與楊振寧一席談

人物檔案 02/01/2012


一九二二年出生的楊振寧,今年九十歲。以任何一個標準來看,他都是令人驚嘆的,除了需助聽器幫助聽力,楊振寧眼力清明,齒牙健強,與他熟悉的友人或可以看出,也許因為年輕時背肌受過傷,雖然看起來腰桿不若往昔挺直,但是思慮深邃,言談精準,反應敏銳,在物理方面,不但近幾年他又重新做起年輕時就做出一些成績的波塞-愛因斯坦凝聚態理論工作,前不久還在中國《物理》雜誌上,發表一篇非常深刻的科學史短文〈菩薩、量子數與陳氏級〉,這些文章的一個英文版本,今年一月也刊登在美國物理學會出版的《今日物理》(Physics Today)期刊上。

談話就是從這篇文章開始。楊振寧說起他一九四八年在芝加哥大學做研究生,大數學家韋伊(Andre Weil)來看他的老師費米,楊振寧說那天中午在芝加哥大學飯堂裏,看到一個矮矮瘦瘦的法國人,那人和費米談的問題他也不懂,後來問費米,才知道來人是大數學家韋伊,那天韋伊來談的,是他猜想當時物理學出現的一些新粒子,可能與幾何拓撲學出現的一些分類現象有關。

楊振寧說他當時不但不懂韋伊所談的東西,也沒有想到韋伊來芝加哥,是當時芝加哥大學數學系要聘韋伊來。後來芝加哥大學先後聘請了韋伊和中國大數學家陳省身,並且創建了芝大數學系二十世紀五十年代的輝煌十年。

後來陳省身為了離中國近一些,由芝加哥東去加州柏克萊,韋伊到更東邊的普林斯頓高等研究院,則是離法國近一點。楊振寧雖然與韋伊在普林斯頓高等研究院同事五、六年,但因不同行,很少交流。

楊振寧會再回顧當年韋伊的芝加哥初會,源自七十年代了解到奠定他一代物理宗師地位的規範理論,居然與數學裏的纖維叢密切相關。一九四八年韋伊去談論的問題,是與陳省身一生代表性的工作,也就是一般稱為陳氏級(陳示性類)密切相關,陳氏級正是數學纖維叢中的理論。

韋伊當年的工作,是將數學上的一個高斯-博內定理作了推廣,陳省身後來用一個更好的辦法,更容易地就證明了這個推廣定理,楊振寧說這是陳省身一生最好的工作,後來被稱為「陳-韋伊定理」,這工作只有六頁。

楊振寧也提到二十世紀初,大物理學家波爾(Neils Bohr)當時如何猜測出一個關乎原子中電子穩定狀態的量子條件,這個猜測的道理當時波爾並不全懂,後來由德布羅意(Louis de Broglie)的工作,才知道這個量子條件是整數波長。韋伊一九四八年做的工作,正是要把幾何觀念與物理中的量子數關聯起來,楊振寧認為,韋伊的想法很可能是對的,因為他一直服膺大科學家愛因斯坦所說的,物理世界的基本結構是幾何的,那正是當年波爾提出一個量子條件的精神所在。

楊振寧在他的文章中,之所以會提到菩薩,他說是因為偶然看到台大物理系教授高涌泉寫的一篇文章中,提到陳省身說的一段話,楊振寧曾去信高涌泉,問陳省身這段話從何而來,後來楊振寧找到陳省身是在一九八七年四月二十二日一次講話中,提到這故事。

陳省身的這一段故事說,
「有一年我跟內人去參觀羅漢塔,我就感慨地跟她說:『無論數學做得怎麼好,頂多是做個羅漢。』菩薩或許大家都知道他的名字,羅漢誰也不知道那人是哪個人,所以不要把名看得太重。Riemann的工作為什麼重要呢?因為數學跟其它的科學一樣要不斷擴充範圍,大家重視的工作,都是開創性的工作。」

楊振寧在文章最後一段的結論是,
「我解讀這段文字如下:陳先生當然認為自己是羅漢,還不是菩薩。這是不是表示他過於謙讓呢?我不是數學家,不敢評說。但是如果韋伊一九四八年的猜想是對的,那麼陳先生的開創性的陳氏級等數學工作的重要性,就要旁及物理世界的最最基本結構了,那時數學仙山上的大雄寶殿中豈能不迎來一尊新菩薩?」

由於有這樣一個起頭,談話自然就隨著數學與物理的關係,討論近幾十年物理理論發展的許多問題,譬如許多物理學家熱衷的弦論,雖說其數學結構很妙,但是楊振寧以及與他惺惺相惜的大物理學家戴森(Freeman Dyson),都認為這個理論在物理中不會成功。

另外就是塵埃還未落定的所謂找尋希格斯粒子的物理問題,因為這個希格斯粒子理論本身,是一個拼湊的結構,找到這個粒子,不但不見得是一個物理科學上的成功,甚至是否標誌著物理理論發展的一個困境呢?

