完成了博士论文

在做了18个月的试验后,杨振宁突然发现自己的那个题目的实验是做不出来的。这个时候费米对满脸焦急的杨振宁建议向泰勒教授交流请教,并且跟随泰勒教授做一些理论研究。

泰勒教授是对杨振宁在美国发生重要影响的又一名著名的科学家,全名爱德华?泰勒。他在30年代从师于德国科学家海森堡做过博士论文后,对化学、物理学有过重大贡献。同费米教授一样,他也是纳粹分子迫害科学家时,从欧洲流亡到美国的。

在奥本海默成为美国原子弹计划“曼哈顿工程”的理论、设计负责人之后,泰勒教授与奥本海默等人一起,到了洛斯阿拉莫斯。在那里,由于泰勒教授的设想非常多,总是不断地提出自己的见解,这使得旁人难以稳定而专注地进行研究,而且他坚持要搞氢弹研究,于是奥本海默决定把他从“曼哈顿工程’中解脱出来,由他率领少数人组成一个小组,致力于氢弹的理论研究。

在第二次世界大战结束后,泰勒也稍后于费米转到芝加哥大学。

费米向泰勒推荐杨振宁后,杨振宁便去拜见泰勒。由于泰勒战时参加原子弹的研制工作,己是个十分重要的人物,所以他的办公室内有兵站岗,杨振宁不能进去,只好在门口给泰勒打了一个电话。

泰勒在电话里说,费米跟他讲过了,有一个学生要来找他。然后,不一会儿,听的一阵“噔噔噔”的声音,他从楼下下来了。泰勒年轻的时候,一只脚不幸被电车轧伤了,所以走起路来,一歪一斜的。杨振宁赶忙上前两步扶住了他。

见到杨振宁,泰勒说:“我们散散步吧!”

于是,杨振宁就陪着泰勒一同去散步。

在散步中,泰勒问杨振宁关于氢原子基态波函数是什么。由于杨振宁在西南联大就学过量子力学、原子核物理学等课程,所以杨振宁很轻易的就答了上来。

泰勒很高兴地说:“你通过了,我接受你做我的研究生!”

因为有许多学习很好的人,不能回答这个问题。在泰勒看来,能够回答这个问题的人,才是可以造就的。就这样,杨振宁成了泰勒的博士研究生。

泰勒教授在得知杨振宁论文遇到困难的时候,说:“我认为,你不必坚持一定要写一篇实验论文,你已写了理论论文,而且你在理论上是擅长的,那么我建议你就写一篇理论论文作为毕业论文吧!我可以做你的导师!”

杨振宁听了泰勒教授的话后,心请十分复杂。因为他从到达芝加哥的第一天起,一直是一心一意的想写一篇实验论文的,并且一直以来他在实验这方面有些偏差,动手能力有点儿差,他想借写论文的机会,来锻炼提高。

对于泰勒教授的真诚帮助,杨振宁从心底里感谢他。但要立即下决心实在是一件不容易的事。杨振宁恳切地对泰勒教授说:“我需要考虑一下,两天后我再告诉您!”

两天之后,杨振宁决定接受泰勒教授的建议,放弃写实验论文的打算。在作了这个决定之后,杨振宁如释重负,毅然转向了理论物理的研究。

后来,杨振宁在《读书教书四十年》一文中,杨振宁回忆起这件事时幽默地写道:

这是我今天不是一个实验物理学家的道理。有的朋友说这恐怕是实验物理学的幸运。

从此,泰勒教授把杨振宁从茫然的实验物理带到理论物理更为宽阔的天地中的。

刚开始,杨振宁对这些感到很不习惯,但他很快便发现这位经常出错的老师,确有惊人的独到之处。

泰勒上课前从来不做准备。铃声响了,他随便夹上一本书或几张纸,迈着大步跨进教室。他一走上讲台,不管三七二十一,拿起粉笔在黑板上就演算起来,然而不到10分钟,他的演算总会出错。他发现错误以后,胡乱地改了改,接着又埋头做下去,好像这个世界上只有他一个人存在似的。

