Chen Ning Yang, Nobel-Winning Physicist, Is Dead at 103

他與同事李政道于1956年提出“自然界四大基本力之一可能違背物理定律”，這一觀點曾引起轟動

這是1963年的物理學家楊振寧

作者：喬治·約翰遜

諾貝爾物理學獎得主、理論物理學家楊振寧于周六在北京逝世，享年103歲。他對數(shù)學美感的敏銳把握，曾幫助人類揭示出自然界運行規(guī)律中一個出人意料的“褶皺”。

楊振寧的逝世由北京清華大學宣布，他在該校任教多年。

1956年，楊振寧與同事、物理學家李政道共同提出一個觀點：自然界四大基本力之一，可能違背“宇稱守恒定律”這一看似不容置疑的原則。該定律的核心是“一種物理現(xiàn)象與其鏡像應表現(xiàn)完全一致”。他們的預測很快通過實驗得到證實，兩人也因此共同獲得諾貝爾物理學獎。

1999年，楊振寧從紐約州立大學石溪分校（現(xiàn)石溪大學）退休時，著名物理學家、同事弗里曼·戴森稱他是“20世紀物理學界最杰出的‘風格大師’”，僅遜色于阿爾伯特·愛因斯坦與保羅·狄拉克。

戴森評價道，楊振寧對數(shù)學美感的感知“既能將他最不起眼的計算轉(zhuǎn)化為微型藝術(shù)作品，也能將他更深刻的理論推測打造成傳世杰作”。

晚年的楊振寧在中國廣為人知，他積極推動基礎(chǔ)科學研究的發(fā)展。2004年，82歲的他與28歲的廣東外語外貿(mào)大學研究生翁帆結(jié)婚，名氣進一步提升。兩人相識于1995年，當時翁帆在一場國際物理學研討會上擔任翻譯。據(jù)《中國日報》報道，楊振寧曾稱翁帆是他“上帝賜予的最后一份禮物”。

楊振寧常以“弗蘭克”（取自本杰明·富蘭克林）為英文名。他屬于二戰(zhàn)后那一代年輕理論物理學家，當時人類發(fā)現(xiàn)宇宙射線中存在大量奇特的新粒子，亟待科學解釋。1956年，他與李政道專注研究其中最奇特的一種粒子——如今被稱為“K介子”或“Ka子”。這種粒子最初是通過氣球搭載的探測器及山頂觀測設(shè)備記錄的軌跡被發(fā)現(xiàn)的。

有時，K介子會衰變?yōu)閮蓚€更小的“π介子”，有時則衰變?yōu)槿齻€。這一現(xiàn)象本身并不異常，但它的衰變方式似乎違背了“宇稱守恒定律”——而這一“鏡像對稱性”原則，長期以來被認為是支配物理世界的基本規(guī)律。

當時的物理學家不愿接受“宇稱守恒定律不適用于這類核衰變”的結(jié)論，于是被迫提出“存在兩種K介子”的假設(shè)，并將它們分別命名為“θ介子”與“τ介子”。這兩種介子在其他方面完全相同，僅衰變方式不同。

與許多理論物理學家一樣，楊振寧與李政道也懷疑這種“兩種介子”的解釋只是權(quán)宜之計——是為回避棘手實驗結(jié)果而臨時提出的假設(shè)。1956年春，當時任職于美國新澤西州普林斯頓高等研究院、并在長島布魯克海文國家實驗室兼職的楊振寧，前往紐約市與哥倫比亞大學的李政道進行定期會面。

兩人在附近一家中餐館共進午餐時，直面了一個可能性：弱核力（核衰變的“驅(qū)動力”）可能不遵循鏡像對稱性。同年秋季，他們在《物理評論》期刊發(fā)表了一篇具有里程碑意義的論文，提出了驗證這一猜想的方法。

哥倫比亞大學物理學家吳健雄接受了這一挑戰(zhàn)。她在華盛頓國家標準局（現(xiàn)美國國家標準與技術(shù)研究院）開展實驗，證實弱核力確實會破壞宇稱守恒。實驗顯示，原子核衰變時，向某一方向發(fā)射的電子數(shù)量多于另一方向——對稱性并不成立。

1957年，楊振寧（左）與李政道（中）共同獲得諾貝爾物理學獎

斯德哥爾摩（諾貝爾獎評選機構(gòu)所在地）的“慢節(jié)奏”流程罕見提速，1957年，這兩位物理學家被授予諾貝爾獎——這或許是史上“最快頒發(fā)”的諾貝爾獎之一。他們也是首批華裔諾貝爾獎得主。此后，人們常將“李楊”或“楊李”并稱，仿佛他們是一個整體，卻不知兩人的關(guān)系當時已出現(xiàn)裂痕。

楊振寧于1922年10月1日（部分公開資料記載為9月22日）出生在中國合肥，位于上海以西約300英里處。他是楊武之與羅孟華夫婦五個孩子中的長子，父親楊武之是一名數(shù)學教授。

楊振寧的童年與少年時期多在北京度過，但隨著抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，一家人逃往南方的昆明。1940年，日軍為切斷英國向中國國民黨軍隊輸送物資的“滇緬公路”（公路終點為昆明），對楊家所在的庭院進行了轟炸。轟炸后，一家人遷往郊區(qū)。

