一些有关李政道、杨振宁之争的资料

2010-07-07 20:07:00 来源:博览群书 潘 辰 我有话说

核心提示:

杨振宁和李政道是因为推翻宇称守恒获得1957年的诺贝尔物理奖的,而李政道提出宇称不守恒问题是以他为主解决的论据,与过去文献所载的事实不符。

研究膺标量是解决宇称不守恒问题的

突破口。李政道说他1956 年4月独自想到要研究膺标量,这与文献不符。从2004年以前李写的有关宇称不守恒工作历史的文章中,说明他是在1956年5月才清楚应该研究膺标量的。吴健雄和史瓦兹的回忆也都不能证明李曾在1956年4月想到要研究膺标量。

将研究方向由奇异粒子转向β衰变是推翻宇称守恒工作关键的发展,它是杨振宁提出来的。早在1950年杨就在β衰变方面做过研究,熟悉这个领域;而李是在1956年5月和杨讨论后才要去向吴健雄借β衰变的著作来读的。

关于文章署名顺序问题,李政道曾责备杨振宁不遵守学界习惯,按合作者姓氏英文第一个字母的顺序来署名。但从那时期李和别人合写的三篇文章的署名看,也有合作者英文姓氏的第一个字母的次序在李之前、可第一作者却是李的情况。

今年初,季承著《李政道传》出版,述及李政道、杨振宁发现宇称不守恒的经过,及李、杨关于这段历史的不同表述,再一次引发了人们对李、杨之争的关注。关于季承的《李政道传》,关于李、杨之争的是非,媒体上已有不少报道和讨论。本刊今发表潘辰先生的文章,希望有助于相关史实的辨析和核实――为此目的,本刊也欢迎与潘辰先生看法和立场不同的人投稿给我们。

杨振宁和李政道两位先生因为推翻宇称守恒获得1957年的诺贝尔物理奖,这是中国人第一次得到诺贝尔科学奖,中国人都引以为傲。李在1971年发表文章,宣称这项工作是以他为主,杨为辅(李政道《弱相互作用的历史》,1971);杨在1983年列举事实说明李的叙述不实(Yang,Chen Ning,Selected Papers 1945-1980,With Commentary,W.H.Freeman Co.,San Francisco 1983pp.26-31.);2004 年季承等编了《宇称不守恒发现之争论解谜:李政道答〈科学时报〉记者杨虚杰问及有关资料》(季承、柳怀祖、滕丽编,甘肃科学出版社2004年版,以下简称为《答记者问》)一书,进一步宣称这项工作是李突破的;今年季承又推出《诺贝尔奖中华风云:李政道传》(国际文化出版公司2010年版),重复了《答记者问》一书中关于李、杨之争的叙述。据季承自述,出版这本书得到李的支持、指导和提供材料(《济南时报》2010年1月8日),出版之前,李看过这本书的初稿(《广州日报》2010年1月9日)。该书出版后,物理学史学者、物理学教授杨建邺撰文指出了书中好些让他“无法理解”之处(《中华读书报》2010年3月3日),接着杨振宁为文澄清了书中几项错误或歪曲的叙述(《中华读书报2010年3月17日》)。

虽然季承说他“所采用的材料都是有资料可循的”(《济南时报》2010年1月8日),可是那两本书中的叙述,除两位杨的文章指出的问题以外,还有许多和文献资料不符。这些资料包括《答记者问》一书所附九篇参考文献,其中有三篇还是李自己过去写的宇称不守恒工作历史的文章(李政道《弱相互作用的历史》1971、《破缺的宇称》1986、《往事回忆》1988)。下面是两位杨的文章中没有指出的另外几项和文献所载不符合之处。

李说他独自想到要研究膺标量和文献不符

1、想到要研究膺标量是解决宇称不守恒问题的突破口,《答记者问》一书中李提出他在1956 年4 月独自想到要研究膺标量,可是2004 年以前,李写的宇称不守恒工作历史的文章中,都写道他是在1956 年 5 月才清楚应该研究膺标量的。现将李《答记者问》书中所述和2004 年以前李写的有关内容对比如下:

(1) 《答记者问》中李说,他在1956 年 4 月独立地想到要测量膺标量:“宇称不守恒思想的突破是我在1956年4月上旬独立地做出的,与杨振宁无关。”(《答记者问》P3)又写道:“要解开θ-τ之谜,就要去测量……膺标量……。这就是宇称不守恒思想的突破。”(《答记者问》P6)

(2)可从1971 到1988 年,李都说他是在1956 年5 月才清楚应该研究膺标量的:

1971 年李写道:“……我从吴健雄那里借到一本齐格班编的有关β衰变的权威著作……在我们把齐格班的书通读一遍之后,重新用新的相互作用推导了所有的那些老的公式,我们就十分清楚了,在那个时候,甚至连一个能证明在β衰变中宇称是守恒的实验证据都没有。这说明我们是多么愚蠢!……缺少证据的原因在于这样一个简单的事实,就是没有人做过任何努力去从看来好像左-右对称的安排中专门挑出膺标量进行研究。”(译文见《答记者问》参考文献P143-144)

1986 年李作了同样的叙述:“……我们很快读完了齐格班的书……不存在证据的理由是一个简单的事实,就是没有任何人曾试图从看来似乎是左-右对称的安排中去观察一个膺标物理量。”(译文见《答记者问》参考文献P243-244)

1988 年李又一次写道:“……我们循齐格班的书的路线疾速行进……没有证据的原因在于一个简单的事实:即从来没有人尝试过在看起来左右对称的条件下观察一个物理上的膺标量。”(译文见《答记者问》参考文献P265-268)

那么,李是在什么时候借到齐格班的书的呢?1988 年李还写道:“5 月初的一天,他 (按:指斯坦伯格[Steinberger])来看我 ……第二天早晨,杨振宁从布鲁克海文开车到哥伦比亚大学,我们深入热烈地讨论了一天……我们分别后各自检查β衰变中的宇称问题。β衰变当时已是一个历史很长并且积累了大量知识的领域。……吴健雄是世界上在这一领域的大专家。……我于是拜访了她……她对此极感兴趣,并借给我齐格班编辑的β衰变的权威著作。”(译文见《答记者问》参考文献P265-268)

很清楚,按照李过去多次写的,都是在1956 年5 月借到一本有关β衰变的书,读过那本书,经过计算,才清楚要研究膺标量的。

2、吴健雄和史瓦兹都没有证明李曾在1956年4月想到要研究膺标量。

在《答记者问》书中李写道,吴健雄 1972 年和史瓦兹1988 年的回忆可以证明,他曾在1956 年4 月上旬独自想到要研究膺标量。可是李引用的两人的回忆,都没有显示4 月初李就想到要研究膺标量。

(1)李所引吴的回忆是:“1956 年早春的一天,李政道教授来到……我的办公室。他先向我解释了τ-θ之谜。他继续说如果τ-θ之谜的答案是宇称不守恒,那么这种破坏在极化核的衰变的空间分布中也应该观察到:我们必须去测量膺标量 〈σ p〉,这里p 是电子的动量,σ是核的自旋。”(《答记者问》P11)李在1988 年写得很清楚,他是在1956年5月,和杨讨论后清楚了要研究膺标量,然后才去拜访吴的(译文见《答记者问》参考文献P265-268)。很清楚,吴回忆的是发生在5月初的事。

吴称5月初为早春并不奇怪,吴的办公室在纽约,1956 年纽约市春暖的天气来得晚。根据纽约市的气象记录,那年4 月纽约市还下了10厘米的雪,平均气温不到12℃,5月份气温升上去,才会有春天到来的感觉。

(2)李所引史瓦兹的回忆是:“当他 (按:指史瓦兹的共同工作者斯坦伯格)在会后(按:指1956年4月3日到7日的罗彻斯特会议)与李政道讨论二面角的分布时,李有一个非常重要的想法。李建议斯坦伯格,让我们把数据从Φ=0到Φ=2π进行划分。”(《答记者问》P7)史瓦兹接着写道:“我们又重新分析了这些数据……不足以得出什么结论。”(译文见《答记者问》参考文献P254-255)由此可见,李的建议并没有引出宇称不守恒的突破。史瓦兹的回忆中,并没有李向他提出要研究膺标量之事。

