们的实验结果显示了宇称不守恒,但是,由于所得的事例不够多,因而不够明确,但是一旦有了这个实验的结果,我认识到可以推广到其他方面, 特别是用在β衰变方面。 第二个测试,吴建雄的实验,采用流强较大的β衰变源代替宇宙射线或加速器产生的电子。这一实验证实了宇称不守恒。这里是要用不同寻常的思维去思考,跳出先验的左右对称的概念。

 

史:关于您的背景,我想在接下来的讨论中谈谈。您的背景让您总是向真理提问,向以前已有证明的真理提问。那么是否所有的理论物理学家都要不断地寻找真理,质疑我们以前的知识的基础?

 

李:当然,我们都这样做。很难说是什么使人与人不同,这个不好回答。不过,我自己开始进入科学的大门是与别人不同的,也许就是因为这个原因。 我受的教育因战争而中断。所以,我并没有真正从头开始受过正规的培训,而在中途学到了更多。

 

史: 好。让我们来谈谈您早年的经历。您出生在中国,什么让您对物理产生了兴趣呢?

李:我出生在一个知识分子家庭,在1941年,也就是日本偷袭珍珠港那一年,我离开了家。那时我并不知道什么是物理,没有任何概念。从那时起到我来到美国之前这段时间,我的教育在中学四年级中断了。一般应该上中学六年后才上大学。我中学读了四年就被打断了,在战争时期,我又上了两年大学。在那段时期,我没有系统地学习,因此倾向于用我自己的方式更深入地思考。

 

史:关于您学习方面的一些事情,您是从身边的环境中学习的,您渴望学习,但在那种困难的时期,世事多变,而您的愿望一直是学习。我想如果我亲身经历的话,那时候生存也是很困难的吧。

 

李:是这样的。学习和学习物理,后者是前者的子集,它们并不等同。我的家是知识分子家庭但不是学物理专业的。以前我不知道任何关于物理的知识。我接触物理是偶然看到物理学书籍,书中讲自然规律。这同传统的中国式教育非常不同,其书本中不讲自然规律而是大量的行为准则。我相信,自然规律都是客观存在的,如牛顿定律,使我发生疑问的是为什么,这激发了我自己的判断思路。我想,这或许是我与其他更幸运而接受了系统教育的人不同的地方。

 

史:您学习物理没有受过正规的教导,您怎样自学有关的数学呢?

 

李:数学比较容易,因为是从条件推出结论,相对来说容易些。物理更难,我清楚地记得我当时的反应。我看到了一本书,《达夫(Duff)物理学》[6] 然后看到一本中文物理学教科书[7]都是无意偶然看到的。我学到牛顿的三大定律,感到很有趣,它们是自然法则。这三大定律,第一定律众所周知,我看这三条定律, 很好的定律。第一定律、第三定律,都很合理。牛顿第二定律,我认为是牛顿的最伟大的贡献,f = ma 当我学到它时我的反应依旧生动地保存在脑海中。在方程式左边是f你并不知道它是什么。在右边是加速度,这是你要把它求出来的。我思考并查阅书籍,我理解在两种情况下,牛顿认识到力是空间的函数。这个函数是与弹性有关的,f是与距离R有线性关系另一种情况是重力。所以,一旦左侧是一个已知的空间函数,则右边是加速度,就可以解这方程式, 求出右边的值我感到这很有趣但是,这不是我在书中看到的,这是我自己的入门过程。

 

史:当您有这些想法时您有多大?

 

李:16岁。在中国比较幸运,在战争期间即使你没有接受过正式的教育,你同样有机会读大学,以同等学历报考。只要你能证明自己的能力,就可以进大学,当然要困难得多。我读了两年大学,然后我得到奖学金去芝加哥大学,在费米指导下作研究生。

 

史:这样,通过您自己读物理学,您开始质疑您正在阅读的有关定律。你花了短暂的时间在中国的大学里学习物理?

