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汤川秀树:从“权兵卫”到科学大师

2001-03-14 来源:中华读书报  我有话说

汤川简介

汤川秀树(1907—1981),日本物理学家。1907年1月23日生于东京,1929年毕业于京都大学物理系,1932年任京都大学讲师,1933年—1939年在大阪大学任教,研究原子核和量子场论,1938年获大阪大学理学博士学位。1935年发表核力的介子场理论,预言作为核力及β衰变的媒介存在新粒子即介子,并提出核力场的方程和核力的势,即汤川势的表达式。按照这一理论,质子和中子通过交换介子而互相转化,核力是一种交换介子的相互作用。直到1947年在宇宙射线中发现的一种新粒子,被认定是汤川秀树所预言的介子,命名为π介子。由于在核力理论的基础上预言了介子的存在,汤川秀树获得1949年诺贝尔物理学奖。晚年发起成立日本创造性研究会。1981年9月8日在京都逝世。

科学家们往往像柏拉图那样把知识的获得过程看作是对古希腊的回忆,而他则是对古中国的回忆。

20年前,著名的日本物理学家汤川秀树(1907—1981年)去世。从国内的有关报道中,我第一次听说他就是日本第一个诺贝尔奖获得者,而且也是第二位获此殊荣的东方科学家。尤其令我感兴趣的是,这位诺贝尔物理学奖得主并无留学欧美的“镀金”史,完全是日本依靠自身的教育实力培养出来的一位土生土长的科学精英。当时,我还获知他曾出版过一本英文版的科学哲学论文集《创造力和直觉》(讲谈社1973年)。单凭这个书名,就足以挑起一个中国读者的好奇心;他将会对科学创造问题发表什么意见呢?要知道日本人向来是以“模仿”见长的,而在一个长期缺乏“创造力”的国度里居然能产生出一位以非凡的创造力闻名天下的科学大师,这本身就是一个奇迹。

我读了全书之后发现,这本论文集不同于一般介绍创造教育思想的书,它不是从方法论的角度出发向读者推荐各种具体的创造“方法”,而是着眼于东西方思想的比较,探寻近代东方人在原创性科学发现方面落后于西方人的深层次原因。汤川根据自己的切身体验提出了一种独特的“创造理论”。他认为,“创造方法”这一提法本身就包含着悖论,因为“创造”是指发现未知的新东西,而“方法”则是一套已知的确定程序,我们连创造什么都不知道,又何来“创造方法”呢?汤川的创造观在科学哲学上叫做“没有发现的逻辑”。跟爱因斯坦一样,汤川也确信创造是超逻辑的,虽然这并不等于说创造不需要逻辑思维,但是在创造中起决定作用的因素确定不是逻辑,而是直觉。因此,从本质上来说,创造思维是一种直觉思维。这是一种直接把握整体并洞察到正确东西的认识能力。汤川还认为,东方人像西方人一样历来不乏具有直觉创造力的能工巧匠,但是独缺像毕达哥拉斯和德谟克利特那种类型的天才。直觉与抽象这两种相反思维方式之间的平衡发展,乃是造成近代东方科学落后于西方的关键原因所在。然而,汤川可能是个例外。他没有像他同时代的日本知识分子那样被完全“西化”了。他曾在雅典所作的一次演讲中说道:科学家们往往像柏拉图那样把知识的获得过程看作是对古希腊的回忆,而他则是对古中国的回忆。确实,在他的抽象的理论物理学研究中融合着古代东方的直觉智慧。

经济不景气一下子就为日本造就了两位诺贝尔奖得主。这有点不可思议,但却是事实。

这一切引起了我的极大兴趣,从而产生了“读其书欲见其人”的原望,亦即想一读汤川的传记。可惜,在图书馆内找不到这样的中文书籍。不久,国内科学史界的老前辈戈革教授给我寄来了汤川的自传《旅人》(《旅人》只涉及汤川27岁以前的生活经历,但无可怀疑,早期是他一生中最重要的时期)的英文版。我自己后来在图书馆也找到了该书的日文原版,将两种版本对照起来阅读,使我对汤川的成长历程终于有了比较具体的了解。在汤川的回忆中,有这样三点特别令我感到意外的兴趣:他的与众不同的个性、当时日本社会经济的不景气以及他在受教育年代始终享有的“自由”。

汤川把他选择物理学作为自己终身从事的专业这一点主要归因于他的“不好交际”的个性,他愿意在一种不太需要交际的研究领域中工作,而理论物理学恰好符合这样的要求。他从小怕与人打交道,在家中也如此,遇到麻烦事也不愿多说话,于是家人给起了个绰号“我不愿说”,在学校里同学们则叫他“权兵卫”(无名小卒)。他自认为生来就有悲观厌世的情绪。这种心理素质说不上健全,也容易引起周围人的误解。他的父亲就曾误以为他是家中最不起眼的孩子,一度有过不让他读大学的打算。但是,这种性格又使他能痴迷于某一个领域的研究达数十年之久。这恰恰又是学者必须具备的素质之一。

