战火中走出的日本诺奖得主

龚志伟

1935-1955年间，一批日本人的研究兴趣转向理论物理学悬而未决的难题。这些人自学量子力学，建构自己的电磁学量子理论，甚至猜测新微子的存在。这批矢志探索物理世界的日本人置身于一个动荡年代，他们的住所被夷平，食不果腹。可就是这样一个最恶劣的年代，却成为科学的黄金岁月。战后，当麻木的日本人站在满目疮痍的废墟上审视周遭的时候，他们的物理学家们几度将诺贝尔奖带回日本。

仁科芳雄带回“哥本哈根精神”

1854年美国海军准将佩里的战舰强行敲开了日本的大门，结束了后者长达两百年的锁国。日本人意识到，只要不掌握现代技术，强军便无从谈起。倒幕成功后，维新政权派遣年轻人留学德、法、英、美诸国，学习语言、科学、技术和医学，并在东京、京都和各地建立西洋式的高校。

在中日甲午战争、日俄战争和第一次世界大战中接连攫取巨额利益的日本，在追寻科技的道路上也获得了成功。1917年，具有半官方色彩的理化研究所在东京成立。尽管设立的初衷是为工业提供技术支持，理化研究所也开展基础研究。

理化研究所的年轻学者仁科芳雄于1919年被派往英、德，隨后在位于哥本哈根大学的波尔实验室呆了六年，他同克莱因合作测量出光子与电子相互碰撞的或然性。两种粒子的互动奠定了电磁学——也就是今日所称的量子动力学——的理论基础。

仁科芳雄在1928年回到日本时，带回了“哥本哈根精神”，这是一股鼓励科研民主的风气，任何人都可以畅谈自己的想法并挑战权威。诸如海森堡和狄拉克等一流物理学家也受邀造访此地，拓展了日本学者们的视野。

年轻学者崛起

能真正听懂海森堡讲座的学生很少，比如喜欢坐在讲堂角落里的朝永振一郎。他还是一名大学生时，便花了一年半功夫靠着原版论文自学量子力学。日本物理学的老前辈长冈半太郎痛感海森堡、狄拉克这些人在二十多岁时就早早发现了新理论，而同龄的日本学者们还在孜孜矻矻地埋首抄录讲座笔记。然而长冈已赶不上时代潮流，朝永在多年后坦言：“我听长冈老先生的课，受益不多。”

朝永振一郎和他的同学、同事汤川秀树生来就具备成功的一切要素。两人祖上都是武士，朝永父亲是西方哲学教授，汤川父亲则是地质学教授。汤川幼年从祖父学习儒家经典，在接触了道家思想后萌生了探索科学奥秘的志向。引领朝永走上科学道路的是1922年爱因斯坦在京都开设的一堂讲座，以及年少时饱读的那些科普书籍。

1932年，朝永加入了理化研究所的仁科芳雄研究组，汤川则前往大阪大学，踌躇满志的他立志攻克当年最难的课题，一个困扰了量子电动力学二十多年的“顽疾”。汤川的一位老师在给他的评语中写道：“该生自尊心强，意志坚定。”多年后，汤川回忆这段艰苦的研究岁月时写道：“我每天都把当天萌发的新想法揉碎，每晚沿着鸭川（近畿地区一条大河）走回宿舍的路上，总是感到郁闷。”最终，汤川换了一个较容易的课题：质子和中子相互作用力的性质，他发现这取决于中间穿过的粒子的数量，这一研究成果用英文发表在1935年《物理数学公报》上。与此同时，朝永在仁科芳雄小组埋首探索量子电动力学，并于1937年远赴莱比锡大学，与海森堡一道致力于原子核力的理论研究。

量子物理学的黄金岁月随着战争的爆发戛然而止。新物理学的创始人们，诸如德国哥廷根等欧洲一流学府的俊彦们各奔东西，大多数人去了美国。

糟糕的经济使得实验捉襟见肘，朝永一家蜗居在实验室里，这栋楼的半壁已毁于轰炸。

实验室成为庇护所

1941年底太平洋战争爆发，这时的汤川秀树已是京都大学的教授。彼时马克思主义哲学在日本知识界很有影响力，汤川的学生中也有两位持激进政见者，武谷三男和坂田昌一，他们非常痛恨日本军国主义。一次武谷在左翼杂志《世界文化》上发表的一篇谈马克思主义的文章引起了当局的注意，他被关押了六个月，最后还是汤川拜托德高望重的仁科芳雄，在仁科的多方奔走下才得以释放。尽管汤川秉持不谈政治的立场，但在那个黑暗的年代，他的实验室仍然是进步人士们的庇护所。

战时，汤川也被政府分派了军事科研任务，不过他每周只干一天，他对科研的内容只字不提，只是每次去军方实验室的路上都会默默地翻阅《源氏物语》。在东京文理大学（今筑波大学）任教的朝永振一郎参与的军事项目较多，他和东京大学的小谷正雄合作发展了磁电管理论，它可以被应用到海军的雷达装置上。一次，已为纳粹德国服务的海森堡托一名潜艇舰长寄给朝永一份材料，上面介绍了他最近给德国军方发明的量子互动测量装置，它的核心是关于波动的理论，于是朝永马上应用在雷达波导装置上。

东京一带的年轻物理学家想方设法继续自己的理论研究，他们在每周六举办研讨班。1944年，一批曾被军方调用的年轻物理学家被允许回到大学校园，即便如此，留给科研的时间依旧不多。一名学者的房子被美军轰炸机炸毁了，另一名应征入伍，还有一人在收到入伍通知书后房子被炸了……研讨班的地点搬迁了好多次。身体虚弱的朝永有时只能躺在病床上指导学生。

