杨振宁在中国农大自述:我的学习与研究经历(视频)

现场图：杨振宁俯身听学生提问

　　为爱留在普林斯顿 开始学术最有成果的17年

　　我认为所有研究工作多多少少要经过三步曲：兴趣--准备工作--新的突破点

　　1948年我在芝加哥大学获博士学位，留校教书。1949年就去了普林斯顿大学，当时最红的理论物理题目是“重整化”，在普林斯顿有很多人做这方面的研究，所以我要去普林斯顿。

　　本来想在普林斯顿呆一年就回芝加哥大学，但在普林斯顿碰见了我以前高中教过的学生（编者注：杨振宁在国立西南联合大学附属中学任数学老师），叫杜致礼（编者注：1927年出生，其父杜聿明，系国民党高级将领），她当时在卫斯里学院，我们偶然看见就交了朋友（编者注：1949年圣诞节，两人在普林斯顿中餐馆“茶园餐厅”邂逅），俩人恋爱了。那时在恋爱，觉得不应该回到芝加哥，所以就留下来，一呆就是17年。

　　普林斯顿的研究所不大，没有学生，大概有20个教授，四五个研究领域，一二百个博士后和访问学者，是一个纯研究性的象牙之塔，非常成功。

　　我到研究所的时候，那里大师云集。爱因斯坦刚刚退休，我们年轻人没有人去骚扰，都很尊敬他。有一天我带着大儿子在路上看见他，就照了一张照片，我自己从来没有与爱因斯坦合过照。

　　在研究所是完全放任的政策，每个人的消息都很灵通，自己找自己的合作者，这种方式到现在已经维持了七八十年，非常成功。我在研究所的主要兴趣是核物理。

　　1949年11月初的一天，在往返于普林斯顿大学与研究所之间的街车上，Luttinger（编者注：研究所的一名博士后）偶尔和我谈及伊辛模型，Luttinger说，考夫曼（Bruria Kaufman，编者注：女物理学家，昂萨格的学生）已经把昂萨格的方法简化，因而可以通过2n个一系列“反厄米特矩阵”搞清楚。我对这种表象了解得很多，所以很快就理解了“昂萨格-考夫曼”方法。一回到研究所，我就搁置原来的工作，根据我在1947年关于这一问题的经验，再加上新的元素和观念，一两个小时后就完全弄明白，推导出“昂萨格-考夫曼”解法的基本步骤。

　　我觉得昂萨格还没有做完，于是就继续算下去，并得到最终公式。这份成果发表后，物理学界很多人非常注意我，可以说这是第一次。因为我把一个很复杂的计算变成很简单的公式，在芝加哥大学自己找的第一个题目开花结果。

　　此次研究的经验是什么呢？研究是一个三步曲：第一步是兴趣，我跟从王竹溪先生学习，使我对统计力学发生兴趣；在芝加哥大学的时候去研究这个问题，可以说是准备工作，准备工作不成功，也不稀奇，通常的研究都要经过不成功的准备工作；到最后突然出现一个新突破点，比如有了新的看法，与准备工作结合在一起，就开花结果。我认为所有研究工作多多少少要经过这三步。

　　我在芝加哥大学感兴趣的另一个题目是“规范不变”。1953到1954年我到布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）访问，同办公室一位年轻人米尔斯（Robert Mills）谈话，很自然讲起来我对“规范不变”的不成功研究，我们讨论两天以后，决定再加两项进行运算，结果越算越简单。我们知道挖到宝藏了！

　　我把运算结果写成一篇文章寄给《物理评论》（Physical Review），变成我一生中最重要的工作，因为它把电磁学结构很美妙的进行了推广。电磁学结构是物理的一个中心，今天所有手机、电视、无线电都要用这个方程式。1954年文章发表后，并没有被大家注意，后来学者引进“对称破缺”观点，才大大发展了这一问题，成为标准模型。

　　通过这件事我又得到一个教训，物理学中的难题往往不能一举完全解决，如果把其中一部分解决，很可能为最后解决办法提供重要的中间一环。另外，与别人讨论往往是十分有用的研究方法。

　　1955到1956年我转而研究另外一个问题，θ与τ。θ是当时发现的衰变成2个π的粒子，τ是另外一个粒子，衰变成3个π。一方面发现θ跟τ有同样的质量、寿命，而通常2个不同粒子的质量比差很多，几倍、几十倍甚至几千倍。所以这两个粒子可能根本就是一个粒子，粒子有时候变成2个π，有时候变成3个π，同一东西变成两种不同的是常有现象。可是，另外一方面，存在宇称守恒定律，θ与τ不可能是同一个离子，因为根据此定律，2个π的“宇称”是+1，而3个π的“宇称”是-1，如果θ与τ是同一粒子，那么它既能衰变成+1的宇称，又能衰变成-1的宇称，宇称就不守恒了，违反了基本原理。当时就分成两派，一派说θ与τ是一回事，一派说θ与τ绝对不可能是一回事，当时很多文章要想解决这个问题，理论与实验都没有能够成功。

　　1956年夏天我和李政道合作，检查宇称是不是真正守恒，做了3个星期的多种计算后，我们很惊讶地发现，所有过去的β衰变试验中并没有任何宇称绝对守恒的根据。好几百个β衰变试验一致认为证明了宇称守恒，但这些结论都是不对的，我们从而提出怎么样做实验能够测定β衰变中宇称不守恒。这些实验比以前实验要稍微复杂一点，提出来以后学生都不肯做，第一，这些实验都不简单，他们说不值得去做；第二，没有人相信宇称是不守恒的。

　　只有吴健雄（编者注：美籍华裔女物理学家，有“东方居里夫人”之称，1997年去世）愿意去做这个实验，她认为这是一个基本的现象，既然还没有实验证明，那就应该去研究。吴健雄与其他专家合作，在华盛顿做了半年实验，得出结论在β衰变中宇称是不守恒的。结论出来以后震惊了整个物理学界。后来更多实验证明，不止是β衰变，在所有的相互作用中宇称都是不守恒的，也就是说左右不完全对称。

　　1997年吴健雄去世，我曾经写过这么一段话，“吴健雄的工作以精准著称于世，但是她的成功还有更重要的原因：1956年大家不肯做测试宇称守恒的实验，为什么她肯去做此困难的工作呢？因为她独具慧眼，认为宇称守恒即使不被推翻，此一基本定律也应被测试。这是她过人之处。”吴健雄自己曾说，永远不要把所谓不言自明的定律视为必然。

　　1949年到1966年是我一生研究工作最有成果的17年。1966年我离开普林斯顿，离开这样一个象牙之塔是极不容易的决定，后来常常有人问我，后不后悔离开，我后来说纽约州立大学石溪分校是新创建的大学，帮助一所新的大学变成一个好的研究性大学是一件很有意义事情，可以说这是我的一个重要转折。

　　我刚才讲了这么多，基本上就是把我过去的研究经历归纳一下，得出一些结论，也许这些结论对在座的年轻人会有些用处，谢谢。