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评判“李杨之争”怎能如此不严谨

2010-03-03 来源:中华读书报 作者:■杨建邺 我有话说
  《李政道传》,季承著,国际文化出版公司2010年1月第一版,39.80元

季承先生写了厚厚一本《李政道传》,媒体颇为关注。书里引用了不少文献,加了不少注释,而且还有科学顾问(博导),看来学术水平不会低。作者季承先生说,此书他写了7年,而且七易其稿,可见是十分认真的了。季承先生在回答

《济南时报》记者时说:“李先生对我写他的传记是支持的,也给过不少指导,提供过许多材料。对此我要向他表示感谢。至于他对这本传记是否满意,我无从得知,因为据我所知,他虽然向我讨要过数本复印本,可是因为他的主要精力是放在研究工作上的,可能还没有很好地通读。但我相信,如果他读了这本传记,一定会有恰当的评价。现在,我期待着他的评价,无论是好的还是不好的。”(见:中广网2010-01-08)

我看完这本书以后,觉得季承先生在好几处写得让我无法理解,因此提出来与季承先生商榷。要特别说明的是,这篇文章不是对这本书作整体评价。

(一)“只要是李政道赞成的,杨振宁就反对”吗?

先看第29页:

李政道主张建加速器,杨振宁反对。李政道主张重视基础科学,杨振宁力主搞应用科学。李政道创立特殊的考试办法帮助中国学子赴美留学,杨振宁就说是“丧权辱国”,等等。推而广之,似乎只要是李政道赞成的,杨振宁就反对。

这段话有两处不大符合事实。

杨振宁反对建加速器,最早是在1972年7月4日下午在北京饭店举行的“高能物理发展与展望”座谈会上。座谈会由张文裕教授主持。在会上,杨振宁与有些中国物理学家的意见存在分歧。当时中国物理学家对于中国高能物理处于闭塞停滞状态非常担忧,希望能够迅速发展建造大的加速器,赶上世界先进水平和以此培养高能物理学人才。这种急切的愿望当然可以理解,但是,当时中国正在文化大革命中,经济处于崩溃边缘,大学6年没有(通过高考)招生,工农兵大学生也只是刚开始招收,各种各样的科学人才都处于极端缺乏状态。考虑到这种情况,杨振宁对于一些人建议用巨额资金来建造大型加速器持坚决反对态度。无论参加座谈的物理学家用什么样的理由反驳杨振宁,他都坚持在当时绝对不能建造大型加速器。他的观点是:“拿几千万美元的投资来发展高能加速器,从中国工业发展来看,我很难投一票赞成。”一位物理学家生气地说:“那我们就一直保持与国外的这个很大的差距?”杨振宁回答说:“我不是说永远保持这个距离。中国去年的钢产量是2100万吨,可以等这个数字增加三倍以后再来讨论。这个数字是美国和苏联的六分之一,但美国和苏联的人口是中国的三分之一。中国有很多别的事情要做,中国应当对人类有较大的贡献,但我不觉得应当就是在高能加速器方面。”(《美籍中国物理学家杨振宁学术活动记录(之八)》,第4页)有人笑称,杨振宁这一次是“舌战群儒”。以后,杨振宁一直坚持自己的这个意见。

杨振宁的意见是否正确这儿不是讨论的地方,但是请注意,李政道是1972年9月19日才回到阔别多年的祖国,既然杨振宁反对建设加速器的时候,李政道还没有回国,何来杨振宁特意反对李政道?即使以后也许还有争论,那也与“特意”反李沾不上边呀。季承先生的说法恐怕站不住脚。

至于“丧权辱国”之说,最早见于《李政道文集》89页:“1980年春,洛克菲勒大学(Rockefeller)教授、数学逻辑专家王浩到哥伦比亚大学我的办公室。他是专程来告诉我,有一封以一位极有名气的美籍华人物理学家为首的信,信中对CUSPEA极为反对,并对CUAPEA用了‘丧权辱国’……的大帽子。”(《李政道文选(科学和人文)》,上海科技出版社,2008,89页)

在这儿李政道并没有说出这位“极有名气的美籍华人物理学家”是谁,但是到季承先生的书里,就改成了杨振宁。季承的依据在哪儿?其实,业内许多人都知道的确有一位“极有名气的美籍华人”提出了“丧权辱国”说,但那决不是一位“物理学家”。至于究竟是谁,因为当事人还在世,这儿不提也罢。但是把这顶帽子戴到杨振宁的头上,季承先生至少应该举出足够的证据,不能如此随便吧?