 

李:是的,然后我就去了美国。

 

李:我很幸运,在战争年代,我得到深造。由于战争,我竟然在两所不同的大学就读。在第一所没完成学业,由于战火而逃难;第二所是在昆明。但在这两个地方,教授都是非常好的。我是一个二年级学生,只要参加考试,我可以念任何我想念的课。当时我试图在整个学院内跨越年级选修课程。这就是为什么我能得到在美国念研究生的奖学金的原因。

 

史:您说在整个学院内跨越年级选修课程,您指的是物理还是全部科目?

 

李:物理和数学,我并没有上其它方面的课程。大学里的教授们都非常好,他们给了我很大的自由度,我很幸运。

 史:所以,您以优异成绩毕业,赢得了这个奖学金,使您能进入美国芝加哥大学?

 

李:是的。我并没有毕业,但是得到了这个奖学金。正是这个奖学金让我在战后1946年到美国学习。被研究生院录取是非常困难的,因为我当时没有本科学位。费米那时在芝加哥大学物理系,系里作了很大的努力,最终我成了费米的博士研究生。

 

史:多么不平常的过程!1938年诺贝尔物理学奖获得者费米教授接收一个来自中国的没有学位的学生到他的实验室工作,那是怎样发生的?

 

李:让我现在去问费米教授已经来不及了。

 

史:但我要弄清楚一点,他是如何了解您的呢?

李:事实上我从来没有请求过他,但是之后我从芝加哥大学了解到,系和系里的几位教授,包括费米,希望破例录取我。你看,我只读了两年大学,但是在那里我学到了非常深刻的学习物理学的方法,这对我来说是一个难得的经历。

 

 史:但是,他们是怎样发现您的?他们怎样知道您赢得了奖学金,由于这奖学金而使您到芝加哥大学的?他们怎样能够选中您?

 

李:当然是我自己申请进芝加哥大学的。

史:您申请了?

 

李:是的。在很短时间内,我被录取了。

史:是的。


李:当然,我并不太了解具体的录取手续,但后来我成为了费米的博士研究生。芝加哥大学是很有名的大学,二战后她更加名声显著了。我在1946年进入芝加哥大学的时候,物理系只有一位诺贝尔物理学奖得主,就是费米。1946年到1956年间,当时在物理系的学生和教师中,如果我数的话,除了费米外,在当时和后来一共出了11位诺贝尔物理学奖得主。

 

史:非常棒。

 

李:那是一个非常好的时期。

史:对,一个黄金时代。

李:我随便提几位诺贝尔物理学奖获得者,张伯伦(O. Chamberlain[8], 施泰因贝格尔(Steinberger, 玛丽亚·梅耶(Maria Mayer)[9]

 

史:费米作为一个导师是怎样的,人们喜欢跟他一起工作吗?

 

李:他只有非常少的几个学生,我是他理论方面的学生。每周我们都花一个下午的时间交流,就我们两个。

 

史:您是他的理论学生,那么在当时他只有一位理论学生吗?

 

李:是的,当我是他的学生时,只有一位理论学生和几位实验方面的学生。他每星期要花一个下午来跟我讨论,这是非常耗费时间的。那时正值二战时期之后,他正处于他的事业的顶峰。

史:噢,他每周花一整个下午的时间讨论。

 

李:是的,实际上我们就是相互交谈。后来,我当然体会到这样做是非常好的。

 

史:您感到很好吗?准备每次下午的讨论你觉得有压力吗?

 

李:之后我认识到这是一个非常好的方式,让我知道不少事情。 他叫我“李”,因为我的名字“政道”对他来说发音太难了。“要不你准备一下,下周给我来次讲座?”他每周都有准备,我很高兴能给费米作报告,这是建立师生共同理解的非常好的方法。他提出问题,我作回答。一切都需要作证明,是什么原因。后来,我意识到这是费米的巨大的努力,通过一对一的指导,传授知识,建立学生和青年人的信心。这就是为什么费米有许多优秀学生的原因。

 

史:他选择的学生都是高标准挑选的。

 

李:的确。他没有时间带更多的学生。他本人非常忙,除了建造回旋加速器做实验外,在二战后,他在发现π介子方面做出了重要贡献,他开创了人工利用原子能。我一直铭记费米是一位伟大的老师也是一位伟大的物理学家。我从他受益匪浅。

 

史:他死于1954年,在您获得博士学位后有一段时间你不太熟悉他的工作。在那段期间,您一直保持跟他联系,还是您就自己做研究呢?

