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杨振宁谈治学

1984-08-20

中国青年 1984年2期
关键词:芝加哥大学西南联大物理学

今天有机会在这么多年轻人面前,谈一下我几十年念书、教书的经验,我很高兴。

广博的知识与扎实的根基

1938年夏天,我少念一年中学,以同等学历考入西南联大。我在联大物理系念了四年,得到了学士学位。

当时联大的条件比较困难。可是那时联大读书的空气非常浓厚,学生非常努力,老师教书非常认真。我们图书馆的书很少,而且期刊也常常要半年到一年的时间才到。可四年之间,我钻在图书馆里学到了很多东西。

那时候我用的笔记本的纸是非常粗的,可并不因为这而减少了笔记的用途。直到今天我还有一个四年级念王竹溪教授量子力学的笔记本,还时常查看它,因为王先生教量子力学,对特殊函数有很多的描述。

那时,西南联大云集了清华、北大、南开三个学校的教师,教师阵容非常强大。我还清楚记得,我们大一国文就用所谓轮流教学法,就是每一个教授教一两个礼拜。通常这种办法是不好的,因为会产生大的混乱。可是那时西南联大国文系的教师阵容非常强,所以我们那一年之间就听过朱自清先生、闻一多先生、罗常培先生、王力先生和其他许多知名学者的课,使我们对文史方面的知识有了广泛的接触。这是在当时特殊条件下所创造出来的办法。

那时物理系的教师阵容也非常强。我的大一物理是跟赵忠尧先生学的;大二力学是跟周培源先生念的,电磁学则是跟吴有训先生念的。那时候我们念书,和今天在美国大学念书有相当不同的地方,那时的教师非常之认真。所以,我当时在中国所念的课都是相当深、相当广、相当详细的。后来我到美国念书的时候,发现凡是我在中国念过的课,在美国听时就没有在中国那样详细、深入和广泛。

科学研究与独特风格

我在西南联大念了四年以后,又进了联大的研究院念了两年,1944年得到了硕士学位。在联大的最后两三年,我开始了自己的研究生涯,在这里我特别感谢吴大猷教授和王竹溪教授。

那时西南联大大学毕业需要写一篇学士论文,所以我就去找吴大猷先生。“您可不可以做我的导师,指导我写一篇论文?”他说:“可以。”吴先生当时研究分子动力学非常有成绩。他给了我一本《现代物理评论》,说:“你去把书中这篇文章研究研究,看看有什么心得。有心得的话,就可以写论文。”

我把这篇文章拿回去给父亲看。我父亲是研究数学的,他对分子动力学没有什么了解。可是他对群论是非常熟悉的。他翻看了一下文章,说:“你需要知道一些群论的知识。”他就给了我一本狄克逊写的小书。狄克逊是我父亲在芝加哥大学念书时的老师,他在当时世界代数界是有名的。他的这本小书叫《近代代数理论》。这书中有一章,一共只有20页,把群论中“表示理论”,用一个非常简单、可是深入而美妙的方法进行了描述。我看了几天以后,得到了很深的印象。因为我吸取了这本书上讲的一些精神。而且,这本书非常合我的胃口,它简洁而又深入。

我通过这本书上讲的群的数学结构,再去看《现代物理评论》,我渐渐地了解到这个群的表示,在物理里有非常美妙的应用。后来,我就写了一篇论文。这篇论文对我的一生有非常大的意义,倒不是它的内容本身是那么重要,而是因为写这篇论文的经过,使我对群论,对对称原理,发生了浓厚的兴趣。而对称原理是我以后物理研究工作的一个主干方向。

王竹溪先生是一个治学、做人都非常谨慎、努力的人,他的精神使我们当时的同学都非常佩服。我做了研究生之后,就去找王先生,希望他指导我作硕士论文。他那时刚从英国回来,他在英国研究的是统计力学。在王先生指导下,我写了一篇硕士论文。这篇论文对于我的一生也有非常大的影响,因为我一生中研究工作的第二个主干就是这方面的内容。

我要和大家提一件事情,就是作科学研究是有所谓风格的。也许有人会说,科学就是科学,科学讲的是事实,跟文学、艺术、音乐不一样,事实有什么风格?物理学所要研究的是自然界的一些物理现象和规律,把这个规律掌握住,就会发现它有很多美的地方、妙的地方。每一个人对于不同的美和妙的地方,会有不同的感受。同一个美的东西,不同的物理学工作者感受是不一样的。通过每一个人不同的感受,他对于一些现象、理论、结构就有偏好,通过这些偏好,他就发展出了他的风格。这个风格影响到他将来作研究工作取题目的方向,影响到他将来研究问题的方法。所以,风格有决定性的作用。如果你去看一些重要的物理学家的论著,就会发现他们的风格是很不一样的,他们之间文章的差别跟不同文学家文章的差别是一样的大。一个年轻人达到了他自己能够掌握住风格,了解到自己所使用的风格,这就是他在研究工作发展中成熟了的表现。