泰勒的思想十分活跃,见解很多,而且刚想到一个主意就愿意和别人讨论,结果他的见解往往是不对的。

泰勒总是不怕丢面子,只要有人指出他的错误,他就立刻接受,马上向正确的方向走。杨振宁对导师的这一个性,非常赞赏,他认为,泰勒在学术上有那么多的思想和见解,纵然有90%是错的,只要能有10%是正确的,就是非常了不起的。

杨振宁从泰勒的身上,学到了很多的知识和方法。

※善于学习别人的优点,是杨振宁能够取得重大成就的原因之一。因此,我们也应多发现和学习别人的长处,这样才会不断进步。

泰勒要杨振宁研究的第一个课题是金属铍晶体和氧化铍晶体的K俘获寿命的差别。

1798年,由法国化学家沃克兰对绿柱石和祖母绿进行化学分析时发现。1828年,德国化学家维勒和法国化学家比西分别用金属钾还原熔融的氯化铍得到纯铍。

泰勒让杨振宁通过计算解决这个问题,并且告诉了杨振宁两了方法。

根据泰勒指点的计算方法,杨振宁很快把结果作出来了,这使泰勒非常高兴。

在跟泰勒做研究这段时间,杨振宁和费米也熟悉了。费米和泰勒非常欣赏杨振宁,在芝加哥大学的研究生当中,弗兰克?杨是位颇有名气的“学生老师”。获得1988年诺贝尔奖的斯坦伯格曾告诉杨振平说:“当他和杨振宁在芝加哥人学同是研究生的时候,他的学识就已经和教授差不多了。”

他还在1985年回忆道:“在我们中间令人印象最深的学生老师是杨振宁,他来自战时困境中的中国,虽然只有24岁,可是已经熟悉了个全部的近代物理。”

杨振宁的好朋友凌宁,也在芝加卅大学攻读生物专业的博士学位。在一次给杨振了父亲的信中说:“振宁念书比别人高出一头一肩。”

1995年,曾任新加坡南洋大学历史系教授兼主任的吴相湘在美国参加伊利诺州西郊的“中国集邮会”时,发现了一封航空邮笺是1948年12月9日冯友兰先生自北平清华园寄给他在美国的儿子的。邮笺中有一段这样的话:“现在朋友中的子弟出国成绩最好的是杨振宁,他不但成绩好,而且能省下钱帮助他家用,又把杨振平也叫去,又帮助邓稼先的费用。”

在泰勒教授的安排下,杨振宁于1946年2月,作了到达美国后的第一个学术报告。

当时,在场下听讲的有泰勒、费米、迈耶、玛丽?迈耶等。面对这样一批前辈、著名的科学家,杨振宁的心情十分的激动。

杨振宁作报告时尽管有些紧张,但还是得到了科学家们的好评,杨振宁无疑是一个年轻有为而且非常有前途的人才。

报告结束后,泰勒要求杨振宁写出文章,但杨振宁个人动手的时候,却发现先前的计算中他用了一些近似的方法,无法把握结果的准确性。因为涉及大项之间的相消,只要稍微有一些偏差,相消之后所得的符号就会与已经得到的结果相反。

