关于杨振宁风格的几件小事

我相信杨振宁先生必定以其贡献和风格、以直接或间接的方式影响了很多人。提起杨振宁先生，我常会想起一个朋友森雅诺维奇教授（Goran Senjanovic）偶然对我说起的一句话。他说，看杨振宁怎么做物理是很有趣的(it’s interesting to see how C.N. Yang do physics)。也许对森雅诺维奇教授而言，看杨振宁做物理就像是欣赏一位音乐大师的艺术表演，杨先生的工作像是以精湛的技艺演奏音乐。

杨振宁（1922年10月1日-2025年10月18日）杨先生说他特别钦佩爱因斯坦、狄拉克和费米[1]。读过爱因斯坦文章的人常能感受到那种极具穿透力的思想和优美。杨先生特别欣赏狄拉克的文章，说狄拉克的文章是秋水文章不染尘[2]。也许不少读过杨先生文章的人也有类似的感觉。杨先生也喜欢谈物理学与美，从这个角度来看，科学与艺术确实是相通的。但是，在另一方面，科学的内涵远远超越了艺术与美。蓝志成教授曾经对我提及他与杨先生的一个故事。1991年，杨先生造访加拿大麦吉尔大学，蓝志成教授向杨先生谈及他对宇宙起源的一些想法。如果宇宙有一个起源，那么很可能时间T和空间X也是产生出来的，所以它们应该是四个动态量，是四个由动力学描述的函数，而不是通常认为的四个坐标参数。通常情况下，动力学指的是一个规则（方程）的集合，它告诉我们如果知道当前会发生什么，未来会发生什么。为了定义T和X的动力学，可以人为地发明一个（虚假的）“时间”参数(τ)以及一些(虚假的)“空间”参数σ1,…,σn。时间T和空间X是这些虚假参数的函数：T(τ,σ1,…,σn)，X(τ,σ1,…,σn)。(τ,σ1,…σn )这些自变参数的唯一作用是去制造动态的时间T和空间X，它们本身不是物理量，没有人见过这些东西，所以它们绝不允许被观测到。所以，必须构建一个理论，使得这些虚构的量成为不可观测量。唯一能适合这个要求的是n=1时才可以获得的共形不变理论，在这个理论中T(τ,σ)和X(τ,σ)都满足二维波方程。这就是一个弦论。所以，假如宇宙真有开端的话，解释宇宙起源的理论可能就是弦论。很明显，这是一个非常漂亮的想法。杨先生耐心地听完介绍之后说，我给你说个故事。他说，当年在芝加哥大学求学的时候，有一次他有一个很漂亮的想法，然后他去找费米，向费米介绍他的想法。费米耐心地听完了他的介绍，然后问：“你的预言是什么？”最后，杨先生把费米的这句话转述给蓝志成教授：“你的预言是什么？”蓝志成教授无言以对。顺便一提，蓝志成教授现在已经不再认为弦论是正确的理论了。杨先生曾说，费米之所以能取得这么大的成就，是因为他的物理学是建立在稳固的基础上的[3]。从上述故事也可以品味出费米的这种风格。漂亮的理论可以说是多如牛毛，但是可以联系上实际现象而且正确解释现象的理论很少。科学研究的目的是去发现或创造可以正确解释现象的理论，而不是仅仅去追求美。我猜想杨先生也从费米那里学到了这种脚踏实地的风格，所以他才会有这种感言。有一位研究超弦理论的学者Justin David曾经对我很激动地说起，他人生中受到的最重要的一次物理教育是听了杨振宁作的一个学术报告。听那个报告的时候杨先生已经70多岁了，然而杨振宁却像一个年轻学生一样很认真地讲解自己的工作，一步步地认真讲解使用的假设和方法，最后给出清晰明确的物理预言。与此相反，在他工作的超弦领域，人们常常从一个漂亮的宏大图像论证到另一个漂亮的宏大图像，但是基本上没有什么稳固可靠（solid）的物理结果。这次经历使他深刻认识到像杨振宁这样的大物理学家是怎样做学问的。费曼曾经有一段对爱因斯坦的精彩评论，他说：爱因斯坦是一位巨人，他的头脑在云层之间，他的脚踏在大地之上；而我们这些没有那么高大的人，不得不有所选择。也许这次经历也让Justin David有了一些类似的印象。值得说明的一点是，如杨先生所指出的那样，狄拉克这种风格的美来自理论形式和数学结构的美，是简洁的逻辑美[2]。这种美一般需要物理概念和理论发展到一定程度之后才会出现。在一门学科的探索初期，人们依靠直觉和洞察力在迷雾中摸索，概念基础还没有被成功建立起来，理论通常是朦胧不清的，甚至可能是混乱自相矛盾的，这时很难有这种理论形式的美。这正是唯象工作的常见特色，也是海森堡的著名特色[2]。杨先生说他不能欣赏海森堡的风格[4]，这反映了他对理论形式美的偏好。这种对理论形式美的偏好有可能让人在理论形式的发展中做出独树一帜的贡献，也有可能会妨碍人做出具有原创性的唯象贡献。狄拉克一生都没有在唯象学方面做出过什么贡献，很可能与此偏好有很大的关系。杨先生曾经长期反对夸克模型，曾经不重视自发对称性破缺的思想[5]，很可能也与此倾向有关。当然，这并不是说物理学家不该有自己的风格。相反，想要成为一名成功的物理学家需要有自己的品味和风格。然而，也应注意到，拥有自己的风格也常常是如费曼所说的那样：不如爱因斯坦高大的人不得不有所选择。总之，物理学大师如何思考问题以及物理学大师的风格是永恒的话题，人们可以从中学到很多。我相信杨振宁先生必定以其贡献和风格、以直接或间接的方式影响了很多人，以上是一些简单的例子和一点简陋的讨论。