楊振寧說起他過去寫的文章,曾經有一個「雙葉理論」,那就是表明物理理論與數學之間,雖然有一些基本的地方是重合的,但是彼此發展的脈絡方向卻不相同。楊振寧說與他熟悉的大數學家阿提亞(M. F. Atiyah)告訴他,弦論發展出了許多很妙的數學,但是楊振寧認為因為沒有在物理中的關聯性,因此不會是成功的物理理論。

對於希格斯粒子,楊振寧也再提他一貫的看法,就是那個理論本身有拼湊的問題,他認為如果真的找到希格斯粒子,不能說不是一件大事,但是重要的是不能不了解到,這個理論是有問題的,找到只代表這個拼湊的結果對了,但是並不能因而更瞭解這個問題。楊振寧認為,這有一點像當年他們得到諾貝爾獎的宇稱不守恆,那個發現使他們懂得很多東西,但是為什麼是那樣,卻不了解。

楊振寧說希格斯粒子,「最好是找不到,因為那樣才有文章可以做」,可說是一語中的。

當然,當前一些人關心的問題,是近代科學雖然在實際致用方面,帶來巨大影響,但是不但近年理論發展上,譬如弦論和超導等都面臨困局,就是在科學知識的致用方面,也出現重重問題,這些問題是不是代表科學出了問題?是不是代表科學上導引出來的一個近代紀元,也都要出問題?

楊振寧同意近代科學理論的困境很大,他說如果要問二十一世紀科學會有如何的發展,他以為在基礎物理學以及生物科學方面,都不會有原來預期的大發展,成功會是在種種應用方面。楊振寧認為,這些是很自然的事,而且不會因為科學在最根本問題上不能有所進展,就要由其它的辦法或思維取代它。在楊振寧看,近代科學主導人類思維,造成各個國家靠科技增加生產毛額的競爭,可能導致戰爭的毀滅性後果,甚至一些倫理和環境的負面問題,但是近代科學主導的思維,已經是不可逆轉的。

在這個方向上的討論,也涉及了東西方對於醫學觀念差異問題。楊振寧生長的年代,他所受到的教育,自然不可能對中國傳統醫學有正面的印象,他一向身體不錯,一九九七年因心臟血管堵塞,在美國入院做了血管繞道手術,結果十分良好,更讓他對西方醫學的解決問題能力,印象深刻極了,因此雖然因年歲稍大,難免有些小問題,也都依賴西醫。楊振寧因長時服用抗胃酸的藥,影響了身體對病菌的壓制,一年多前,突然一次嘔吐發高燒,情況嚴峻到半昏迷狀態,結果送進北京協和醫院治癒康復。

楊振寧認識的朋友,不少人相信中國傳統醫藥的功效,也以他一向的欣賞中國文化,希望他認識中醫的價值,但結果多是引來一場辯論。楊振寧以為,中國醫學中毫無疑問有許多極有價值的東西,但是其理論有些太玄的概念,譬如金、木、水、火、土,應該改變。

與楊振寧結婚已逾七年的翁帆,也相信中醫的效用,她說她父母的一個好朋友,原本是西醫醫院的院長,後來對中醫有了新的認識,改研中醫。翁帆說可惜楊振寧不相信中醫,不然他胃的問題,可以用中醫的辦法調理一下。

那天的午餐桌上,隨興又談到中西醫的問題,個性開朗樂觀,前時已考入北京清華大學建築研究所,攻讀西方建築史博士的翁帆,聽到楊振寧談到中醫金、木、水、火、土的問題,說了一句話,「你們物理學家講原子,其實用果子不也可以嗎?」可說最是值得玩味。
【知識通訊評論月刊一一二期】2012.2.1

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