格拉肖忆杨振宁:我依然认为他是天才

赛先生 · 经八阕原文

诺奖得主格拉肖眼中的杨振宁:敢发表“错”论文的天才。

2017年诺贝尔物理学奖得主Barry Barish向现场的观众介绍格拉肖。图源:石溪大学。

2026年9月15日,石溪大学举行了第五届杨振宁讲座(5th Annual C.N. Yang Colloquium),缅怀于物理学巨擘杨振宁先生。1979年诺贝尔物理学奖得主、93岁高龄的谢尔登·格拉肖(Sheldon Glashow)受邀作报告。

格拉肖以其一贯敏锐、幽默且略带挑衅的语言,回忆了他眼中的杨振宁:从青年时期作为“非法访客”受到杨振宁的热情接待,到杨-米尔斯规范场论如何启发他走向电弱统一之路;从1958年博士论文答辩席上杨振宁对其直言发难、导师施温格英雄救场的交锋,再到半个世纪后杨振宁直截了当的“迟到道歉”。格拉肖还坦诚分享了自己学术生涯中“最大的失误”。

杨振宁于2025年10月18日在北京逝世,享年103岁。1966年至1999年,他在美国石溪担任理论物理研究所创所所长长达33年。他从石溪荣休时,该研究所后更名为“杨振宁理论物理研究所”(YITP)。

格拉肖因提出电弱统一理论的SU(2)×U(1)框架,与史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)、阿卜杜斯·萨拉姆(Abdus Salam)分享1979年诺贝尔物理学奖。

格拉肖在开场时表示,自己从未与杨振宁合作发表过论文,也未曾有过长期的紧密学术合作。然而,两人的渊源早在1950年代便已开始。

格拉肖追忆杨振宁。图源:石溪大学

布鲁克海文初次见面

格拉肖第一次见到杨振宁,是在1950年代。

当时他和高中同学加里·范伯格(Gary Feinberg)都是纽约布朗克斯科学高中的学生,后来一个去了康奈尔,一个去了哥伦比亚。两人路过长岛时,常常顺道溜进布鲁克海文国家实验室,而杨振宁那时正在那里工作。

“每次他都很热情地接待我们,”格拉肖回忆,“我们完全是非正式的、非法的访客。那时候根本没有安保。”

那个年代,李政道常在纽约的中餐馆组织美食聚餐,格拉肖在饭桌上又见过杨振宁几次。1958年,格拉肖还聆听了杨振宁在哈佛大学做的莫里斯·罗布讲座(Morris Loeb Lectures)。

在格拉肖看来,杨振宁对他影响最大的有三篇论文。第一篇是1956年杨振宁与李政道合写的宇称不守恒论文。格拉肖说,这篇论文的价值在于“提出了一个此前从未有人问过的重要问题”:当时已知四种基本力中有三种具有空间反射对称性,却从没有人检验过弱相互作用是否也是如此。几个月后,吴健雄等三个实验组证实,宇称在弱相互作用中不守恒。

1957年,杨、李二人获得诺贝尔奖。从论文发表到获奖不到一年,格拉肖说,这一纪录至今无人打破。

1957年的杨振宁。图源:维基百科

“他是天才”

杨振宁影响格拉肖的第二篇论文,是1954年杨振宁与罗伯特·米尔斯(Robert Mills)合写的《同位旋守恒与同位旋规范不变性》,即后来的“杨-米尔斯理论”。

1954年,格拉肖进入哈佛读研究生,师从朱利安·施温格(Julian Seymour Schwinger)。施温格给了他一个课题:为弱相互作用与电磁相互作用的统一寻找代数结构。格拉肖说,施温格一向很少引用别人,甚至很少引用他的竞争对手,“但他引用了杨振宁”,并向格拉肖指出,杨-米尔斯理论很可能是找到电弱理论的方向。

杨-米尔斯理论本来是为了描述核力,但它有一个致命问题:理论中的规范玻色子必须没有质量,这与核力的短程性质相矛盾。格拉肖提到,沃尔夫冈·泡利在得知杨-米尔斯的工作后声称,自己早已推出类似模型,正因为三个规范玻色子必须无质量而放弃了。

“杨振宁知道这一点,知道它们必须无质量。”格拉肖说,“有人可能会认为,发表一篇明知是错的论文的杨振宁是个傻瓜,但我依然认为他是天才(I think of him nonetheless as a genius),因为他把非阿贝尔规范理论带给了粒子物理学家。”

格拉肖说,他效仿杨振宁的做法,“无视了这个看似无法逾越的障碍”。既然杨振宁可以用规范理论写核力,他也有权用规范理论写弱相互作用和电磁相互作用。

1960年,他在哥本哈根玻尔研究所完成了SU(2)×U(1)模型,论文于1961年发表。规范玻色子的质量问题,直到1967年才由他的另一位高中同学史蒂文·温伯格借助对称性自发破缺解决。

