楊振寧:我對亞洲發展是一個樂觀的看法

學術文化 05/01/2009

一九二二年出生的楊振寧,今年是八十七歲。許多近時與他見面的人都同意,他的形貌健朗,思慮敏銳,可說異乎常人。二○○三年底他由美國搬到北京清華大學居住,目前每年有幾個月到香港中文大學居住工作,也到美國與子女見面和處理私事。另外他常接受邀請,在世界許多地方訪問講學,可說是僕僕風塵。

今年三月,楊振寧為他所接受的梅貽琦講座,特別到新竹清華大學停留十多天,和學生老師有好幾場講座交流、這是自去年七月他的第三次來到台灣。

耄耋之齡的楊振寧,雖然也已不如過去那樣奮力在物理前沿工作,但是去年底和今年初,仍然寫了兩篇論文,發表在一流期刊。這是延續他一九五○年代一個叫做「玻色—愛因斯坦凝聚」相關的統計物理研究,這方面研究當年因為實驗沒有進展,楊振寧一貫的沒有去多做純粹的理論推演,近年因為實驗技術精進,有了許多極其美妙的實驗結果,成為一個被稱之為「冷原子」的新領域,楊振寧於是重拾舊筆,再成新作。

在世界物理學界,楊振寧是居位儼然的一代大師,他在好幾個領域都做出極重要的貢獻,特別是一九五四年提出的「楊—密爾斯規範場論」,已被認為有與十九世紀麥克斯威爾「電磁方程」,以及二十世紀愛因斯坦「廣義相對論」相提並論的影響地位,楊振寧物理工作的廣泛深刻以及所顯現的簡淨風格,都足堪為近代物理歷史的一頁典範。

老驥伏櫪的楊振寧,可說是豪氣萬千,他談起今年九月要到四川訪問,還想去看一看成都附近七千公尺高的貢嘎山,另外十月到以色列開會,也說想去埃及看看金字塔。他在新竹談起自己近五年的婚姻生活,說自己健康很好,希望還有五年。過去一向記憶力驚人的楊振寧,自己開玩笑說,過去有人說他記不住事情,他都不相信,最近開始相信了。

今年四月初,我們特別在香港中文大學他的辦公室,和他做了一次訪談。

問:您最近在做玻色—愛因斯坦凝聚方面的研究,之所以會延續五○年代的工作,有什麼特別的道理?

楊:在五○年代沒有很多人做玻色—愛因斯坦凝聚方面研究,那個時候這方面的理論和實驗的知識還比較在原始的狀態,緣起我們在五○年代初請當時公認做液態氦方面專家的德波爾(J. de Boer),到普林斯頓高等研究院給了一系列演講,因而我對當時這方面理論和實驗的情形有一個掌握,所以想了解這個問題。起先我和黃克孫,後來,和黃克孫以及拉亭傑(M. Luttinger),我們三個人寫了兩篇文章,後來李政道加入了。這領域當時主要只有我們在搞,到五○年代後這個問題就做不下去了。原因是當時理論上能夠做的,我們都做得差不多了,當時還不能做實驗。可是到了九○年代,有了雷射科技叫做雷射冷卻,可以用數種新冷卻方法得到玻色—愛因斯坦凝聚態,進一步的研究使範圍更擴大,這新領域叫做「冷原子」研究,現在是一個最紅的領域。

所以我重新回到這個領域。這個領域還要高速發展,在五○年代可以說是理論走在前面,現在則是實驗帶著理論走,在這裏面可以做的東西還很多。

問:我想您一向認為理論發展中物理圖像要很清楚,這也是您一貫的風格,是不是理論物理學家的風格也很不一樣?

楊:我想如果把理論物理學家分類,可以有種種的方向來分,我們單講一個方向,就是對於數學的喜愛、能力,以及用數學的風格,由這個方向可以把理論物理學家放在一條線上,一邊是非常數學的,一邊是非常不數學的。

問:目前許多人做得弦論就是非常數學的?

楊:對,弦論就是非常數學的。如果從非常長遠的立場上講起來,追問過去六○年理論物理的發展,大體是是怎麼一回事,當然主要還是基本粒子物理的發展,這是物理學當時的主題。

四○年代末五○年代初解決重整化的問題之後,基本理論物理就分成兩個方向來做;一個方向是極端數學的,一個方向是極端不數學的,極端數學的是叫做axiomatic field theory,代表人物是懷特曼(A. Wightman),他們認為場論裏面的基本發展,是要把裏頭的數學的結構弄得很清楚。

另外方面一個重要的人物是邱(Geoffrey chew),他是喬玲麗的老師。邱的數學修養不特別的厲害。到了六○年代初這兩派爭吵的非常的厲害。

從今天講起來,當時會發展出這種現象,就是因為當時沒有了解到規範場的重要,規範場論從方法來講,可以說是二者之間。等到七○年代發現規範場論,加上對稱破缺與實驗符合之後,這兩個都不必做下去了,因為規範場論既有數學又有物理。

如果我們談到理論物理學家的風格,可以把當時最要做數學的,最不要做數學的,和後來的規範場論,說成是三個方向,一個在右,一個在左,一個在中間。我一直認為在中間的較容易成功。

問:近代科學的發展,技術方面的進步,給了人們新的視野,但是我的了解,譬如說一些實驗雖然說是對於一些理論提出了驗證,事實上卻又帶來了新的一些不同的解釋方向,現在一般人,或者就是有些做科學的,大概都不能夠分辨,到底一個物理的現象跟一個理論中間的關聯性是什麼?

楊:我想也許你要問的問題是這樣子,從麥克遜—莫利的光速實驗到愛因斯坦中間,有十多年,你可以問那幾年在幹嘛?那時候還出了一個叫做費滋傑羅收縮(Fitzgeral Contracion)的理論,麥克遜—莫利的實驗做出來之後,是很稀奇的現象,幾年裏面就有人做了這個理論,這理論從現在看起來,是一個很聰明。到愛因斯坦出來之後,回頭看這理論,可以說是半途出家也好,說是拼湊也好。

這是不可避免常常會發生的現象,在一個重大的一時不能懂的東西出現之後,大家就會要想出臨時辦法去了解,費滋傑羅當時非常有名,他的說法是說一個尺快走的時候要變短,這個臨時的局部理論從現在看來並不完全錯,當然不夠全面,沒有抓到後來的相對論的中心思想:同時性的相對性(relativity of simultaneity)。

我想所有的重大的科學發展,常常這樣,在重要的典範轉移還沒有來的時候,就有很多牽強的東西,這些牽強的東西,從事後講起來,可能是很聰明的,可是不正中要點。

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【知識通訊評論月刊七十九期】2009.05.01

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