 

李:是的。当我经过芝加哥的时候,我去拜访他。他总是非常友好,并且他还邀请我去其它地方。我的感觉非常好。回头看,就像当你年轻的时候有父母的照顾一样,但是到你长大后才能深刻体会。

 史:很遗憾他没能再等三年,看到他的天才学生因证明宇称规律而获奖。

 

李:对于他来说,我想影响他健康的部分原因是由于放射性。

 

史:对。

 

李:他被辐射伤害过。

 

史:他去世时太年轻。

 

李:的确,很年轻。

 

史:你从他那学到的教授学生的方法一直在您自己进行的教学生涯中运用吗?

李:我也用。是的,我也总是花整个下午的时间和我的博士研究生交流。具体也会因人而异。

史:我想真正能运用这种高效方式的人是很少的。

 

李:那是因为费米是一个好老师,而我不是。

史:您希望能教给您的学生什么呢?

 

: 尝试着把对物理的爱传授给年轻一代,当然还要上课教书,上课教书是面向一批人的。

 

史:您仍然与学生有一些互动吗?

 

: 现在我还在大学里,由于我的年龄大了,直接的上课教书我不再做了,但我还是和我的同事们一起做研究工作。

 

史:您有没有想过,您学习物理时是带着追根究底的好奇心去学习的,我猜想,大部分聪慧的年轻物理学家都是按照常规途径学习物理的,因为他们已接受和遵守已有事实,不总是带着追根究底的好奇心。当您遇到他们时,您能教他们更加好问吗?

 

李:我不知道。我想这个问题不能明确地回答,因为每个人都不同,您可以看到,大部分的问题是您如何去提问,这是与个人的性格和过去的经历有关,因此这件事说不清楚。对于整个物理学和科学来说,您需要有一颗追根究底的好奇心。是的,每个人都应提问题,很困难的是,提出关于未来的物理的问题。我一直认为从事物理学是很幸运的,我们能够不断地前进。

 

史:您能否谈一下,在您的职业生涯中会碰到各种问题,那么在不断发现新东西的过程中,您是如何选择哪个问题你要去研究的?

 

李:这个问题很难回答。通常是指按什么准则,首先您必须找那些吸引你的东西,让您觉得这就是未来的发展。然后您要问:假如答案是这样,会有什么样的结果,假如答案是那样,结果会是怎样。如果问题是基本性质的,不管得到什么样的结果,它都有巨大的影响。那么,您应该努力看您能否找到答案。这也许是衡量哪一类问题您应努力去解决的准则。

 

史:有一件事您没有提到,就是您是否能解决问题?

 

李:考虑一段时间后,您立刻进入这个问题,从几个方面着手去解决。一个方面是靠您自己,全靠思考,另一个方面也许是通过新的实验给您启示。然后,两者结合,如果能从实验的参数得到更多的信息,那么这个问题就可能被解决。在这样做了以后,如果问题还不能解决,您应该问不同的问题,再尝试着去解决,您就这样继续前进。

 

史:您有一份问题的清单吗?我的意思是在您职业生涯中,除了成功解决的外,您涉及的问题中有没有没有解决的?

 

李:没有解决的问题的数目是解决的十倍多。但是您应该坚持不断地提问题。通常重要的是,当一个问题导致了一个领域的发展,当它开始蓬勃发展时,你就应该问不同的问题,因为留下的是些更细节的东西。那么,要继续前进, 就要坚持不断地尝试新的问题

 

史:目前,我看到您的一项工作是用新方法解薛定谔方程。这方面我不太了解,但我很感兴趣为什么您要用新方法去解像薛定谔方程这种已经被解的问题?

