获得诺贝尔奖

杨振宁和李政道的假说被公开之后,最先提出宇称概念的物理学家之一的维格纳也赞同他们的观点。但是也有一些物理学家持反对观点,更多的则是半信半疑。苏联著名的物理学家、1962年诺贝尔物理学奖的唯一得主朗道在1956年10月于苏联召开的一次会议上,强烈地反对他们的观点。

最典型的要数在20世纪最有名的理论物理学家之一、瑞士苏黎世工学院的泡利教授了。当泡利教授获悉杨振宁和李政道的工作后,他给他昔日的助手、美国麻省理工学院的韦斯科夫写信道:

我不相信上帝是一个无能的左撇子,我愿意出大价和人打赌,实验的电子角分布将是左右对称的。我看不出有任何逻辑上的理由说明镜像对称会和相互作用的强度有关系。

为了证实自己的理论,杨振宁和李政道必须做实验。这时,他们不由想起了吴健雄。

吴健雄核物理学家,素有“东方居里夫人”之称。在β衰变研究领域具有世界性的贡献,曾获美国最高科学荣誉国家科学勋章。

吴健雄是杨振宁和李政道的好朋友,她本来打算与丈夫一起到日内瓦和远东去巡回讲学,各项外出的准备工作已经做好,但听了两位好朋友杨振宁和李政道的思想和实验方案后,她毫不犹豫地取消了这次远行计划。

吴健雄实验小组利用了当时最先进的设备,进行了极为紧张的验证工作。

1957年1月15日,哥伦比亚大学物理系举行了一次史无前例的记者招待会,会上向全世界宣布:“宇称守恒定律”这个物理学的基本定律在弱相互作用中予以推翻!

针对杨振宁和李政道提出的实验方案,魏斯科普夫指出:尽管“极化核衰变”实验被提出来了,而且这一实验有几个令人注目的特点,想去做这类实验的人是不多的,因为结果如何,可以“明显地”从镜面对称导出。但是伟大的发现总是在当人们对“明显”的事情怀疑时产生的。当时与李政道在哥伦比亚大学同事的华裔女实验物理学家吴健雄,以惊人的勇气和技巧首先完成“极化核β衰变”实验。

早在1956年以前,吴健雄就以其关于原子核产衰变的精确而广泛的实验享誉世界。

随后,哥伦比亚大学为这项新发现举行一个史无前例的记者招待会,和这次发现有关的哥伦比亚大学科学家,包括吴健雄、李政道、莱德曼、加文等人都出席了。杨振宁认为用记者招待会的方式来宣布一项科学研究成果是不太有格调的而没有出席。

会上宣布:“宇称守恒定律”这个物理学的基本定律在弱互作用中予以推翻!

第二天,在世界舆论界享有崇高地位的《纽约时报》,以头版刊出新闻,报道这件科学大事。1月17日,《纽约时报》发表专题社论《表象与真实》。

其中提出,物理学家们自信他们“至少找到一条走出当前宇宙丛林的途径”。

消息很快传到欧洲。1957年1月27日,泡利再次给魏斯科普夫写信,在信中描述了对他这一结果的反应:

现在,第一阵冲击过去了,我开始恢复常态。

是啊,那是非常戏剧性的。l月21日,星期一,晚上8点15分我预定作一个题为《中微子过去和现在的历史》的报告。下午5点钟,我收到的邮件是三篇实验论文,分别是吴健雄、莱德曼和泰莱格迪的。泰莱格迪好意地把它们寄来给我。那天早上,我收到两篇理论方面的论文,一篇是杨振宁、李政道和厄梅的,另一篇是杨振宁和李政道论述二分量理论的。后一篇与我在六至八星期前收到的萨拉姆论文预印本基本相同。关于萨的论文,我前一封短信已经提到过同时收到了维拉尔斯从日内瓦寄来的一封信,其中附有《纽约时报》的文章。

我不知道仅从哪里说起才好。真是幸运,我没有同人打赌,否则我就要输大钱了;我闹了一个大笑话,顺便提一提。我只同人在信中或口头上说说而已,要是闹到白纸黑字印出来的文章里,可就下不了台啦。不过,别人还是有权嘲笑我。

最使我震惊的并下是“上帝是个左撇子”这个事实,而是他强烈的表现自己时,显示出是左右对称的。

1957年1月30日开始,美国物理学会在纽约“纽约佬”旅馆举行年会。2月2日下午,为宇称不守恒举行了半天的特别讨论会。

参加会议的物理学家人数创下了美国物理学史上的最高纪录。

由于这个讨论的消息传得很快,会场爆满。会上有六人发言。实验方面的是吴健雄、莱德曼和泰莱格迪等。理论方面的是杨振宁。按原定的时间表,在他们的报告之前,先在这个大厅里进行天体物理的专题会议,其中一个发言者马歇尔后来抱怨说,听众只对宇称问题有兴趣,没有人听她太太的。许多与会的物理学家认为,参加这个会议有一种亲睹科学历史转折点的感觉。