3、2004 年前的文章中都没有李曾提出要研究膺标量的记述。

不仅1971-1988 年李三次发表的宇称守恒工作历史的文章(《弱相互作用的历史》、《破缺的宇称》、《往事回忆》),都只是说他在1956 年5 月清楚了要研究膺标量,并没有说他曾独自提出要研究膺标量。美国物理史学者、物理学教授富兰克林(Allan Franklin)1979 年写的《宇称不守恒的发现与未发现》的长文中更完全没有李曾想到要研究膺标量一事。富兰克林在文末提到他曾几次和李交谈,李并向富兰克林提供了他没有发表的宇称不守恒工作历史的文章。如果李真曾提出过要研究膺标量,不可能不告诉富兰克林;告诉了富兰克林,富兰克林不可能不将这样重要的事情写进宇称不守恒发现历史的长文中。富兰克林的这篇文章也被收录在《答记者问》中(译文见《答记者问》参考文献P152-232)。

4、李、杨两人宇称不守恒文章发表48年后的2004年,李却突然提出是他首先想到要研究膺标量的。如果真有此事,为什么从1971到1988年所有李写的三篇宇称不守恒发现历史的文章中都不提这关键之点(《弱相互作用的历史》、《破缺的宇称》、《往事回忆》),也不告诉写宇称不守恒发现历史的富兰克林(译文见《答记者问》参考文献P152-232)?由此可见,要研究膺标量不可能是李在1956 年4 月独自提出来的。

  将研究方向由奇异粒子转向β衰变是杨振宁提出来的

1、将研究方向由奇异粒子转向β衰变是推翻宇称守恒工作关键的发展,李、杨两人推翻宇称守恒的文章提要的第一句话就是:“本文检验了β衰变……中的宇称问题。”正文的第一节的标题是“目前宇称不守恒的极限”,第二、三节的标题分别为“β衰变中的宇称守恒质疑”和“β衰变中宇称守恒的可能的实验验证”。(译文见《答记者问》参考文献P92-104)后来吴健雄等震动整个物理界的,推翻宇称守恒的实验也是在β衰变领域中的。

2、早在1950年杨就在β衰变方面做过研究(C.N.Yang,J.Tiomno,Phys.Rev.79:495-498〔1950〕),熟悉这个领域,李却在1956年5月和杨讨论后要去向吴健雄借β衰变的著作来读(译文见《答记者问》参考文献P241-242),可知李那时还不熟悉此现象。

3、由此可见,推翻宇称守恒工作这关键的一步,转向研究β衰变,不可能是李提出来的。

  杨早就是重要的粒子物理学家

1、宇称是否守恒是粒子物理的问题。《答记者问》中李写道:“1953年以前,真正研究粒子物理的理论物理学家,也必须精于天体物理、流体物理和磁流体物理。……杨振宁在天体物理、流体物理和磁流体物理领域里从来没有工作过。”(《答记者问》P32)按此,杨就不是粒子物理学家,研究宇称是否守恒当然只能是以李为主的了。

2、在《答记者问》中,李还写道:“50年代时粒子物理学领域,每年都举行一次国际性的综合学术会议,地点在美国纽约州的罗彻斯特大学。因而这个很重要的会议就被称为罗彻斯特会议。凡是要参加会议的,必须收到邀请才行。”(《答记者问》P4)因此只有重要的粒子物理学家才能参加这个会议。

1952年前杨已经在粒子物理方面发表了8篇重要的论文,从1952年第二次罗彻斯特会议起,杨就接连受到邀请,并参加1956年第六次会议的筹备工作。由此可见,杨早在1952年已是重要的粒子物理学家。反观李,则要到1956年才因杨的推荐,第一次得以参加罗彻斯特会议。

杨是1956年时最重要的研究宇称守恒问题的粒子物理学家

罗彻斯特会议是分专题组进行的,1956年第六次会议第八分组专题讨论宇称守恒问题。会议由被称为美国原子弹之父的Oppenheimer主持,在他致开幕词后,即由杨作长篇大报告,总结了宇称守恒问题研究的历史和现况,然后是讨论(Proc. 6th Annual Rochester Conference,Interscience Pub. New York,pp.VIII 1-36 〔1956〕)。

