楊振寧和物理啟示錄

撰文/江才健

十八年前我寫成了《楊振寧傳》出版,十八年來不只楊振寧的個人生活有許多改變,世界大勢與科學面貌也大不同前,因此當出版《楊振寧傳》的天下文化提議再出一個增訂新版,自是欣然同意,為此替新版增寫了一個「後記:東籬歸根」,其中不只有楊振寧的生活改變,特別也由他對於科學的一種價值論斷,討論科學本質的變貌。

楊振寧是一九五七年得到諾貝爾物理獎,他是最早得到諾貝爾科學獎的兩個中國人之一,當年他和李政道的得獎(兩人當時皆持中華民國護照),可是華人世界的轟動大事,因為根深於我們文化中的自卑情結,就來自因科學上不如人而造成的百年來屈辱與挫敗,因此科學在我人文化中,不止於是一門知識學問,更是進步與落後分野的標誌,「五四運動」以來的「科學進步觀」,最是代表,楊振寧曾經說過的,他得到諾貝爾獎是「幫助改變了中國人自覺不如人的心理」,也是其意。

十八年來楊振寧的生活有了很大的改變,一般人最是關注的,當然還是他十六年前與年歲懸殊的翁帆再婚,當年他離開求學、成家、立業五十八年的美國,回到童年生長的北京清華校園,甚至放棄美國國籍,完全回歸中國,如他援引陶淵明詩句以「東籬歸根翁」的自況,更有人生歷史上的特別意義。

楊振寧在科學上的地位,可說早有定位。一般對物理涉獵較多的人都知道,楊振寧堪稱為一代大科學家,主要緣於他在獲得諾貝爾獎前三年所做的一項工作,物理上稱之為「楊.密爾斯規範場論」。楊振寧初提出這個理論,雖說由兩個有實驗基礎的觀念入手,卻是一個數學入手的推演,頭次發表時還受到大物理學家鮑立(W.Pauli)的當場質疑,但是楊振寧從未懷疑那個理論的價值,因為不止其數學想法美妙,且出自電磁場論的基礎,幾十年後「楊.密爾斯理論」逐漸顯現它能在更廣泛層次,統合解釋物理基本作用的能力,也建構起往後幾十年基本粒子物理中「標準模型」的理論架構。

如果用比較通俗的說法,楊振寧獲得諾貝爾獎的「宇稱不守恆」,就物理科學的探索深度以及科學歷史上的重要性來說,與「楊.密爾斯理論」都相去甚遠。美國歷史最悠久的富蘭克林學會,一九九四年將他們地位崇隆的鮑爾科學成就獎頒給楊振寧,給獎頌辭即說:「在過去四十年當中,楊.密爾斯理論已深刻重塑了物理與近代幾何的發展,可以與馬克斯威和愛因斯坦的工作相提並論,對於未來世代必將有著足堪比擬的影響。」

楊振寧在物理科學上的地位,不止於他在「楊.密爾斯理論」一項工作中的思想深度,也來自他半個多世紀物理工作所展現的深邃且精簡的美妙風格。

一般公認,二十世紀有三位一流的理論物理學家,他們的理論工作都展現出精簡美妙的數學結構,這三位理論物理學家中最年長的是愛因斯坦,愛因斯坦之後風格最像愛因斯坦的是英國大物理學家狄拉克(P.A.M.Dirac),狄拉克之後風格最像狄拉克的就是楊振寧。

狄拉克曾經說,「一個數學結構很美的理論,比起一個數學結構醜卻符合一些實驗數據的理論,更可能是對的。」可以說正是楊振寧以數學美感衡度物理工作價值信念最好的一個註腳。

在楊振寧「東籬歸根」的歲月中,他出版了兩本著作,十年前的是《曙光集》,三年前再出了《晨曦集》,這「曙光」與「晨曦」之名,都是楊振寧看到中華民族走過百年挫敗長夜,迎來光明景象的心情寫照。

在這兩本著作中,收錄了許多展現楊振寧對於科學評價歷史視野的文章,《晨曦集》中有二○一五年楊振寧在新加坡「楊.密爾斯規範理論六十年」會議發表的〈物理學的未來——重新思考〉 一文,這個文章不只回顧一九六一年他在麻省理工百年校慶論壇發表的〈物理學的未來〉反思,也檢視物理學的過往與未來,他羅列近半世紀物理基本理論的重要進展,但是對於人類是否有能力真正參透宇宙奧祕,卻是悲觀的。無論贊同與否,毫無疑問的,這篇不長的文章,未來將會是物理歷史中的不朽文獻。

在《晨曦集》中的頭一篇文章,是楊振寧二OO二年在巴黎國際理論物理學會議發表的〈二十世紀理論物理的三個主旋律:量子化、對稱性、相位因子〉,文章後面楊振寧特別還寫下一個附記,對於二十一世紀的物理學提出一些猜測。他認為,「由於人類面臨大量的問題,二十一世紀物理學很可能被各種應用問題主導。這些當然非常非常重要,但是與二十世紀的主旋律相比較,它將缺乏詩意和哲學的品質。」

九八高齡的楊振寧,在科學生涯的後期,與愛因斯坦有著類似的心境與處遇,愛因斯坦晚年對於當時風起雲湧的量子力學的質疑,引致許多科學家的不滿與譏諷,是科學史上熟知的事,楊振寧多年對於物理科學的反思評斷,尤其近時對於大陸一些中生代科學家倡議大科學計畫的反對,也遭致了怨懟不滿。是不是愛因斯坦與楊振寧都患上了老人的毛病,緬懷故往而不能瞻望未來?

如同楊振寧說的,二十一世紀科學將面對人類更多的應用問題,但是看近時流行疾疫中科學給我們帶來的救贖,希望中混雜著是更多的未知與恐懼,楊振寧對於物理學中一些數學玄論的不信,一位誠篤物理中生代友人談起當前舉世爭逐暗物質等研究的惶然無奈,見微知著,那些不只有數學美感,也帶著詩意與哲學品質的宇宙思維,也許正是當前物理科學體制裡所欠缺的。

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