获得了硕士学位

西南联大是战争时代的产物,存在仅八年时间。虽然校舍简陋,办学条件极差,却是当时中国的教育、科研中心。

这里精英云集、学风优秀,以其兼容并蓄的博大胸怀,学术气氛空前高涨。那时,联大的学习气氛非常浓厚,物理系举办一系列的讲座,对杨振宁日后的研究都是大有好处的。

对于西南联大当时的这些历史,杨振宁后来在一篇回忆文章中的这一段话是很有代表性的。

杨振宁说:“想起在中国的大学生活,对西南联大良好学习风气的回忆总令我感动不已。联大的生活为我提供了学习和成长的机会。我在物理学里的爱憎主要是在联大度过的六年时间里培养起来的。战时,中国大学的物质条件极差,然而,西南联大的师生员工却精神振奋,以极其严谨的态度治学,弥补了物质条件的不足。”

在昆明联大的岁月,物资奇缺,物价飞涨,教授们担负着繁重的教学与研究工作,生活与在清华、北大时期是不能相比了,实际收入大概只有战前的十分之一。

杨振宁的母亲罗孟华每天早上提着篮子上街市,要费尽心思看什么便宜,才能买一点菜回家做饭。衣着方面,罗孟华就用杨武之的旧衣服拆开改给孩子穿。就靠罗孟华的勤俭持家,一家人总算维持温饱,孩子们也基本上健康成长。

在西南联大的日子,杨振宁大多数时间住在学校宿舍,周末才返回龙院村的家。杨武之给他买了一辆旧的法国自行车代步。

在联大,杨振宁和一班同窗好友,经常聚在一起看书、聊天。当时大家都是苦学生,根本没有钱去上馆子之类的。下课后一般都是到路边的小茶馆坐坐,一杯清茶、一碟花生,一班风华正茂的年轻人,就可以高谈阔论半天,有时为一些科学问题争论不休,或为时局发展而慷慨激昂、各抒己见,总要聊到茶馆打烊才肯离去。

有时一个问题解决不了,还要带回宿舍,躺到床上继续争论。条件是这样的困难,生活是这样的艰苦,但忧国忧民之情和对科学知识的孜孜追求,令这班青年学子的生活过得十分充实愉快,他们在黑暗中憧憬着光明,在危难中仍满怀希望。

在研究生院时期,杨振宁的宿舍室友是后来成为中国半导体专家的黄昆。那时,因为物质匾乏,校园内的治安不是很好,常有人爬窗进入宿舍房间内偷东西。杨振宁和黄昆就想出一条妙计,不知从哪里弄来一些电线,缠在门窗的铁栅栏上,再挂上一块“上有电流,小心勿近”的牌子,宵小之流果然不敢光顾,两人也就可以放心外出了。

杨振宁在西南联大尽管学的是物理专业,但接受的是通才教育。

当时,在西南联大的文、史、哲方面的教授有闻一多、朱自清、罗常培、冯友兰、汤用彤、钱钟书等赫赫有名的大学者。

杨振宁后来回忆道:“我记得很清楚联大的大一国文是必修课,当时采用轮流教学法。每一位教授只讲一个到两个礼拜。

一般说来,轮流教学法的效果通常是很差的,会产生混乱的情况。不过那时的教授阵容实在很强,轮流教学法给了我们多方面的文史知识。记得教过我大一国文的老师有朱自清先生、闻一多先生,罗常培、王力先生等很多人。”

在这些老师的熏陶下,杨振宁打下了深厚的人文知识功底。

杨振宁所在的物理系则拥有最强大的教师阵容。有吴有训、叶企孙、周培源、任之恭、郑华炽、吴大猷、赵忠尧等。

他们大多数是20世纪中国物理学的泰斗。直接给杨振宁授过课的吴有训、吴大猷、周培源、赵忠尧、张文裕、王竹溪等。

杨振宁对每一位教过他的老师,都怀有一份深深的敬意。他曾多次说过:“在联大给我影响最深的两位教授是吴大猷先生和王竹溪先生。”

吴有训和周培源分别是杨振宁大学二年级的电磁学和力学老师。吴有训是中国近代物理学研究的主要奠基人之一,与杨武之是芝加哥大学的同学、室友,1926年获美国芝加哥大学物理学博士学位后回国。

20世纪20年代曾以精湛的实验技术和精辟的理论分析验证并丰富了康普顿效应方面的工作,国际上称为“康普顿-吴有训效应”,并在实验过程中首先观察到康普顿效应的“化学移动”。