参加这次会议的包括当年最重要的粒子物理学家,如Dalitz、Feyeman、Gell-Mann、Markov、Marshak、Teller、Weisskopf 等。宇称守恒问题首先就是由Dalitz提出来的,Feyeman和Gell-Mann以后都得了诺贝尔物理奖,Teller被称为“美国氢弹之父”。由此可见,杨是1956年时最重要的、研究宇称守恒的粒子物理学家。

顺便可以提出,在《答记者问》一书中李曾两次写道,他和杨在那次罗彻斯特会议中都曾提出“宇称可能不守恒”。(《答记者问》P4、21)根据公开出版的会议的详细记录(Proc. 6th Annual Rochester Conference,Interscience Pub. New York,pp.VIII 1-36 〔1956〕),杨的确曾在会上提出过宇称可能不守恒,可是并没有李在会上发言的记录,当然没有李曾在会上提出过宇称可能不守恒一事。

杨、李两人早就在共同研究宇称守恒问题

《答记者问》书中李写道:“1956年4月初我做出宇称不守恒思想的突破以后,到5月份杨振宁才参加进来和我一起对宇称不守恒做了系统性的理论分析工作。”(《答记者问》P16-17),又写道“1956年5月初,我接受了杨振宁的要求,同意他和我合作……”(《答记者问》P23)可是1955年12月李、杨两人就已经联名送出过一篇讨论宇称是否守恒的文章(T.D.Lee,C.N.Yang,Phys.Rev.102:290-291〔1956〕),试图在宇称守恒的框架内解决问题。虽然他们那时的设想并不正确,然而却证明早在1955年12月以前,他们两人已在合作研究宇称守恒问题了。

关于李提出来的文章署名顺序问题

1、《答记者问》书中李说他和杨最早的分歧发生在1952年。那年两人联名发表的第一篇文章,杨署名在李之前。李责备杨不遵守物理学界的习惯,按合作者姓氏英文第一个字母的顺序来署名(《答记者问》P36、51)。

2、李是否真的认为这是一个必须遵守的“习惯”呢?不是的。那时候有三篇李和别人合写的文章,都有合作者英文姓氏的第一个字母的次序在李之前,可是第一作者却都是李。它们是:

T.D..Lee,R.Christian,Phys.Rev.94:1760-1767(1954)

T.D..Lee,K.Huang(黄克孙),C.N.Yang,Phys.Rev.106:1135-1145 (1957)

T.D..Lee,J.Steinberger,G.Feinberg,P.K.Kabi,C.N.Yang,Phys.Rev.106:1367-1369(1957)

显然,李提出“习惯”,只不过是他争列为第一作者的一个借口而已。

顺便可以提出,上面第二篇文章中的作者之一的黄克孙,后为美国麻省理工学院物理系的荣誉教授、美国艺术和科学院院士。美国艺术和科学院院士有很高的学术地位,院士中有两百多人是诺贝尔奖获得者。1956 年前后,黄正和杨、李密切合作工作,除上面提到的那项工作外,另外还有两项(K.Huang,C.N.Yang,T.D.Lee,Phys.Rev.108:1340-1341〔1957〕;K.Huang,T.D.Lee,C.N.Yang,Stevens Conf. of Many-Body Problem 〔1957〕;The Many-Body Problem,ed.J.K .Percus,Interscience,165-175〔1963〕),当然知晓杨、李两人合作的实情。2007 年黄克孙在他的Fundamental Forces of Nature:The Story of Gauge Fields一书中写道,“杨振宁和李政道仔细地检查了宇称守恒的实验证据,意识到在弱相互作用中没有这样的证据。”(K.Huang,Fundamental Forces of Nature: The Story of Guage Field,p.140,World Scientific,〔2007〕)。2009 年8月出版了这本书的中译本。黄在中译本的序言中写道:“在1956年杨振宁和李政道大胆地提出自然违反左右对称的建议。”(黄克孙《大自然的基本力:规范场的故事》,杨建邺、龙芸译,上海辞书出版社2009年版)黄在有关宇称守恒问题的描述中一再提的都是杨和李而不是李和杨。显然,他了解宇称不守恒问题这项研究是由杨为主完成的。

小 结

李政道先生提出宇称不守恒问题是以他为主解决的论据,都和过去文献所载事实不符。由此引出的结论可信度如何,毋庸多说。

(本文编辑 宋文佳)

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