科學(xué)網(wǎng)—楊振寧先生驚人一變

mingmu888 2018-03-03

展開全文

楊振寧先生一度認為把對稱破缺機制引入規(guī)范場論的流行做法沒有深刻的物理或數(shù)學(xué)，也曾經(jīng)表示對希格斯機制不滿意。2012年伊始，先生發(fā)表九十自述，承認他以前的看法錯了！

一，楊振寧先生新作問世

跨入2012年，楊振寧先生90大壽在即，焉能能沒有新作? 天下之士無不翹首跂踵之。不負眾望，春節(jié)剛過，《楊振寧九十自述：我的學(xué)習與研究經(jīng)歷》（物理，第1期(2012)pp.1-8）刊行天下。粗粗一看，似乎應(yīng)景文章，平淡無奇。新作弘旨在于利用他個人幾乎眾所周知的材料，提煉出一些經(jīng)驗規(guī)則，為年輕的科研工作者的學(xué)習和研究提供一些指導(dǎo)，而這些規(guī)則居然有十條之多。任何規(guī)則或者經(jīng)驗如果歸納得足夠好的話，以三、四條為宜，最好簡潔有力、富有邏輯并朗朗上口。例如，哲學(xué)家張世英對人生境界的分類就只有四層：“欲求境界”，“求知境界”，“道德境界”和“審美境界”。張先生一直在提煉對這四層境界的表達，例如表達“求知境界”和“求實境界”之間，表達“審美境界”和“詩意境界”之間的細微差別等等。再看楊先生的總結(jié)：

————

(1)一方面直覺非常重要,可是另一方面又要及時吸取新的觀念修正自己的直覺. (2)和同學(xué)討論是極好的真正學(xué)習的機會. (3)博士生為找題目感到沮喪是極普遍的現(xiàn)象. (4)最好在領(lǐng)域開始時進入一個新領(lǐng)域. (5)興趣?準備工作?突破口 (6)物理中的難題,往往不能求一舉完全解決. (7)和別人討論往往是十分有用的研究方法. (8)永遠不要把所謂“不驗自明”的定律視為是必然的. (9)把問題擴大往往會引導(dǎo)出好的新發(fā)展方向. (10)一個研究生最好不要進入粥少僧多的領(lǐng)域. 其中我覺得特別值得注意的是: 興趣?準備工作?突破口。

————

如此繁瑣的規(guī)則，盡管楊先生有所提煉，有多少人能夠抓住要義? 在我看來，做到其中的如下一條就算抓住了靈魂：要有物理的taste。請讀如下一段：

“結(jié)論：外來的信息如果能夠融入個人腦子里面的軟件之中，就可能會“情有獨鐘”，有繼續(xù)發(fā)展的可能，像是一粒小種子，如再有好土壤、有陽光、有水，就可能發(fā)展成一種偏好(taste)，可以使這個人喜歡去鉆研某類問題，喜歡向哪些方向去做“準備工作”，如果再幸運的話，也就可能發(fā)展出一個突破口，而最后開花結(jié)果。”

從1987年楊先生的首發(fā)“taste論”起(參見《楊振寧文集》(上)p.405)，這是楊先生再次強調(diào)“taste論”，不過有所深化，提出了seedney(小種子)論。這些論點包含不變真理，放之四海而皆準。

二，錯失機緣只因為當時不喜歡

但是，就在不經(jīng)意的文字中，隱藏了一個驚人的訊息：楊振寧先生準備接受Higgs粒子! 注意，Higgs粒子，是規(guī)范場理論加對稱破缺的必然后果。楊先生一直認為在規(guī)范場理論引入對稱破缺進而立即尋找實驗驗證，是有點急功近利了。