1944年，楊振寧從清華大學獲得碩士學位（抗戰(zhàn)期間，清華從北京遷址昆明）。不久后，他獲得獎學金前往美國，原本希望在哥倫比亞大學師從恩里科·費米——這位意大利裔物理學家曾主持首個成功的核鏈式反應實驗。

楊振寧意外得知費米即將前往芝加哥大學參與“曼哈頓計劃”（研制原子彈的項目），便隨之前往芝加哥。他后來在文章中寫道，正是費米教會他“理論必須與實驗緊密相連”，并告訴他“物理學需要一磚一瓦、一層一層地從基礎(chǔ)搭建起來”。

在芝加哥，楊振寧與李政道重逢——兩人在中國求學時便已相識。在匈牙利裔“氫彈之父”愛德華·泰勒的指導下，楊振寧完成了博士論文，于1948年獲得博士學位。在芝加哥大學任教一年后，他前往普林斯頓高等研究院，師從時任院長羅伯特·奧本海默。

楊振寧曾回憶起與研究院最著名教員愛因斯坦的一次交集。當時他剛在《物理評論》發(fā)表一篇論文，愛因斯坦希望與他討論該論文。楊振寧表示，兩人交談了一個半小時，但自己“沒太聽懂對話內(nèi)容”。

“他說話聲音很輕，”楊振寧說，“而且，能與這位我仰慕已久的偉大物理學家近距離接觸，我太激動了，根本無法集中精力聽他講話?！?/p>

在普林斯頓站穩(wěn)腳跟后，楊振寧開始在布魯克海文國家實驗室度過暑期。在此期間，他與辦公室同事羅伯特·L·米爾斯合作提出了“楊-米爾斯理論”——這一理論成為現(xiàn)代粒子物理學的重要框架。他們借鑒德國數(shù)學家赫爾曼·外爾提出的“規(guī)范場論”，創(chuàng)立了“規(guī)范原理”，解釋了量子物理核心領(lǐng)域中電磁力、弱核力與強核力的相互作用，尤其是“自相互作用”。

2006年，楊振寧在石溪大學接受采訪時談及這一理論：“我們發(fā)表那篇論文時，沒人覺得它重要，我們自己也沒想到它會有這么大影響力。但我們當時認為這個想法很美，數(shù)學結(jié)構(gòu)也非常優(yōu)雅，所以還是發(fā)表了論文。20年后，一系列實驗表明這個方向大致正確。又經(jīng)過五年的深入研究，人們才明確：它不僅大致正確，而且完全正確?！?/p>

與此同時，楊振寧還在與李政道合作——李政道在普林斯頓高等研究院工作一段時間后，前往哥倫比亞大學任職。從1956年開始，兩人共同發(fā)表了32篇論文。

但兩人的合作關(guān)系逐漸出現(xiàn)緊張，最終于1962年分道揚鑣。讓李政道感到不滿的是，楊振寧有時會強調(diào)自己的“資歷”，因自己年長四歲而堅持名字排在前面。李政道在1986年的一篇回憶錄中寫道，“正是因為這一點及其他原因，我與楊振寧之間那種微妙的平衡被打破了?！?/p>

多年后，楊振寧在2000年接受《新聞日報》采訪時，稱這次決裂是“一場悲劇”。

楊振寧對自己的成就并非總是保持謙遜。在他60歲生日前夕，一些仰慕他的同事提議撰寫論文，匯編成一本“紀念論文集”（Festschrift），以致敬他的學術(shù)貢獻。但楊振寧認為，一本收錄自己論文并附上解讀的集子會更有意義。

在這本論文集中，他描述了諾貝爾獎級成果“宇稱不守恒”理論的起源，并將大部分功勞歸于自己。后來，李政道發(fā)表了截然不同的版本。

1966年，楊振寧離開普林斯頓高等研究院，前往石溪大學擔任“阿爾伯特·愛因斯坦物理學教授”，并擔任該?！皸钫駥幚碚撐锢硌芯克保ìF(xiàn)名）所長。

2009年，楊振寧在香港出席“邵逸夫獎”

1971年訪問中國后，楊振寧開始重建舊時的聯(lián)系。后來，他擔任香港中文大學數(shù)學科學研究所所長，并回到母校清華大學任教。2015年，他放棄美國國籍，加入中國國籍。

楊振寧的第一任妻子是杜致禮，兩人相識于中國——當時楊振寧在中學任教，杜致禮是他的學生。兩人結(jié)婚53年，杜致禮于2003年去世。除第二任妻子翁帆外，楊振寧的幸存者還包括與第一任妻子所生的三個子女（Franklin Yang、Gilbert Yang、Eulee Yang），以及兩名孫輩。

在接受《新聞日報》采訪時，楊振寧表示，他懷疑物理學家永遠無法找到“萬物理論”（能解釋所有物理現(xiàn)象的統(tǒng)一理論）。

“自然界極其微妙，”他說，“我個人認為，人類無法完全探究自然界的深層奧秘。畢竟，人類的大腦只有約1000億個神經(jīng)元，怎么可能與自然界的無限深度相匹敵呢？”