(二)关于第六届罗彻斯特高能核物理年会

101―102页,这段话比较长,但是不可不读:

1956年4月3-7日,美国粒子物理学界例行的罗彻斯特会议照惯例在纽约州的罗彻斯特大学(Rochester University)召开。李政道和杨振宁都应邀参加。会议讨论的一个重要问题,就是“θ-τ之谜”。

……

当时已经有人提出用θ、τ衰变宇称可能不守恒的假设去解释上述问题。例如,有一位年轻的物理学家布洛克(Martin Block)就提出了这种看法。他当时和费曼(Richard P.Feynman)住在同一个房间,他虽然有这种看法,却没有勇气在会议上提出。于是,他把自己的想法告诉了费曼,请他向会议转达。后来费曼照办了。李政道和杨振宁也曾有过这种想法,但经过考虑后,没有得出什么结论。

李政道的分析是,假使θ、τ是同一个粒子,在它的弱作用力衰变过程中,宇称并不守恒,结果就是这同一个粒子(即θ、τ)既可以按宇称为正的θ模式衰变,也可以按宇称为负的τ模式衰变。这个结果就与已经知道的“θ-τ之谜”的现象完全一样,也就是说,虽然提出了θ-τ衰变宇称可能不守恒,可是这种假设不产生任何物理结果,与其他物理无关。提出前与提出后,“θ-τ之谜”仍然是孤立的一点,这种假设没有产生任何新的结论,不能解决“θ-τ之谜”。所以,单单提出宇称不守恒,是不能解决问题的。

在罗彻斯特会议上,有几位物理学家报告了他们为解决“θ-τ之谜”所做的努力,但都没有结论。李政道和杨振宁也做过努力去解决这一问题,也没有成功。……

在回普林斯顿的火车上,杨振宁和派斯(A.Pais)愿意每人出一美元和惠勒(J.Wheeler)打赌,认为θ-τ不是同一个粒子,当然后来证明它们是同一个粒子,惠勒因而赢了他们两个两块美元。

“θ-τ之谜”正像杨振宁所说是一间封闭的黑屋子,物理学家们在这间漆黑的屋子里摸索,想找到出去的门……

在季承先生等编辑出版的《宇称不守恒发现之争论――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,兰州,甘肃科学技术出版社,2004)一书中的116-117页,伯恩斯坦在“宇称问题侧记”里,也讲了同样一段往事,看看伯恩斯坦的讲法与季承先生有什么不同。伯恩斯坦写道:

那年4月,当第六届罗彻斯特高能核物理年会在纽约州北部罗彻斯特大学举行的时候,在会议日程上,θ-τ之谜列为重要议题跃然纸上。在会议中,提出了许多解决这一难题的建议,但是都不能令人满意。在杨对奇异粒子的讨论做了一个小结之后,有一段时间讨论。讨论的纪要中有一段值得一提:“杨感到,只要我们对于θ-τ的简并还不太清楚,我们对于这个问题最好思想开放。沿着这开放的思路,费曼代波洛克提出了问题:是不是θ和τ是同一粒子的不同宇称态,这一粒子没有确定的宇称;也就是说,宇称是不守恒的?这就是说,自然界是不是有一种明确确定右手或左手宇称的途径?杨指出,他和李研究过这一问题,但未得到任何确定结论。……因此,或许存在一种粒子具有两种宇称。……或许可以说宇称守恒……是可以被破坏的。可能弱相互作用都是来自这同一来源,即空间-时间对称的破坏。”

……那时,总的感觉是迷惑和挫折。杨后来写道:“那时物理学家的处境就好比一个人在一间黑屋子里摸索出口。他知道,在某一个方向一定有一个门能让他从困境中出去。但是在哪个方向呢?”