不过,汤川认为自己能成为一个学者还决定于某些客观因素,例如,当时的日本社会经济不景气,使得大学毕业生很难找到工作。因此,在1929年从京都大学毕业后,他和许多同学仍留在大学里。用他的话来说,是“不景气把我们培养成为学者”。当时跟他一起留在他的导师玉城嘉十郎研究室内充当无薪助教的一共是3人,除他之外,还有朝永振一郎和多田政忠。其中,朝永是继汤川第二个获诺贝尔物理学奖的日本人。这样,经济不景气一下子就为日本造就了两位诺贝尔奖得主。这有点不可思议,但却是事实。

然而,对于自己能够作出科学创造原因的解释,汤川谈得最多的还是教育问题。从大环境来说,自明治维新以来,日本一直是一个开放的国家,在科教体制上也同样如此。从小环境来说,汤川是在一个思想开明的学者家庭中长大的,尤其幸运的是,他在日本著名教育家森外三郎任校长的京都一中和京都三高读了7年中学。他从这位校长那里学到的自主精神使他终身受用。高中毕业后,他又顺利地考入了京都大学物理系,而这所大学当时就采用了有利于发挥学生自由性的“学分制”,使得他能较好地发自己的兴趣和特长。在大学毕业前夕,他又进入了玉城研究室,玉城嘉十郎教授对学生也特别宽容,从不干涉学生的个人兴趣,使得汤川能专心致志地研习自己所感兴趣的量子力学(这门学问当时刚创立不久,尚未列为大学必修课程)。后来,汤川又转入了当时新建的大阪大学工作。在那里,他感受到了“老大学所没有的清新气氛”。耐人寻味的是,他后来获诺贝尔奖的论文就是在这所新大学里、而不是在他的有着悠久历史传统的母校京都大学里写成的。

谁将成为中国本土的第一位诺贝尔奖获得者?这已不是一个遥远的梦想了。现在的关键是教育观念的变革。

我初读汤川这两本书是在80年代初。当时在学术界就开始对科学创造性问题发生了兴趣。我尝试将第一本书的部分文章译出发表在北京的刊物上,后来被引用。这是促使我将《创造力和直觉》全书译出的动因。后来,我又拜访了广州中山大学已故教授黄友谋先生,他早年留学日本曾聆听过汤川讲课,也是最早向国内介绍汤川生平和学术思想的前辈学者。我从黄先生那里获知《旅人》在日本读书界堪称“名著”,50年代末它曾以连载形式发表在《朝日新闻》上引起轰动。这又使我产生了全译《旅人》的念头。今天,国内上下都视创新为民族之希望。我的这两本译著也终于由河北科技出版社出版了。其现实意义是不言而喻的。

科教兴国,日本无疑是一个成功的先例。日本明治维新半个多世纪之后出了一个汤川秀树。我国改革开放已20多年,谁将成为中国本土的第一位诺贝尔奖获得者?这已不是一个遥远的梦想了。现在的关键是教育观念的变革。我国的教育曾一度异化为“应试教育”,极大地阻碍了对学生创造能力的培养。事实上,传统的教育观念至今影响着我们对素质教育的正确理解。例如,把培养学生的创新素质仅仅理解成为如何应用现有的知识来解决某些实际问题,这是很不够的。这种理解本身就已包含着一种预设:从现有的知识中一定能获得对实际问题的“解”。严格地说,这不是“创新”,而是从事常规科学的“解题”(puzzle—solving)。过去,我们的教育实质上是为了培养应试的“解题”高手,而不是着眼于培养知识或技术创新的能手。后一种培养目标则包含着一种全新观念:知识本身对于探索未知来说是永无止境的,因而其本身更需要不断的创新。汤川在自传中就多次谈及他虽有“解题”能力,但并不满足于这一点。他真正感兴趣的是从事非常科的创造工作。他上大学后不久,就被新物理学(量子力学)所吸引。当他看到跟他年龄相仿的欧洲的年轻科学家们已走在他前面为创建新物理学作出了贡献,他曾有过“余生亦晚”的感叹。他总希望在科学的前沿寻找他人尚未开垦的处女地。在大学毕业后的5年多时间里,他一直有被人“追赶”的感觉。他对新物理学的探究已达到如此痴迷的程度——不仅废寝忘食,可以说没有什么能阻止他思考物理问题。他在科学上能有所创新绝不是偶然的。

创造实无“方法”可授,但这种强烈的创新精神和创造意识是完全可以培养的。

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