1943年，仁科芳雄在给军方论证原子弹的可行性时提出，只要资金和时间都充裕，日本是造得出原子弹的，为此他安排了一些学生参与这个项目。现在看来，当年仁科是想借助原子弹项目为物理学研究输血，从而使日本物理学的菁英能撑到战争结束。政府要求武谷三男也加入研究，耿直的武谷坚称日本绝对无法研制出核武器，于是再度被投入监狱。直到战争结束，该项目一共只造出一枚邮票大小的铀金属片。

糟糕的经济使得实验捉襟见肘。朝永一家蜗居在实验室里，这栋楼的半壁已毁于轰炸。当时已任东京大学助教的南部阳一郎成天穿着一套军服（因为没有别的衣服），每晚只能在课桌上铺一些干稻草睡觉，与南部“卧室”一墙之隔的是另一名拖家带口的教授。

吃饱是每个人的头等大事。南部有时能在东京的鱼市上买到一点沙丁鱼，每周末还会去乡下碰碰运气，看能从农民那里买到点什么。

天文物理学家早川幸男也曾写到过，“最近一次研究会议上，上峰决定调拨理化学研究所附近的一栋别墅作为电子理论研究之用，它幸运地躲过了轰炸……本来，研究班已到了难以为继的地步，毕竟皆川的房子在四月份被炸弹摧毁，翌月实验室又遭到重创。七月，实验室被搬迁到小诸城，包括我在内的四名物理学家也随行至此。宫岛龙兴也搬到了这座小镇，我们在那里继续研究，直到1945年底。”

汤川秀树获日本第一座诺奖

日本投降后，日本的物理学家与美国同行们重新建立了联系，他们对美国人的感情很复杂。一方面，美国在广岛和长崎两次投下原子弹，纵然日本的反战人士们也难以接受，另一方面，盟军对日本的占领带来了自由，美国人也释放了相对的善意，令日本民众从战争造成的怆痛和物资匮乏中慢慢解脱出来。

当时年轻人常造访麦克阿瑟建立的一座图书馆，里边藏有从美国运来的大批西方期刊，它是盟军占领初期物理学家了解战争期间西方学界动态的宝库。

出生于英国的物理学家弗里曼·戴森回忆道，1948年他的导师汉斯·贝特曾在1948年收到第一、二期《理论物理学进展》，这是汤川秀树在战后办的一份物理学期刊，印在粗糙、泛黄的纸张上。朝永发表在第二期上的一篇论文，与美国物理学家朱利安·施温格的核心理论基本暗合。“在混乱和破坏的环境下，朝永在日本矢志不渝地坚持物理学研究，他的研究方向某种程度走在世界同行们的最前列。他苦心孤诣地推动量子力学的进步，根本没有哥伦比亚大学实验设备，却先于施温格五年奠定了新量子电动力学的基础。” 戴森写道。

普林斯顿高等研究院院长罗伯特·奥本海默邀请汤川赴美，后者在普林斯顿和哥伦比亚大学逗留了年余，随后于1949年获得了日本人的第一座诺贝尔奖。

或许在那个特殊环境下，日本人对导师和研究机构的忠诚精神暂时被打破，从而释放了自由的思想。

战争环境里的奇迹

朝永也在战后造访了高等研究院，那里先进的实验设备和充裕的资金让朝永激赏不已，但他思乡心切，在写给门生的一封信里说道：“我感觉自己仿佛是在天堂接受流放。”他在美国逗留了一年多就启程归国了。1965，朝永因其在量子力学上的贡献，与施温格、理查德·费曼分享了诺贝尔物理学奖，这是日本的第二座诺奖。

日本战败的第八年，汤川和朝永在东京和京都两地主办了一场理论物理学国际研讨会。五十五名外国顶尖物理学家受邀参会，其中就有奥本海默。据说，奥本海默一度渴望游览美丽的濑户内海，却遭到汤川婉言谢绝，汤川担心奥本海默见到附近的广岛市后会加重内心的不安和内疚（奥本海默是“曼哈顿计划”负责人）。汤川和朝永终身沉浸于探索抽象世界的奥秘，但两人在战后积极活跃于反核运动，并签字请愿销毁核武器。

1959年，毕业于东京大学的江崎玲于奈博士递交了一篇关于半导体的量子反应活动的论文，这一理论最终被应用于晶体管的改进。十四年后，江崎和伊瓦尔·贾埃弗、布瑞恩·约瑟夫森分享诺贝尔物理学奖，这是日本人第三次赢得该殊荣。

1950年代初开始，有些年轻的物理学家访学美国，其中一些人，比如南部阳一郎，从此留在了美国。某种程度上为了补偿日本的“智力流失”，這些改换国籍的日裔科学家继续保持与日本国内同行们的纽带，他们常给一份非正式的内部通讯《素粒子新论研究》投稿，而彼时很多日本物理学研讨班往往会安排学者大声朗读这些文章。1953年，汤川担任位于京都的一所新研究机构的主席，即今天的汤川理论物理研究所。

为何日本的理论物理学在最糟糕的年代里做出了最有创造性的成就？或许那些迷茫的头脑想从战争的恐惧中解脱出来，遁入理论的冥想;或许战争造成的孤立状态强化了独创精神;或许在那个特殊环境下，日本人对导师和研究机构的忠诚精神暂时被打破，从而释放了自由的思想;又或许那个年代太过特殊，以致找不到解释。