他和李回去后就开始工作。最后,没有别的出路,他们决定要对宇称守恒的实验基础进行细致的研究。出人意外,这确实让他们找到了从黑屋子里出去的门。

伯恩斯坦明确写出了这次会议的主要事件“杨对奇异粒子的讨论做了一个小结”,而且特别说明“讨论纪要中有一段值得一提”。可是,季承先生文中亮出“θ-τ之谜”以后,立即作了一个“时空关系的转换”,说“李政道的分析是……”,至于杨振宁做了“小结”以及讨论中“值得一提”的发言却一字不提,而且特意把杨振宁、派斯和惠勒在紧张讨论之后开的小玩笑拿出来。玩笑拿出来当然也很有意思,但是要看放在什么地方。季承先生放在这儿是什么意思呢?这不好说。

(三)关于美国物理学会年会

113页:

  美国物理学会(American Physical Society)的年会按惯例在每年1月底召开。……来听报告的人数也创下了记录,因为大家知道,在这次会议上要报告宇称不守恒。会议预计下午2时开始,可是一点多钟,报告厅里已经挤满了人,除非你能把自己挂在吊灯上,是没有容身之地的。李政道来了,但很难进去,直到有人认出了他,才让开了路。会上,李政道、杨振宁、莱德曼、泰勒格第和吴健雄等都发了言。会上的报告令人信服,弱作用中宇称守恒的定律从此正式宣告被推翻了。

这段文字很让我困惑。因为在《宇称不守恒发现之争论――李政道答〈科学时报〉记者杨虚杰问及有关资料》中,在125页伯恩斯坦写的“宇称问题侧记”的叙述是这样的:

 这次会议预定在两点钟召开,但在13时15分的时候,饭店的大厅已坐满物理学家。我在12时30分到达,带着我的午餐,找到了一个座位。李并不那么幸运,过了好一会,看来他连报告厅都根本没法进去。这时,某些物理学家认出了他,让开了路。杨、莱德曼、泰勒格第(Telegdi)和吴女士发了言。有一些实验数据很新,在图表上,点和曲线只是很粗略地画上。推翻宇称守恒的证据就这样集中在这一个地方,在这么一间报告厅里被描绘出来,绝对令人信服,使人得到一种见证的感觉。科学的历史转折点就在这里。会议中间没有可能提问,之后在饭店前厅,我瞥见李和杨一眼,他们被热心的物理学家们团团包围,都想得到更多的信息。关于哪些人在这次会议上发了言,季承写的《李政道传》和他编的《宇称不守恒发现之争论》的说法明显不同,那么我们该信季承说的呢,还是信伯恩斯坦说的呢?值得指出的是,会后在“被热心的物理学家们团团包围”时,也许李政道会说一些话的,但那不是“发了言”。

(四)杨振宁为什么没有第二次获得诺贝尔奖

在161―162页里有下面的话:

后来就有人提出,杨振宁和米尔斯的规范场原不应属于原创,应该是“重新发现”(rediscovered)。李政道对此并未多加宣扬,更未借此贬低这一成果,仍是从规范场本身的意义给以高度评价。

后来,由于“杨-米尔斯规范场”名声鹊起,呼吁他们得诺贝尔奖的呼声也日渐高涨。同时也有人怀疑杨振宁是否抄袭柯来恩(柯来恩(OskarKlein),按照《英汉综合物理学词汇》(1999)翻译为奥斯卡・克莱因,因此在物理学界一般都通用这一译名,如克莱因-仁科方程等等――本文作者注)的结果。李政道也没有特别的反应,仍然保持冷静客观的态度。

关于诺贝尔得奖,从上述事实来看,明眼人都可以得出否定的结论。杨振宁恐怕也一定明晰于心。因为他一定比任何人都清楚规范场提出的历史也一定会知道诺贝尔奖委员会对此事的基本态度。譬如,曾任诺贝尔奖评审委员会物理学组组长的埃克斯庞(C.Ekspong)教授,在1991年3月出版的《柯来恩纪念讲座》一书里,就有杨振宁的讲演,也有柯来恩的讲演,他焉能不知道应该如何评价杨-米尔斯的工作呢。

本来季承先生写的是李政道,这儿忽然写起杨-米尔斯理论来了,让人不免惊讶。要写也可以,但是这么重大的问题,只用不到一页的文字就轻飘飘地一带而过,而且从后面的一段话来看,季承似乎要把杨振宁的极为重大的科学贡献一笔抹杀。这让人觉得太匪夷所思了。

先谈rediscovery。这本是一个在科学史上经常会遇到的有趣的问题,有时也会带来很激烈的优先权的争论。最有名的事例就是爱因斯坦发现狭义相对论。在他之前,“相对论”这个词已经被法国数学家彭加勒提出并且使用过;而狭义相对论的时空变换已经被荷兰物理学家洛伦兹提出,以后爱因斯坦在他的理论中也照常使用这个变换的名称――即洛伦兹变换。爱因斯坦的狭义相对论的发现,真可谓rediscovery到家了。但是,尽管荷兰和法国有人认为相对论根本不是爱因斯坦发现的,只不过是rediscovery,一波一波反对爱因斯坦的声浪来势真是吓人,但是,狭义相对论最后还是被世人认为是爱因斯坦发现的,因为“同时性不是绝对的”这一关键思想是爱因斯坦提出的。

