他任哥大教授时不到30岁,促成中国第一个大学少年班
来源:中国新闻周刊
美国当地时间8月4日凌晨2时33分许,诺贝尔物理学奖获得者、美籍华裔物理学家李政道在旧金山家中去世,享年97周岁。他生前最耀眼的标签是“宇称不守恒”,也就是那个受到诺奖青睐的理论发现,但他对物理学的贡献远不止于此。
就在数月前,北京正负电子对撞机(BEPC)首次测得某种粒子的量子态性质,为粒子物理标准模型提供了强有力的证据。这一重大成果于5月2日作为编辑推荐文章,发表在国际顶刊《物理评论快报》上。至今,李政道一手创立的这一科学装置仍在运行,正负电子在真空管道中被加速到近光速、相撞,然后湮灭。作为全球顶级的物理学家,他特别喜欢杜甫的名句:细推物理须行乐,何用浮名绊此身。
“高能”科学家
芝加哥大学理论物理学博士是李政道唯一正式获得过的学位。
李政道生于1926年的上海,1935年入读当地一私立中学的小学部。1937年淞沪会战爆发,未满11岁的李政道跟随家人迁入英国租界,直接转入中学借读。后因抗日战争,他随家人辗转多地,中学也未毕业。1943年,李政道考入迁至贵州的浙江大学物理系,后转学到西南联合大学,走上理论物理学习的道路。抗战结束后,西南联大停办,李政道又与大学毕业证书失之交臂。
学位的缺憾没有阻挡他在理论物理界崭露头角。1946年,没有学位的李政道在导师推荐下赴美进入芝加哥大学深造,1950年获得博士学位。1953年,他任哥伦比亚大学物理学系助理教授,三年后便晋升为正教授。尚不满30岁的他,创下该校建校200多年来最年轻教授的纪录。直至2012年退休,他在哥大任教长达60年。
1956年,他与理论物理学家杨振宁一起发表了论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》。宇称是一个量子力学量,在此之前,物理学界公认在任何一种相互作用下,宇称都是守恒的,但这一假想被两位科学家打破。次年经实验验证后,李政道与杨振宁分享了当年的诺贝尔物理学奖和爱因斯坦科学奖,李政道成为首登诺奖领奖台的华人科学家。直到2014年,李政道都是二战后最年轻的诺奖得主。
除此之外,李政道还涉猎孤立子量子理论、反常核态等多个物理学分支,著有《场论和粒子物理学》等科学专著。在中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳看来,李政道作为高能物理学家,在领域内的深耕难有人能企及,其对物理学的热爱和投入感染着所有与他共事的人。
王贻芳向《中国新闻周刊》回忆,早在20世纪80年代初,在他读本科的时期,他就听过李政道的报告。报告后王贻芳曾向李政道提问,但“他那会儿肯定不记得我”。2001年,王贻芳进入高能物理所担任研究员,此后参与多次中美高能物理领域的学术会谈,才有了向李政道正式介绍自己的机会。他发现,多年来李政道对祖国科学发展的挂念与热望从未改变。
李政道曾直接推动了BEPC的设计和建设。粒子对撞是人类发现新粒子、推翻旧理论的利器。1984年10月破土动工的BEPC,是中国第一台高能加速器,也是国内高能物理研究起步的重要契机。此前数年,为了BEPC的落地,李政道奔走于国内外,论证方案,寻求合作。王贻芳认为,从国内高能物理的发展历程来看,以学术、技术、经费等标准来衡量,BEPC都是当时的最佳选择。彼时中国在加速器领域几乎没有基础,想要建设正负电子对撞机,且规划性能要赶超国外,需要克服万难。“没有李政道的全力以赴,就不会有BEPC的建设和成功。”
1988年,BEPC完成第一次正负电子对撞,实现了国内继原子弹、氢弹、人造卫星后的又一突破性科学成就。王贻芳回忆,2004至2009年,BEPC进行过一次技术升级,李政道非常关注且支持。2010年后,李政道因身体原因就较少参与国内对撞机项目,2013年后其再未来过中国。“我最后一次在美国见他也快十年了”,王贻芳慨叹。