 

李:主要是因为我有新的方法去解它,假如有新的方法去解的话你也会想去试试的。事实上目前,我在两个方面做工作。我有了一个新的解薛定谔方程的方法, 对于某些种类的问题,我的求解方法可以从高一点的能量向严格解趋近,也可以从低一点的能量向严格解趋近,这样可以同时得到解的上限和下限。得到下限的技术还没有在求解上用过。我很偶然地跟我的同事一起想到了这样的方法。然后我们试着去发展这个方法。几年前我用这种方法解薛定谔方程,并逐步发展。

现在我开始做另一类问题,进入理解粒子结构的新时期。

 

史:您总是寻找非常复杂的问题,好像您总尝试着去寻找那些问题,正如您所说的,可以开辟一条还没有被很多人开发过的新路,它好像就在您面前,您就挑战这条新路。听起来好像这些问题需要有一个人单独好花大量的时间去解决它?

 

李:也许是也许不是。让我给你一个具体的例子,这正是现在我所做的工作。什么时候可以得到答案,我不知道。今天的物理学很像一百年前的物理学那样,问题更深入了,挑战也更大了。这与二十世纪五十年代的物理学不同。上世纪初的物理学和上世纪中期我开始物理学生涯时的物理学是有所不同的。而今天的物理学同20世纪初的物理学很相像。

 

史:哪方面很像呢?

 

李:这需要花一点时间来说明。首先看二十世纪五十年代中期的物理学,正是第二次世界大战后,物理学磅礴发展,我的导师费米正好是领头人。 从宇宙线和新建的加速器得到的新信息推动着刚刚开辟的领域,我确实认为,那时几个月的工夫,就会有新物理产生。宇称的问题在那时冒出来。如果你看看过去五十年诺贝尔物理学奖的记录,那时是非常令人兴奋的。现在你再看看二十世纪初诺贝尔物理学奖,你觉得当时的物理怎么样?当然非常棒。但是时间的节拍不一样,那不是几个月而是几年才有所发现。是更加深奥的问题, 1905年狭义相对论、1912年玻尔原子模型,在上世纪初卢瑟福的α、β、γ射线,所有这些重大的发现是在二十世纪初。然后再看看二十世纪中期,那个时候研究的步伐越来越快了。但是假如你问研究的深度,也许二十世纪初要更深入些,现在我们正处于这样的一个时期。

 

史:真是很令人兴奋。

李:是的。

 史:我们怎样再次进入辉煌时期?发生什么了?

李: 现在这时代将发现什么?在宇宙中,除了我们不清楚的暗物质、暗能量以外,已知的物质只占大爆炸所产生的宇宙的5%。它们是由什么成分构成的?远远超出了质子、中子的范畴。我们要问已知物质的基本成分是什么,现在我们知道是由六个夸克和六个轻子构成。五十年前,发现宇称不守恒时,我们只知道两个基本粒子。五十年前和20世纪初大不一样,现在正像20世纪初,是探寻新物理的新世纪的开端,就像二十世纪初探索α、β、γ那样。

 

史:看来现在我们为开始探索下一轮深层次的疑难问题提出方向。

 

李:是的。现在我们知道所有已知的物质是由六个夸克和六个轻子构成。六个夸克,在五十年前,并没人知道它们,甚至有人对此提出过质疑。至于六个轻子,那时我们只知道电子和缪子,那时提出的中微子也不是我们现在所知道的真正的中微子。我们现在正处在与二十世纪初类似的一个时代。

 

史:我感觉在二十世纪初,人们有更多的时间坐下来思考,然后慢条斯理地工作。而现在生活的节奏太快了,每个人都关心着筹措经费、在下一代对撞机上做实验,大学的院系怎样能发挥他们的功能呢?人们已经没有沉思的空间了,可能理论物理不是这样的?

 

 

李:噢。大多数人也许是这样的。但是,如果你想培育下一世纪的诺贝尔奖获得者,那不是正确的道路。

 

史:这不是诺贝尔的本意,给人们钱,并不是为了鼓励人们追求奖。

 

李:我要说的是,现在是一个非常令人激动的时代。物理学正处在一个极其富有挑战性的时代,就像二十世纪初那样。你看,在二十世纪初的25年,相对论、量子力学相继提出。在二十世纪中期,当我开始做研究的时候也是很兴奋的,但是时代不同,因而我们以更快的步伐做研究来发展相对论和量子力学的延伸。今天我们面临着与二十世纪初期同样巨大的挑战,并且相信我们做出的结果将跟相对论和量子力学具有同样深刻的意义。

 

史:那些刚进入物理研究的人们是否知道这些信息呢?那些年轻人认识到他们将面临的挑战吗?