杨振宁发现杨-米尔斯理论说是rediscovery,似乎可以。其实杨振宁在好几篇文章里都详细介绍过规范场思想的来源(《杨振宁文集》,华东师范大学出版社,1998,31-34页,480-500页),特别是多次提到韦尔、泡利的贡献。但是,最关键的思想是杨振宁和米尔斯提出来的,而且他们提出了一个此后闻名于世的杨-米尔斯方程。虽然这个方程的出发点与后来的发展有些不尽相同,但是最后经过一些新的发现,却成为现代物理学不可或缺的伟大方程之一。(《天地有大美――现代科学之伟大方程》,上海科技教育出版社,2006,202-227页;《千年难题――七个悬赏一百万美元的数学难题》,上海科技教育出版社,2006,61-100页)谈到物理学中的一些著名方程,几乎都有方程本身比提出者还高明的事例,其中最有名的是“薛定谔方程比薛定谔聪明”和“狄拉克方程比狄拉克聪明”,可以说爱因斯坦的广义相对论方程也比爱因斯坦聪明多了。物理学史上这样的事例太多,这儿不多谈。因此杨-米尔斯方程提出来以后,后续有很多事先杨振宁和米尔斯没有料到的发展,其实是物理学发展的必然事件。如果以这样的后续发展来否定提出者的功劳,那可以说是对物理学发展的历史一窍不通。薛定谔方程提出以后,他自己对方程里的波函数是什么好久都搞不懂,后来居然还提出一个错误的解释;狄拉克方程预言宇宙有反粒子,狄拉克开始想否定这个预言,后来承认了反粒子,但又错把质子当作反粒子;爱因斯坦方程里预言宇宙可以膨胀或者收缩,但是爱因斯坦开始死也不承认。但是,世界上谁也没有否认薛定谔、狄拉克和爱因斯坦的方程是他们提出来的。季承先生可能没有研究过物理学史,不太熟悉,情有可原。但是随意就对自己不了解的事情做结论,至少是太不严肃了吧?

如果季承先生想探讨杨-米尔斯方程如何rediscovery,那当然是一个非常重要的研究课题。不过,季承先生似乎并不是想研究这个重要的课题,他只是想简单地通过“rediscovery”――“抄袭柯来恩”――“他焉能不知道应该如何评价杨-米尔斯的工作”这个三段论法,坐实杨-米尔斯方程根本不属于杨振宁,而属于“柯来恩”。

这儿不是讨论非阿贝尔规范场的地方,我只举出一些常识性的事例,说明季承先生居然连一般的常识都不愿意顾及,实在令人不解。且看:

1994年,美国费城富兰克林研究所把当时北美地区奖额最高的科学奖鲍尔奖授予了杨振宁教授。在该研究所的正式文告中说,给杨振宁教授颁发这一奖项,是为了奖励他在规范场和其他方面杰出的贡献。文告中还赞扬杨振宁教授的研究:

“对20世纪下半叶基础科学研究的广大领域产生了巨大的影响”;“它深远地重新规划了物理学和现代几何学的发展”,“给人类对宇宙间基本相互作用和自然规律提供了理解”;“(杨-米尔斯场)已经排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之列,并必将对未来几代有类似的影响。”

2009年,谷超豪获得2009年度国家最高科学技术奖。在告示中谈到谷超豪的贡献时有这样一段话:

杨振宁和R.米尔斯提出的规范场理论是物理学中一项极为重要的成果。1974年,谷超豪在与杨振宁合作时,他最早得到经典规范场初始值问题解的存在性,对经典规范场的数学理论做出了突出贡献。后来谷超豪又给出了所有可能的球对称的规范场的表示;首次将纤维丛上的和李群的理论应用于闭环路位相因子的研究,揭示了规范场的数学本质,并应邀在著名数学物理杂志《物理报告》上发表专辑。

还有,因为杨振宁发现规范场与纤维丛的关系,引起了数学家研究杨-米尔斯理论的高潮。1977年英国著名数学家阿蒂亚(Michael Francis Atiyah,1929-,1966年菲尔兹奖获得者)出版了一个专题文集《杨-米尔斯场的几何学》(Geometry of Yang-Mills Fields),于是众多的数学家对规范场日益重视。