2010年后,李政道仍多有学术产出,其发表的几篇论文关于大亚湾反应堆中微子实验。这也是李政道出面推动的科研项目,旨在寻找新的中微子振荡模式。2012年,该反应堆的研究成果被《科学》杂志评为当年十大科学突破之一。
王贻芳表示,国内最新一代的粒子对撞机正在研发之中,涉及高能物理最前沿的领域。虽然探寻的是微不可及的粒子,但最微观和最宏观在宇宙大爆炸的早期是一体的,反映着同样的科学规律。也许正是出于对这种终极规律的向往,李政道才会“细推物理须行乐,何用浮名绊此身”。这句他最喜欢的诗,成了他的人生准则。
“儒雅的知识分子”
李政道于1962年加入美国国籍。在中国科学院院士、清华大学物理系教授朱邦芬看来,李政道对人才的热爱从来都不分国籍。
上世纪70年代起,李政道和夫人秦惠莙开始回中国大陆访问,对国内的科技人才培养和基础科研多有建议。1979年,李政道设计开展了中美联合培养物理类研究生计划(CUSPEA),向优秀本科生提供赴美攻读物理学博士的奖学金,实现了人才的“走出去”。在两批学员试点之后,CUSPEA于1981年正式实施。此后,共有76所美国大学参与联合培养,全国共选拔了近千名学生赴美。该计划开创了国内大规模外派留学生的先河。
“除了走出去,还要留得住。”朱邦芬对《中国新闻周刊》说,CUSPEA时期,李政道一直在为动乱后的中国科学人才断层担忧。1986年,由李政道发起的中国高等科学技术中心(CCAST)成立,朱邦芬是首批CCAST专家之一。他表示,彼时国内科学家外流严重,李政道组建这一学术机构的初衷,就是构建国际化学术平台,吸引国内科学家留在国内做科研。
CCAST的成立是国内物理学界的里程碑事件。30余年来,中心举办了近二十次国际学术研讨会,上百次国内研讨会。在朱邦芬看来,这些研讨会向国内科研界注入了领域内的前沿知识,不仅开阔了国内科研人员的眼界,也为研究指明了方向。研讨会的主题几乎都由李政道亲自选定。
朱邦芬记得,那时的李政道会频繁前往CCAST所在的中科院理论物理研究所,组织包括学术文集汇编在内的许多学术活动,朱邦芬也有参与。虽然由于专业差异,他没有与李政道直接学术合作,但依然在交谈中感受到了对方蓬勃的科研热情与极强的组织能力。“他很愿意亲自上手做琐碎的事情,总是想尽办法把事情做成。”
此外,李政道还促成了中国第一个大学少年班,倡导建立博士后制度、成立中国博士后科学基金会。1986年,国家自然科学基金委员会成立,李政道担任名誉顾问。1996年夫人去世后,李政道捐赠30万美元设立“秦惠莙与李政道中国大学生见习进修基金”,资助北京大学、上海交通大学等六所大学的优秀大学生进行基础科研训练。遵照其夫人的遗愿,每届获资助的女生不少于半数。
“李政道对中国教育体系的完善、教育理念的发展起到了很大的推动作用。”朱邦芬说。他印象最深刻的是,在2010年CCAST主办的首届“创新中国论坛”上,李政道作为论坛主席发言,提到了做学问的“三字经”:“要创新,需学问;只学答,非学问;问愈透,创更新。”朱邦芬认为,会问问题才代表将知识悟透,这正是中国科学创新最缺乏的东西之一。“李政道总能用简洁的语言讲出哲理。”
王贻芳对李政道的谈吐印象也颇深,称其为一位“非常儒雅的知识分子”。那届“创新中国论坛”上,李政道曾表示,在基础研究领域,中国错过了经典力学的17世纪,错过了电磁学的18、19世纪,错过了相对论和量子力学的20世纪,绝不能再错过21世纪。“他是一名了不起的科学家,是高瞻远瞩、以身作则的榜样。”王贻芳说道。
作者:周游(nolan.y.zhou@gmail.com)
编辑:杜玮
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