因此,杨振宁这篇文章写了一个多月也没有完成。在这期间泰勒还经常催促杨振宁,杨振宁告诉泰勒说他对这个结论没有多大的信心,最终杨振宁没有写出这篇文章。

从这件事情上,不难看出来杨振宁在物理学上的谦虚谨慎。

在于泰勒教授以及费米教授的接触中,杨振宁感觉泰勒教授与费米教授的科研作风有一个共同之点,就是研究问题都是从物理现象、物理事实出发的。

杨振宁还发现,不仅是费米、泰勒他们,乃至是整个美国的科学界、教育界,从总体上来说,教学、研究的方法与中国有很大的不同。

中国的传统教育方法是让学生啃大量书本,做大量习题,学生学习很刻苦,基础打得比较扎实。

这是一种按部就班的方法,其内涵注重的是一种演绎的方法。从物理学来说,是从数学推演到物理的方法。

在美国,杨振宁从费米教授、泰勒教授等导师处,又学到了一种归纳的学习、研究方法,也就是从物理现象引导出数学表示的方法。

在以后,杨振宁曾多次谈到,他很幸运地既掌握了中国传统的学习、研究方法,又掌握了与中国传统完全不同的西方的学习、研究方法。

杨振宁巧妙地结合应用了这两种方法,并且使这两种方法互为补充,取长补短,这是他日后能够在科学事业上取得重大成就的一个重要原因之一。

杨振宁在西南联大的时候,对群论的知识就有一定的了解。通过与泰勒的接触与自学,杨振宁已掌握了更多的群论知识。在跟泰勒做理论研究时,杨振宁发现泰勒对群论在原于物理和分子物理中的应用有一种直觉的了解。

杨振宁利用已了解的群论知识探讨了为什么在计算各种角关联时,常常发生令人惊奇的各项相抵消的情形。

根据泰勒的建议,也处理了高速电子在β衰变中的理论。关于这些工作,杨振宁写了一篇名为《论核反应分布与测量问题》的论文,他把这篇文章拿给泰勒看,泰勒觉得很好,并且提了一些关于相对论补充的建议。修改后,这篇文章在1948年《物理评论》上发表了。

泰勒的物理与费米的物理有相似之处,也有不同之处。相似之处是他的物理也是从现象出发的形式化的东西很多。泰勒的兴趣反映在对物理现象的好奇心,可以说,他是科学界的一位奇才。

泰勒的见解很多,往往是在一天之内就有很多的见解,而且总是要讲出来。他的这些见解也往往都是错误的,有时甚至都有些荒唐。不过如果有人指出他是错误的,他就会立刻接受,并且立刻向着正确的方向走。因此在泰勒的周围总是有着一种非常良好的气氛,吸引了很多的研究生。

杨振宁对于泰勒的这种风格深有感触,在科学创造中,正确和错误的东西总是纠缠在一块,如果不思进取,不去大胆的创新,敢于积极的行动,接受新鲜的思想观念。就会将许多创造性的灵感扼杀在摇篮之中。

泰勒比较注意学科的精神,而不注重于一些细节。比如,他可以直接领悟到数学与物理学关系的精神,但不太注意两者的细节问题。

泰勒的这一点对杨振宁的影响也比较大。在中国学习时,老师比较强调学科的内在逻辑关系,教学中往往以演绎为上,这样教给学生的是一个成熟的逻辑体系,而不是学科真实的历史过程,更不是创造本身。学生学到的是熟练的推理、演算技能,然而缺少创造的意识和手段。

在科学创造的时候,这种按部就班的方法是很难有突破性贡献的。推理注重直觉的想法,他把触角伸得非常远,往往在没有看清楚一个东西的时候就抓住了它的精神。

杨振宁在西南联大跟吴大猷先生学习分子光谱与群论的关系时,用的方法,主要是推演法,即从数学推演到物理的方法,泰勒则使用倒过来的归纳法,即从物理的现象引导出数学的表示。

杨振宁对推理接触多了以后,渐渐了解到这种思考方法的好处。因为这种方法的起点是物理现象,从这个方向出发,不易陷入形式的泥潭之中。

杨振宁在芝加哥大学活跃的学术气氛中,也接触到最有发展前途的一些研究方向,那时正值粒子物理开始新的蓬勃发展。他很幸运,能与研究者一起跟粒子物理学这门学科一同成长。

1983年,杨振宁在《读书教学四十年》中回忆在芝加哥大学的学习时写道:

我在芝加哥大学念了两年半,得到了博士学位,回想起来,确实学了很多东西:不仅是一般书本上的知识,尤其重要的是方法与方向。我是很幸运的。

在这里,方法是指归纳法,方向是指通过当时芝加哥的研究气氛,接触到了一些最能有发展的物理学研究方向。