 

李:我不知道。但是我想很多人可能还没有意识到,因为他们以为物理学已经过时了,我认为这是完全错误的。在我们的宇宙中,除了暗物质、暗能量外,我们已知的物质的基本成分是12种,但50年前我们仅仅知道2种。现在是一个非常激动人心的时代,我们期待新的爱因斯坦、新的玻尔、新的费米的出现。

 

史:这非常富有挑战性,非常惊人。

 

李:对于年青的一代,是非常剧烈的挑战,我感觉是这样的。对于你来说,《诺贝尔新闻》将报道下一个爱因斯坦、玻尔、或者费米,真正的巨人将会出现。

 

史:你事业中的另一大方面,是管理运行由于您的努力而建立的一些大型研究机构,比如担任RIKEN-BNL研究中心[10]的所长。您除了喜欢挑战重大问题之外,这也是您所喜欢做的事情吗?

 

李:在某种意义上,这样我能看着它发展。也许你要问为什么要这样做? 人们要问这个问题。

 

史:是啊。

李:你知道,为了寻找答案, 需要集体的努力。一个人能做他所擅长做的任何事情,但是对于物理的探索,需要一种集体的模式。 我几年前有一个想法,现在我坚信它是跟暗能量和宇宙常数有关的。 换句话说, 在所有我们已经发现的场中,其中有一个惯性场,什么场能够改变惯性呢? 我相信那个场就是大家称之为希格斯场的场。我们已经发现了W,Z,和所有在电弱相互作用中的新粒子,以及光子。 我们没有发现引力子,但是我们知道它是存在的,它还没有被发现只是技术上问题。已发现的场的粒子都有自旋, 有角动量。希格斯场的角动量是零,它还没有被发现,我想这是由于我们用了找共振的方法去寻找希格斯粒子, 不是所有的粒子都能被共振的方法所发现。任何有复杂结构的粒子都不能被共振的方法发现,一个很好的例子是超导的库珀机制,有库珀对。库珀因而获得了诺贝尔奖[11],但是他们也不能用共振的方法去发现库珀对。库珀对拥有很多耦合道,因而它很宽,所以它不能被像针一样地捡出来。这就是一个集合模式,需要用不同的方法去寻找集合模式。

希格斯场有类似惯性的变换, 因此,如果你取一个较大体积希格斯场就有一个平均值,而且你定义它跟惯性的值成比例。 因此如果此值改变,这一体积内的每一个粒子的惯性也随之改变。这种集合模式我们从没有在实验中研究过。这需要用重离子碰撞去实现。因此大约在30年前,我和我的同事 -卡洛·威克(Gian-Carlo Wick)尝试提出一个理论模型,我们意识到需要用相对论重离子碰撞去改变背景。也许这个想法是正确的,这也是为什么建造相对论重离子对撞机[12]的原因。我们为此在实验上作了极大的努力。我并没有做这个实验,但我愿意鼓励人们参加。这也是我为什么尽力帮助实验学家去建立新的装置。在新的领域中,现在至少已有了一些初步的成果。

 

史:你是运用你的组织能力去推动它的建造,使它运行起来, 是吗?

 

: 更正确地说,我更想鼓励别人去做。我指出了这物理方向, 我尽全力支持。我要指出很重要的一点,没有集体合作我们就不能前进。物理学不能只靠一个人的思索去探索,需要一个集体合作的模式去发展,就像自然界中的集体模式那样;也是集体的成果。我们需要集体的努力,因此我一直潜心花一部分时间去帮助青年人,同时也帮助实验学家组织起来去探索自然。

 

史:是啊,相对论重离子对撞机RHIC是大家合作的成果。

 