“今天,自然界的四种力都可以用规范理论描述,”格拉肖说,“而第一个这样做的人,就是Frank。”

伟大人物的伟大失误

格拉肖对杨振宁印象最深刻的一次交锋,发生在自己的博士论文答辩会上。

1958年,施温格暂离哈佛,到威斯康星大学麦迪逊分校转做凝聚态物理,格拉肖只好飞到麦迪逊答辩。委员会共四人:施温格、哈佛教授保罗·马丁、威斯康星大学一位格拉肖已记不起姓名的教授,以及当时在该校访问的杨振宁。

口试在一个阳光明媚的日子里,于一间昏暗的地下室进行。

按惯例,格拉肖先介绍自己的博士研究。刚开讲不久,他提到自己假设μ中微子与电子中微子是两种不同的粒子。这是施温格的判断,也是他的好友、李政道的第一个学生范伯格的论证:如果中微子只有一种,μ子衰变为电子和光子的过程发生的概率,会比实验上限高出好几个数量级。

这时,杨振宁插话了。

“他解释说,我声称电子中微子不同于μ中微子是很愚蠢的,因为根本没有任何可以想象的方法把它们区分开来。”

格拉肖说,“我目瞪口呆。他击中了我工作的要害。”

“‘让我来帮你吧。’房间后面传来一个声音,”格拉肖说,“那是我的救星,我的导师朱利安·施温格。”

施温格向杨振宁解释了如何用π介子衰变产生的高能中微子束来区分这两种中微子。格拉肖说,这正是四年后莱德曼、施瓦茨和斯坦伯格在布鲁克海文完成的实验。该实验证实了μ中微子与电子中微子不同,三人因此获得1988年诺贝尔物理学奖。

口试顺利通过,因错过当年学位申请截止日期,格拉肖于1959年在欧洲作为NSF学者期间缺席(in absentia)获得博士学位。

到了1960年,在欧洲核子研究中心访问的格拉肖读到了李政道和杨振宁在高能物理领域的最后一篇合作论文《关于可能的高能中微子实验的理论讨论》,也就是格拉肖说到的杨振宁对他影响最大的第三篇论文。

格拉肖说,这篇论文直接启发了莱德曼、施瓦茨和斯坦伯格在1962年完成那项获诺贝尔奖的实验,但对于他博士论文答辩上施温格向杨振宁描述的那个假想实验,“既没有提及,也没有引用。”

这段往事在五十年后迎来了终局。格拉肖回忆,他于21世纪在中国访问期间,有机会私下和杨振宁聊了聊,问起他是否还记得1958年麦迪逊答辩席上的那一幕。“我年纪大了,担心自己在编造记忆,不太敢相信自己。”

杨振宁以极其典型的“杨氏风格”简洁地回答:“是的,Shelly,就我所能记起的情形,完全如你所说(Yes, Shelly, as best I can remember, it was exactly as you say)。”

“非常简短,直截了当,典型的杨振宁风格。”格拉肖笑称:“我把这视为杨振宁对施温格迟到已久的道歉。”

格拉肖还说,他正在撰写题为《伟大物理学家的伟大失误》(Great Blunders by Great Physicists)的一篇文章,“这就是杨振宁的那个失误”。

与此同时,他在现场问答环节也承认了自己“最大的失误”。

1959年,他写了一篇论文,自认为证明了杨-米尔斯理论是可重整化的,并撰写了一篇预印本论文。萨拉姆随即邀请他到伦敦帝国理工学院报告。听众礼貌地听完,问了几个问题。格拉肖回到哥本哈根后,发现办公室里放着两篇预印本,一篇来自萨拉姆,一篇来自一位日本学者,都指出他的证明并不成立。

“我唯一想问的是,萨拉姆在我正式投稿之前见到我时,为什么不说出他的疑问。结果论文照样发表了,至今仍是我愚蠢的证明。”

杨-米尔斯理论的可重整化问题,1971年由荷兰物理学家特霍夫特(Gerard 't Hooft)解决。

从1954年杨振宁发表那篇明知有缺陷的论文,到1971年这一理论被证明可重整化,前后十七年。格拉肖在这段历史中找到了电弱统一的方向,也留下了自己“最大的失误”。

这是格拉肖因健康原因停讲一年半后的第一场报告。报告结束后,观众们涌到台前,与格拉肖和现场的另一位诺贝尔奖得主巴里·巴里什(Barry Barish)合影。

来源:赛先生(经八阕转载) · 查看原文
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