我在西南联大的七年很幸运,学到了很多东西,并且掌握住了一些杰出的物理学家的风格。当时我最佩服、直到今天我还是最佩服的近代物理学家有三个人:爱因斯坦、费米、狄拉克。这三个人的风格是不一样的,不过他们有一个共同点,就是能够在非常复杂的物理现象里,抓住了精神。物理现象通常是很复杂的,这是和数学不一样的地方。可是在这许多复杂的现象里,你如果能抓住精神,这个精神却常常是很简单的。而他们三个人都有这个能力,在非常复杂的物理现象里抓住精神,并把这个精神用很简单的、常常是很直接的而又非常有力的数学方法表示出来。这就是他们所以是大物理学家的道理。

完善研究方法与选择正确方向

1945年我从昆明动身到美国去进研究院。到了纽约之后,我就到哥伦比亚大学去找费米教授,因为我听说他战前是在那里当教授。后来我又听说费米要到芝加哥大学做教授,所以我就申请了芝加哥大学的入学许可,1946年初进了芝加哥大学。在那里我念了两年,1948年夏天得到了博士学位。

我在芝加哥大学学到了另外一些非常重要的东西。那时物理系对我影响最深的教授是费米和泰勒。和他们两位接触多了以后,我了解到,原来物理学跟我在中国所念的物理学不完全一样。物理学有另外一个天地。可以说,我主要从他们两位那里了解到,物理学里除了平常在中国所熟悉的演绎法以外,还有归纳法。演绎法是先讲出一个原理,然后推理;归纳法是先讲出一个现象,然后从这个现象归纳出原理。这两个方法当然是相关的,可又是不同的重点研究方法。如果说,我在中国学的主体是演绎法的话,那么在芝加哥大学学的则是归纳法。譬如泰勒教授,他对于现象的掌握是很多的,而且他的主意非常多。每一个现象一讲出来,他就有一个想法,说这可能是什么原理。他的这些想法90%都是错的。不过这没有关系,只要他有10%是对的就行。而且给我非常深的印象是,他随便什么时候都有很多的见解,他不怕讲出什么错误的见解。这也是和中国的教育方法不一样的。中国的教育方法是,如果你不清楚的话,你最好不要讲话。我非常幸运在中国学了一个很好的演绎法,到了芝加哥以后给打乱了,说是我们从现象开始,现象才是物理的源泉,从现象开始你才能了解到这些原理是什么道理。

我最近这些年常常来到中国,发现中国的教学对于学生的压力非常大,到处听说“四大力学”。“四大力学”给我的印象就象四座大山,把人压得喘不过气来。你要问我“四大力学”是不是重要呢?是不是物理的精华呢?那我当然承认是。不过我要和大家特别讲的,就是只有骨干的物理学是没有生命的物理学。要有生命,除了有骨干之外,还要有血有肉。那么一个人如果只念“四大力学”,他所学的只是个骷髅。

我另外一件幸运的事情,就是我在不知不觉之中走进了一个领域,这个领域今天叫做高能物理,或叫基本粒子。基本粒子物理是从我做研究生的时候开始,渐渐地变成了一个重要的领域。象我这个年纪的一层人,可以说是和这个领域一起成长的。这是有关键性的。

我常常跟我们学校的研究生说,你到一个很好的学校,假如你是一个很好的研究生,这就必定代表你是有相当能力的,要不你不会来到这里。可是象这样成千有能力的人,过了几十年以后,你就看出他们的成就差得非常远。这是什么道理?粗浅的道理是有些人走到了正确的方向,有些人走到了不正确的方向。走到不正确的方向,你再聪明,你再努力,也是做不出成果来的。你如果走到合适的方向,那么你在其中就可以大有发展;假如你走的方向恰恰是一个年轻的方向,是一个你可以和它一块成长的方向,那么你是最幸福的。我奉劝所有要想做研究的人,不仅是科学研究,还有做其他任何研究的人,都要在年轻的时候,随时给自己一个警惕,这是人一生做研究工作最最重要的一条。

回顾与总结

1949年秋到1966年的十七年,我是在普林斯顿高等研究所工作;之后的十七年,即1966年到1983年,我又到了现在的纽约州立大学石溪分校。

普林斯顿高等研究所是一个有名的、非常成功的象牙之塔。所以,我离开时,很多人问过我:你离开那么好的环境的象牙之塔,而你又在那里做了你一生中最最重要的一些研究工作,你离开以后是不是后悔呢?我也问过自己,回答是:“不后悔。”因为象牙之塔虽然是重要的,可是象牙之塔不是世界上唯一重要的。创建一所大学是对社会作重要的贡献,一个人能在这样的事业里做一些工作,他自己也可以觉得满足。

1982年我六十岁了。我回想起自己几十年的生活。千千万万在中国和我同年纪的人,在生活上有着无数困难的时候,我接触到了自己能够发挥能力的学术方向。我得到了中国良好的教育传统给我打的根基,又接触到了美国的非常良好的跟实际的物理发生关系的传统。我有过很好的合作者,又有过很好的学生。我有十七年的功夫在最好的象牙之塔中工作,又有十七年的时间离开象牙之塔,投入社会,投入大学。我觉得其中几乎每一件事,我都是最幸运的。那么我得出的结论是:我还应该继续努力。

杨振宁教授1983年12月27日下午,在中国科学院研究生院作了题为“读书教学四十年”的讲演。此文根据杨教授讲演录音摘要整理,题目为编者所加。

——编者

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