李: 是的,他们一起合作。仅在二年前,物质的集体运动模式被美国物理学会认为是一大发现。 这个集体运动模式的性质仍然不太清楚。可能是夸克胶子等离子体,我十分相信最终能证明它和暗能量是同一种东西。也许对,也许不对,但值得我们努力探索。宇宙常数自从大爆炸以后就已经改变。为什么现在75%的能量都是暗能量?这就是我们的宇宙,我们必须去了解它。暗能量可能是简单的,跟希格斯场是同一种东西。我相信这可能是一个答案,但我们必须查证它。而且你不能够仅仅根据纯粹理论的思考去查证,你需要实验,而且你需要把大家组织起来共同工作。我认为这件事非常令人兴奋。

 

史:另一件事情是您花费了大量的时间来促进美国和中国之间的关系,而且您设立的奖学金项目培养了一大批中国科学家。您可以说点这方面的事情吗?

 

 

 

李:我只说说其中的一部份,特别是CUSPEA 项目[13]1979年开始到1988截止。那时因为中国经历了文化大革命后刚刚起步,中国的大学毕业生没有办法去美国、加拿大或者其他地方深造。这不单单是钱的原因 因此我在十年时间内为物理方面的学生的深造做些贡献,其他学科的朋友们把这个事情扩大到其他方面。 在那段期间,每年大约有90位学生入选当研究生,并且免去所有的费用。我尽我个人的力量,做得非常成功。这些人,这些研究组,其中的一些在美国, 有一些在中国, 共同为今后的发展努力我时常想假如当时在中国没有我的导师和费米教授的帮助不会有今天的我

 

史:听起来像你以你的工作方式去做这些事。的确,如果没有CUSPEA 项目,很多人才将会丧失。我认为中国物理学者们显然正在强大起来。由于需要的发展,正如您提到的,不断要求新的联合的实验设备, 这意味着物理学发展更需要全球性合作了吗?

 

李:是的,我是这样希望的,我认为这样做非常好。

 

史:不单单是物理学,很多学科的研究花费越来越多。一些小国家越来越难于维持做研究的经费。在物理学方面, 在基本的物理学方面,情况也许不是这样。

 

李:是啊,我们也有同样的问题,因为公众对物理的支持减少了,部分原因是我们没有很好强调研究自然的基本的重要性。假如你和大多数物理学家谈及此事的话,他们可能不会同意我的观点。换句话说,物理学不是数学,任何在宇宙中我们不了解的事情都是一个挑战。物理学的自然现象, 我们必须找到答案。我们不能只是生活在大爆炸后的宇宙中,而不去努力地理解它。

 

史:是否人们把大量的注意焦点集中在与人类日常生活密切相关的应用知识上,而不是在基本自然的探索研究上?

 

李:我们来看看万维网。它来自哪里?它是19931994年从欧洲核子中心出来的。由于欧洲核子中心加速器的复杂性,他们发展一种系统,即万维网,作为一个传递数据的系统,这就是它怎样发展起来的。欧洲核子中心决定把万维网无偿免费推广给整个世界。在一年之内,就发展到每个人都免费使用了。但是现在没有人知道它来自高能物理。如果欧洲核子中心要向每次使用收一分钱的话,欧洲核子中心将有充裕的经费。这些都需要让民众了解。

 

史:科学实验所开创的应用将会以料想不到的方式发展吗?

 

李:到现在为止,所有的新技术,包括激光和其他新技术都来自于物理学。在我看来,物理学未来的发展很重要,生物学很重要,但是源头是物理学。

 

史:这几年中,有许多事例,比如一位诺贝尔医学奖得主,在诺贝尔奖演讲中他十分着重强调,他在做与干细胞相关的研究,引起了大家对拯救生命的技术的广泛关注;但是他的本意不是真正努力去解救生命,而是去了解自然。他也在做着与你刚谈论的有点相似的事情。

 

 

李:这就是为什么诺贝尔奖和诺贝尔基金保持的记录,那是人类和自然的关系的记录,成就和未来的期望的记录。

 

史:我想要问最后一个问题。你在准备被采访时,您提到你并不经常使用计算机, 那可能使人有一点点吃惊:理论物理学家不使用计算机。那么,您如何工作? 在您的办公室中,您做什么呢?