1986年菲尔兹奖颁发给英国数学家唐纳森(Simon Donaldson,1957-)。在介绍唐纳森的贡献时,文件上是这样写的:“唐纳森所采用的是全新的方法,这些方法来自于理论物理学,是以杨-米尔斯方程的形式出现的,……他发现了全新的现象并证明了杨-米尔斯方程可以完美地用来研究与探索四维拓扑的结构。……唐纳森的成功取决于他对杨-米尔斯方程的分析学有透彻的了解。”(《当代数学精英:菲尔兹奖得主及其建树与见解》,李心灿等编,上海科技教育出版社,2003,168-169页)

1990年的国际数学家大会有四位菲尔兹奖获奖者:德林菲尔德、琼斯、森重文(Mori Shiefumi)、威滕(Edward Witten)。他们之中有三人的工作除了森重文以外,都和杨-米尔斯(或杨-巴克斯特方程)有关。

由此可见,即使在当今最抽象、最前沿的数学理论中,杨-米尔斯理论也有不可忽视的价值。

在2005年纪念杨-米尔斯理论诞生50周年时,特霍夫特(Gerardus’t Hooft,1946-,1999年诺贝尔物理学奖获得者)主编了一本书《杨-米尔斯理论50年》。(50 Years of Yang-Mills Theory,Edited by Gerardus’t Hooft,World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd.,2005)书中,爱德华・威滕的文章写道:“我们在这篇文章中综述了微扰的杨-米尔斯理论的意料不到的简化,由此激起一个想法……微扰的杨-米尔斯理论散射振幅起因于这个弦理论的一种瞬子展开(instanton expansion)。”

2004年因为发现杨-米尔斯理论具有渐进自由特征而获得诺贝尔物理学奖的维尔切克(Frank Wilczek,1951-),也在这本书里写了一篇文章:Yang-Mills Theory In,Beyond,and Behind Obseved Reality。

难道美国著名的学会和研究机构、中国科学院以及这些获得过世界最高奖的物理学家和数学家都犯了糊涂,没有看出杨振宁在抄袭克莱因的文章,现在却被季承先生发现了?

季承先生还特别提及,对于杨振宁抄袭克莱因文章一事,“李政道也没有特别的反应,仍然保持冷静客观的态度”。照季承先生的本意,似乎李政道不表态就很不应该。

季承先生似乎非常关注李政道与杨振宁之间的矛盾和争论。在该书163页,季承先生表示了他的良好愿望:

事实上,无论是在国外还是在国内,人们都对李杨的争论给予了极大的关注,大部分人都有一个朴素的希望:愿他们重归于好。这不独是有大团圆传统思想的中国人,就是一向标榜独立自主的西方科学界人士,也渴望出现奇迹。但是,他们应该理智地看到,在李杨之争的特定情况下,争论既出,虽然当事人俱在,如果是非不明,而去追求和解的可能性就极小。因此,所有的这种期望直到现在都落空了。中间,虽然出现过一些单方面和缓的迹象,但终归无济于事。

那么,类似李杨之争的这种争论,究竟如何了结呢?

 最后一句话,表达了许许多多关心这件事的人的忧虑。我个人认为,如果要想探讨这个问题,首先必需公正地对待他们两人对这事的说法,不能有任何偏颇。至于根据他们两人的说法做出评论,那就更得小心,而且我一直认为,做出这个评论的人,必须有深厚的物理知识并熟悉物理学史,要非常懂得他们研究的物理理论内容,以及这个研究领域的历史渊源,否则就不要妄下判断。我们也许知道,李政道和杨振宁两人共同的好朋友阿伯拉翰・派斯(Abraham Pais),既是一位资深的理论物理学家,又是一位世界著名的物理史学家,他写过世界上最好的爱因斯坦的学术性传记,还写过玻尔、奥本海默的传记,还写过一本被《美国科学家》杂志评为“影响20世纪科学100本书”之一的物理学历史著作《走向内部世界》(Inward Bound)。应该说他最有资格来评论李杨之争了吧。但是他却说,他无法了解中国的文化和风俗,因而不能对这件事做出评论。现在季承先生似乎想对这件事做出评论,这当然也没有什么不可以。但是季承先生是否具备必要的条件呢?还有许多问题想与季承先生商榷,但是这篇文章已经够长的了。再写下去,恐怕没有哪个报刊会刊登这篇文章。以后有机会再与季承先生商榷吧。

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