在90大壽之際，楊先生改變了他的看法。這是一個幾乎不可能發(fā)生的思想轉(zhuǎn)變。

請看近40年來，楊先生對這個問題的公開評論，從中可以看出楊先生思想漸變的清晰軌跡。

1979年，在耶路撒冷《愛因斯坦誕辰100周年紀念會》大會報告《幾何學(xué)和物理學(xué)》：

————

溫伯格和薩拉姆在1967-1968年把規(guī)范場觀念和對稱破缺觀念結(jié)合起來, 構(gòu)造了一個統(tǒng)一弱作用和電磁相互作用的模型。令人注意的是它的結(jié)果與實驗符合得很好, 雖然從理論觀點看來, 它只是許多可能的模型中的一個。

我要強調(diào)指出, 正如在統(tǒng)計力學(xué)中一樣, 在一個破缺對稱模型中缺少完全的對稱性是一種低溫效應(yīng)。用這種觀點看來, 在做通常的高能實驗時, 我們總是探查零度溫度的破缺對稱規(guī)范理論。不管能量多么高, 初態(tài)總是在零度溫度準備的。因此, 完全的對稱性從來沒有在任何能量時實現(xiàn)。可是, 假如我們能夠到達一個足夠高溫的體系, 我們就會看到恢復(fù)完全的對稱性。這是令人滿意的, 因為這意味著, 完全的對稱性在原則上可以直接用實驗來檢驗。

————

1986年，楊先生5、6月間到中國科技大學(xué)研究院講學(xué)，課余與學(xué)生們有過五次座談，力陳物理學(xué)的研究必須接觸現(xiàn)象，并勸告年輕人要搞活的物理學(xué)。座談紀錄以《談?wù)勎锢韺W(xué)研究和教學(xué)》為名，刊于1986年10月號《中國科技大學(xué)研究院學(xué)報》，亦可見于《楊振寧文集》(下) (華東師范大學(xué)出版社，1998)p.518)。

————

楊：……。

從規(guī)范場提出來以后，我對它始終很注意，但寫的文章不多。我始終認為不應(yīng)當馬馬虎虎地把它變成現(xiàn)象學(xué)（phenomenology）的東西。……。后來人們把自發(fā)破稱的觀念引入規(guī)范理論，它既解決了規(guī)范粒子的質(zhì)量問題，又沒有破壞對稱精神。這是一個重要貢獻。這個經(jīng)驗告訴我們，今天許多美妙的純結(jié)構(gòu)也許稍加變動就能和實驗聯(lián)系起來。這也是做純結(jié)構(gòu)的人的希望。不過我要警告你們，成功的希望十分小。

問：您對希格斯機制滿意嗎?

楊：不滿意，所有人都這樣看。它有妙的地方，并且和目前的實驗吻合，不過沒有人相信它是最后的理論。它的想法太ad hoc，沒有深刻的物理和數(shù)學(xué)根據(jù)，因此將來會被其他理論代替，不過目前還很有用處。

————

ad hoc: – origin L., lit. ‘to this’. formed, arranged, or done for a particular purpose only.

2008年，《曙光集》(增訂版)(世界科技出版公司，八方文化創(chuàng)作室出版)。增加三篇重要文章《物理學(xué)的未來》、《談?wù)勎锢韺W(xué)研究和教學(xué)》、《幾位物理學(xué)家的故事》。我猜測在這個增訂版中，楊先生一定刪除了對提問“您對希格斯機制滿意嗎?”的回答。我有《曙光集》，而這個增訂版還在購買途中。

2012年，楊先生的在《楊振寧九十自述：我的學(xué)習與研究經(jīng)歷》給出最新思考如下：

————

我們循著麥克斯韋(Maxwell,1831—1879)理論的發(fā)展方法,很快就寫下了很漂亮的規(guī)范場方程式.可是新問題出現(xiàn)了:這些方程式似乎顯示要有帶電荷而質(zhì)量為零的粒子,這是沒有見過的粒子,也是理論上講不通的.這個問題給我們帶來了大半年的復(fù)雜而未能解決問題的計算,中間還有一段Pauli為難我的故事[9].最后我們決定雖然此問題沒有解決,但整個想法太漂亮,應(yīng)該發(fā)表,于1954年6月寫了一篇文章寄給Physical Review ,幸而立刻被接受了,于10月初發(fā)表.