 

李:实际上我的研究小组就建造了超级计算机,用来做量子色动力学的计算,需要超级计算机。我领导,同时也努力在布鲁克黑文成立RBRC研究所,作为第三位投资者共同建造超级计算机。RBRC,布鲁克黑文国家实验室和哥伦比亚小组共同努力进行这一工作,他们成为我的左右手。我帮助他们组织,但是我并不用那个计算机,因为我自己的思考是不同的,目标不同。计算机非常重要,可以用它证明理论思想是基本正确的,人们需要这些计算。对理论概念追根究底,不是依靠复杂的电脑程序,而是用基本的规律,这是人类直接面对自然,两者是不同的。

 

史:谢谢您! 我认为这个结尾非常好。

 

李:谢谢你。我想也许我说得太久了。

 

史:一点也不。跟您谈话非常高兴。十分感谢。您的讲话非常振奋人心,也十分感谢您参加关于宇称的诺贝尔奖颁发50周年纪念,并且接受我们的采访。谢谢您。

 

: 我很幸运,非常感谢。

 



 

 

 

 

 

 

 

 

[1] 译者注:1957年的诺贝尔奖的金额约为20万瑞典克朗,现为1000万瑞典克朗(2009年底时,约合1120万人民币)。

[2] 译者注:伊瓦·贾弗(Ivar Giaver),因实验发现半导体和超导体的隧道效应而获1973年诺贝尔物理奖。

[3] 译者注:理查德•费曼(Richard Feynman),由于在量子电动力学的基础方面的贡献,从而对于基本粒子物理产生了重要影响,在1965年与朝永振一郎(Sin-Itiro Tomanaga)和施温格(Julian Schwinger) 共获诺贝尔获物理奖。

[4] 译者注:考克斯(R.T. Cox)的文章见 R.T. Cox et al , Proc. Natn. Acad. Sci. U.S.A., 14(1928),544

[5] 译者注:施泰因贝格尔(J. Steinberger),施瓦茨(M. Schwarz)和莱德曼(L. Lederman)因实验发现繆中微子而在获1988年诺贝尔物理奖。

[6] 译着注:达夫物理(Duff Physics)是上世纪30-40年代在美国流行的大学普通物理教科书,在中国有影印本。

[7] 译者注:这是萨本栋编的《普通物理学》,于1933年出版。是我国首次用中文正式出版的大学物理教材。此书在上世纪3040年代被各大学选用,我国当代科学技术专家中不少人在年轻时都学习过此教科书,至今谈起来犹感受益匪浅。

[8] 译者注:张伯伦(O. Chamberlain)因发现反质子而获1959年诺贝尔物理奖。

[9] 译者注:玛丽亚·梅耶(Maria Goeppert-Mayer) 因发现原子核壳层模型而获1963年诺贝尔物理奖。

[10] 译者注:理研-布鲁克黑文研究中心(RIKEN-BNL Research Center,简称RBRC),是日本理化学研究所(RIKEN)和美国布鲁克黑文国家实验室(Brookhaven National Laboratory,简称BNL) 联合成立的研究单位,在1997年成立,李政道先生对于此研究中心的成立起了很重要的作用,并任第一届所长,现任所长为萨米奥斯(Samios)教授。

[11]译者注:利昂·库珀(Leon Cooper)、约翰·巴丁(John Bardeen)和罗伯特·施里弗(Robert Schrieffer)1972年因他们的超导BCS理论获得诺贝尔物理奖。

[12] 译者注:相对论重离子对撞机(Relativistic Heavy Ion Collider, 简称RHIC),1999年在布鲁克黑文国家实验室建成。可加速金原子核,让两束金原子核对撞,金原子核的每个核子的能量达100 GeV

[13] 译者注: CUSPEA的全称为China United States Physics Examination and Application Program(中美联合招考物理研究生项目)。是李政道先生提出建立的。 1979年开始试行,到1988年截止, 共送出915名学生通过CUSPEA项目进入美国一流大学攻读博士学位。所有费用都由美国大学提供。李政道先生为此项目,亲自参加全部具体工作,每年约用了他的1/3 时间,为培养中国物理学高层人才作出了巨大贡献。