30多年后,康普顿在普林斯顿遇见杨振宁,他特地告诉杨振宁,他一生最得意的两位学生就是吴有训和阿尔瓦雷茨,后者是1968年诺贝尔物理学奖获得者,而他始终不能辨别这两人谁的天分更高。

1962年1月,杨振宁从美国把自己撰写的《基本粒子发展简史》一书赠给吴有训,在书的扉页上写道:“年前晤A.H.Compton教授,他问我师近况如何,并谓我师是他一生中最得意的学生。”

由于杨振宁父亲杨武之与吴有训回国后两人又都在清华大学和西南联大共事十多年,一个是数学教授、系主任,一个是物理学教授、系主任、理学院院长,杨振宁从小就认识吴有训,与这位师长有着深厚的感情。

在大学阶段周培源除教授杨振宁的力学外,还教授过另外两门课。在周培源90寿辰时,杨振宁撰写了纪念文章。他写道:

周先生是我父亲杨武之1925年前后在芝加哥大学的同学。抗战期问我在西南联大读了四年大学、两年研究生。前后念过周先生教的三门课。记得联大物理系教授中研究生最多的两位是周先生和吴大猷先生。和我同时的物理系研究生当中就有两位跟周先生做论文:张守廉和黄授书。

在大学三年级,杨振宁跟张文裕念原子物理学,张义裕1931年毕业于燕京大学,后又进该校研究生院学磁学,获硕士学位。1934年考取英国庚款留学,1935年在剑桥大学卡文迪什实验室从现代核物理学之父卢瑟福从事核物理研究,1938年获物理学博士后回国。

张文裕先后任四川大学、西南联合人学教授。他开设的原子核物理学课程,使杨振宁耳目一新,大开眼界,了解了原子核的内部结构。

大学三、四年级,杨振宁还修过吴大猷的经典力学和量子力学,马仕俊的场论,王竹溪的热力学、统计力学、量子力学、电动力学等多门课程。

在西南联大给杨振宁上过课的教授基本是在美国或欧洲获得博士学位、处于当时物理学前沿研究的学者。他们所开课程的质量和水平完全可以和当时世界上一些著名大学相媲美,有些基础课程甚至超过了国外的大学。

杨振宁非常幸运,能师从于他们的门下,这为他后来在美国从事物理学的前沿研究打下了扎实而深厚的基础。

杨振宁在北平崇德中学念书时,英文就不错,进入的南联大以后便开始始阅读英文原版小说以提高自己的英文水平,他决定不用词典来念英文小说,他选的第一本小说是英国小说家斯蒂文生的《金银岛》。这部小说里有和大海有关的俚语,所以很难念。他花了一个星期,念完了这本书,接着念英国女作家奥斯丁的《傲慢与偏见》。

1941年秋天,杨振宁进入大学四年级。吴大猷给他们开设经典力学和量子力学两门课。

与杨振宁同伴同学的有黄昆、张守廉、黄授书、李荫远等。1986年,吴大猷先生回忆这段历史时,曾说道:“当时,我在西南联大教授经典力学以及量子力学。班上的学生如杨振宁、黄昆。张守廉等可以说是一个不多见的群英会。除了我比他们多知先知一些以外,他们的能力是比我高。”

按照西南联大的规定,大学毕业取得学士学位,必须提交一篇毕业论文。吴大猷在讲述经典力学即将结束的时候,出了十余个题目,任每个学生选题作一篇学士论文。

杨振宁选了一个《用群论方法于多原子的震动》的题目,并且请吴大猷教授作为他的论文指导老师、吴大猷教授同意指导杨振宁后,翻出一本1936年的《现代物理评论》杂志,叫杨振宁研读其中罗森塔耳和墨菲合作的评论文章,找出心得体会。吴大猷所以欣然应允做杨振宁的论文导师,除了吴大猷发自内心地喜欢这个学生外,杨振宁选的论文题目也正是吴大猷教授所擅长的领域。

吴大猷教授长期从事原子、分子理论及实验工作。他当年从事的研究,后来发展成为分子光谱学这一独立的学科。使杨振宁受益匪浅的是,吴大猷教授当时对于原子和分子光谱的前沿问题非常的清楚。

20世纪20年代以及30年代上半期,原子以及分子结构的问题,可以说是物理研究的主流。杨振宁之所以选择《用群论方法于多原子的震动》论文题目,一个原因是群论吸引了他。