对于这样一项突破性的重大成就,全球最具权威的学术机构,诺贝尔基金会自然是不会忽视的。

1957年10月31日,一个令人兴奋的消息飞越大西洋传到了美国:瑞典皇家科学院宣布,本年度诺贝尔物理学奖授予李政道和杨振宁博士。诺贝尔物理学奖是国际公认的物理学最高奖。

这一公布,在全世界引起了强烈的反应,头一次有中国人获得诺贝尔奖,成了各大报章的头条新闻,杨振宁、李政道两人的照片登在报刊的封面上。那一年,杨振宁35岁、李政道31岁,各国的新闻记者、电视台摄影队,拥到普林斯顿和哥伦比亚大学要求采访,并介绍两人的中国背景。祝贺信和邀请信更如雪片飞来。一时间,杨振宁、李政道成了炙手可热的科学明星。

全球华人和华裔物理学家、科学工作者,对两人的杰出成就更引以为荣,感到吐气扬眉,就是一些不搞科学、甚至连宇称不守恒是怎么一回事也弄不懂的华侨华人,也为此热烈庆祝,感到中国人脸上增了光。而在中国人中,杨振宁、李政道两人的名字更是不胫而走,到处传遍,不分政治立场,都同样感觉到自豪和高兴。

1957年12月10日,杨振宁和李政道在热烈而庄重的气氛中,登上了斯德哥尔摩诺贝尔领奖台。

当日杨振宁与李政道穿上了全套整齐的黑色礼服,头发梳得光亮服帖,显得更为英俊和神奇。他们被安排坐在观礼台前第一和第二个座位上,成了全场注目的焦点。他们的夫人,杨夫人杜致礼和李夫人秦惠君也应邀出席颁奖典礼,两位夫人被安排坐在台下,分享丈夫这一刻的殊荣。

颁奖大厅主席台上摆放着从圣莫雷空运来的白花和黄花。得奖者在主席台上就座次序是按诺贝尔遗嘱的次序:物理、化学、生物、文学先后安排的。杨振宁、李政道、托德、博韦特、卡穆,按次就座在主席台的右边。站在台上演讲的是诺贝尔基金会主席埃克伯格勋爵。

诺贝尔基金会主席埃克伯格勋爵讲话完毕后,在颁奖音乐声中,克莱因教授介绍本年度物理学奖获得者的贡献,并接着向平分1957年物理学奖的杨振宁和李政道颁发奖金。

诺贝尔奖章和证书,由瑞典国王颁发,按既定的次序,杨振宁第一个领奖。他走到国王跟前,国王陛下和杨振宁握了握手,并递给他一个奖章和盒子、证书和信封。

杨振宁从国王下中接过奖章和证书时,心情非常激动,夫人杜致礼和他一样沉浸在无比的欢乐之中。

令中国人感到自豪的是1957年,杨振宁和李政道荣获诺贝尔奖时,他们持用的还是当年留学出国时的中国护照。

诺贝尔奖章金碧辉煌,用纯金铸成,直径约为八厘米。正面图像的中央,美丽的自然女神便婢玉立,她的右手怀抱着一个号角,硕大的号角里放满了丰硕的果实。在她的左边,科学家女神正轻轻地在揭起蒙在自然女神头上的面纱,图案精致美丽、含义深刻:即科学与经济的效益是紧紧联系在一起的,当人们揭开自然的秘密,那么必会有丰收的硕果。设计诺贝尔奖章的这位艺术家真是一位了不起的思想家、哲学家。

正面图像的正中下方镌刻着奖章主人的名字:ChenningYang 1957,奖章的另一面是诺贝尔的侧面头像,环绕头像镌刻着他的英文名字:ALFR.NOBEL。

这天晚上,诺贝尔基金委员会和瑞典皇家科学院,举行盛大晚宴。出席宴会的有成群的宫廷显贵和社会名流、著名科学家和诺贝尔获奖者及他们的夫人们。

按照典礼礼仪,最重要的主宾由国王夫妇亲自迎过,在乐曲声中,杨振宁夫人杜致礼穿着一袭银白色的长旗袍,挽着瑞典国王的臂弯进场,仪态和相貌是那样的美丽优雅端庄大方。杨振宁则陪伴王后进场。

宴会开始前,按照惯例,获奖者都发表了礼节性的演讲。这次发表演讲的次序正好与发奖时的次序相反,由卡穆先说,然后是博韦特、托德,然后才是李政道和杨振宁。

在晚宴上,各获奖者都需要发表一篇简短的演说,以表达自己的心情和感受。对杨振宁来说,这是一个不寻常的场合,更是一个不寻常的历史时刻。在短短的几分钟内,杨振宁怀着复杂的心情,作了一篇充满历史感的、震撼人心的演说:

首先让我感谢诺贝尔基金会和瑞典皇家科学院对杨夫人和我亲切的接待。我也特别希望感谢克莱因教授用中文所作的一段引言,听了之后,觉得心中很温暖。

皇家科学院是在1901年开始颁发诺贝尔奖。在同一年,也发生了另一件有历史意义的大事。而这巧合对于我个人生活的方向,有了一个决定性的影响,并且对于我现在参加1957年诺贝尔奖典礼,有直接的关联。在诸位宽容之下,我想要花几分钟的时间,来谈论这件事情的一些情况。

上个世纪的后半叶,西方文化与经济制度扩张所产生的冲击,给中国带来了一次严重的争执。热烈争辩的问题是应该将多少西方的文化引到中国来。但是在结论达成之前,理性向情感屈服了,在1890年一个中文被称为“义和团”而在英文被称为“拳击者”的团体出现了,这些人宣称他们可以血肉之躯对抗现代武器。他们对于在中国的西方人所采取的一些愚昧而无知的行动,造成在1900年许多欧洲国家和美国军队的攻入北京城。

这个事件被称之为“八国联军”。军队进行了野蛮的屠杀和可耻的掠夺。从长远的观点来看,这个事件实起源于中国人民长久受到外来的压力和内在的腐政而产生的激愤。事件发生以后,满清朝野才不得不开始大量引进西方文化。

这场战争在1901年签订了一个条约之后结束。这个条约除了其它的一些事项之外,还规定中国必须付给列强总数约五亿盎司的白银。在当时这是一个惊人的数目。大约10年之后,美国以其惯常的方式,决定将赔款中他们所得到的那一份归还中国。

这笔钱用来建立一所大学——清华大学,以及建立一个支持选派学生到美国来念书的奖学金计划。我是直接受惠于这两项计划的人。我是在清华大学安静的校园里,在浓厚的学术气氛中长大的,因为我父亲是清华大学的教授。我所享受的平静的童年,是绝大多数和我同年纪的中国儿童所没有的。后来我又在同一大学中接受了一个最好的头二年的研究生教育,然后得到上述奖学金到美国去继续我的学业。

今天站在这里告诉你们这些事情,我沉重地体会到一个事实,就是我在不只一种意义上,是中国和西方的文化的共同产物。我一方面为我的中国血统和背景而自豪,一方面将奉献我的工作给起源于西方的现代科学,它是人类文化的一部分。

杨振宁这一篇讲话,应该被形容为是一位中国科学家的良心宣言。在西方世界给予的巨大的物质奖励和荣誉成就面前,杨振宁并没有忘记他的祖国,更没有忘记中华民族在西方列强侵略下受过的苦难。他毫不犹疑地说:“我为我的中国血统和背景而自豪。”

杨振宁讲话中提到的历史,事实上并没有完全结束。因此,对在美国工作和生活、需要在美国学术界进一步发展的杨振宁来说,讲这样一番话,需要有真正的良知和很大的勇气。而以自己的中国血统和背景为荣这一点,在杨振宁的一生中从没有动摇和改变过。

第二天,即1957年12月11日,杨振宁作了题为《物理学中的宇称守恒及其它对称定律》的演讲。他曾讲道:

有此机会同诸位讨论宇称及其它对称定律,我感到莫大的高兴和荣幸。我将先概括地谈谈物理学中守恒定律的作用,其次,谈谈导致推翻宇称守恒定律的发展过程。最后讨论物理学家由经验知识的某些其它对称定律……

杨振宁在讲演中说,对称定律完全符合我们的日常生活经验,物理学家很早就知道了这种对称性,它构成了牛顿力学的基石之一。一个对称原理就是一个守恒定律。这种对称性既简单而又美妙,大家有理由希望自然界具有一种我们可以企求了解的秩序。

宇称守恒定律是1924年被发现的,然后迅速推广到其它新的物理学领域,包括核反应、β衰变、介子相互作用以及奇异粒子物理等。

杨振宁详细描述了θ和τ介子的衰变谜。最后杨振宁总结指出,认识了弱相互作用中宇称不守恒之后,一旦人们确定了质子与反质子的名称,就可以用弱相反作用来区分左右。

同样,在确定了左与右的定义之后,也就可以用弱相互作用来区分物质与反物质。弱相互作用的起源,可能与左右的可区分性及物质与反物质的可区分性等问题密切相关。

李政道在杨振宁之后作了《弱相互作用和宇称不守恒》的演讲,主要介绍在宇称守恒定律被推翻以来的一些饶有趣味而激动人心的发展。

在诺贝尔奖的历史上,终于第一次写下了两位年轻华人的名字,这让亿万的炎黄子孙无不感到骄傲自豪!