在数学和抽象代数中,群论研究名为群的代数结构。群在抽象代数中具有基本的重要地位。许多代数结构,包括环、域和模等可以看作是在群的基础上添加新的运算和公理而形成的。

群的概念在数学的许多分支都有出现,而且群论的研究方法也对抽象代数的其它分支有重要影响。

群论的重要性还体现在物理学和化学的研究中,因为许多不同的物理结构,如晶体结构和氢原子结构可以用群论方法来进行建模。

于是群论和相关的群表示论在物理学和化学中有大量的应用。

群论是法国传奇式人物伽罗瓦的发明。他用该理论,具体来说是伽罗瓦群,解决了五次方程问题。在此之后柯西、阿贝尔等人也对群论作出了发展。

杨振宁的父亲杨武之教授就是专于群论的数学家,他早在清华大学时,就为研究生开设过群论课。

杨振宁早在高中时期就在父亲的影响下自学了群论。所以,当他看到吴大猷教授开列的这个题目时,便立即被这个题目吸引住了。

杨振宁将论文题目带回家,杨武之把他当年在芝加哥大学的老师迪克逊写的《近代代数理论》一书拿给儿子作为参考。

书中把群论中的表示理论讲解的非常透彻,令杨振宁对群论中的对称性原理有了进一步的了解,更启发了他把群论应用到物理学上的想法,从而为他日后在对称领域的工作奠定了基础。

1957年,杨振宁和李政道一起以打破宇称守恒定律而荣获诺贝尔物理学奖。当杨振宁在广播中听到自己和李政道同获得诺贝尔物理奖时,立即给在加拿大的吴大猷教授写了一封信,信中说:

大猷师:际此心情十分兴奋、也是深深自我反省的时刻,我要向你表示由衷的谢意,因为是你在1942年的春天引导我进入了对称原理与群论这个领域。

这以后我大部分的工作,包括有关宇称的工作,都直接或间接与15年前那个春天从你那里学到的观念有关。

这是我多年以来一直想告诉你的事情,而今天显然是最适合的时刻。谨表敬意,并问候吴太太。

杨振宁在1942年夏天从西南联大毕业,并取得理学学士学位以后,进入西南联大研究生院又读了两年书。

在当时,与杨振宁一同攻读物理学硕士学位的还有黄昆、张守廉等。黄昆后来成为著名的晶体力学家。曾担任中科院半导体所所长。张守廉后来担任了纽约州立大学电机系主任。

云南昆华中学校长徐继祖先生是杨振宁父亲杨武之的朋友,当时研究生的生活补助非常少,他们三人便在杨振宁父亲的介绍下,到了的昆华中学兼课,当时他们三个人分了一个教师的职位。并且被安排住进了该校一座新建筑角落处的一间小屋里。

昆华中学与联大相距约三公里,他们白天在联大学习,在集体餐厅用饭,晚上回昆华中学的宿舍休息。他们三人晚饭后还经常上附近的茶馆喝茶,一起争论物理学上的问题,直至回昆华中学宿舍熄灯上床后仍争论不休。

1943年春,他们三人都觉得昆华中学离联大太远,于是就辞掉了中学教书的差事,搬进了联大研究生的宿舍,但他们还是经常见面聊天、讨论。

第二次世界大战结束后,他们三人各奔前程。当时黄昆去了英国做固体物理研究,张守廉去了英国普渡大学做电子工程研究,而杨振宁去了芝加哥做基本粒子物理研究。但是他们的友谊一直都是长存的。

在研究生院期间,杨振宁又对统计物理发生了浓厚兴趣。杨振宁对统计物理发生兴趣,主要是受到了王竹溪教授对他的教育和引导。

王竹溪,物理学家、教育家,我国热力学统计物理研究的开拓者。在表面吸附、超点阵统计理论、植物细胞的吸水等方面做过基础性工作。他撰写了《热力学》《统计物理学导论》等我国第一批理论物理优秀教材,为建立我国理论物理教学体系奠定了基础。

王竹溪长期主编《物理学报》,主持审定中国物理学名词,为推动我国物理学的研究、传播和交流作出了重大贡献。发明汉字新部首检字法,独力编纂《新部首大字典》。

杨振宁在硕士课跟随王竹溪学习统计物理,学到的不仅是知识,还有王竹溪教授一丝不苟的治学精神。

杨振宁对王竹溪先生对自己的导引,是铭记不忘的。70年代以后,杨振宁每次回国访问,总是要专程去拜望王竹溪先生。

1983年1月底,王竹溪教授不幸逝世,生前任北京大学副校长、物理系教授。杨振宁得到王先生病逝的噩耗时,正在香港讲学,他立即给王竹溪的家属发了唁电。唁电中说:

竹溪师生平勤实诚正,是朋友和学生都十分敬佩的,他造就了许多科学人才。我对统计物理学的兴趣即是受到竹溪师的影响。

并且,杨振宁还专程从香港飞抵北京,为王竹溪先生吊唁。

1944年夏,杨振宁获西南联大理学硕士学位。