杨振宁观点:一粒砂里有一个世界 什么是唯象理论?
一粒砂里有一个世界
杨振宁对理论物理的贡献范围很大,包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域。对理论结构和唯象分析他都有多方面的贡献。诺贝尔奖获得者、美国知名物理学家赛格瑞认为,在这几十年中可以称得上全才的理论物理学家只有三个,他们是:费曼、朗道和杨振宁。
杨振宁深深地沉醉在物理学这个广袤无垠的世界,他无时无刻不在思考探寻着物理学的美、物理学的意义和物理学的未来。
记者:在大多数人眼中,理论物理是高深莫测的,甚至是枯燥的。但是听您的物理学演讲,却如同在读着一首优美的诗,在欣赏气势恢弘的交响乐,可以深深地感受到其中无以言传的和谐与美。
杨振宁:物理学可以分为实验物理、唯象理论和理论架构三个领域。虽然,每个领域都有自己独特的美,但物理学最后的精华在于理论架构。牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦狭义跟广义相对论方程、狄拉克方程、海森伯方程,以及另外的五六个方程,合在一起就是整个物理学的理论架构。
这些方程用非常浓缩的语言把广大的宇宙之间包罗万象的物理现象都准确地描述出来,并且随着物理学的发展,时间的推移,它的内涵会产生新的当初完全没有想到的意义。这与诗有着类似的地方。小时候学会一首诗,对于它的认识、了解与欣赏,跟到了中年、老年是不一样的。理论架构与之有着异曲同工之妙,我说它们是“造物者的诗篇”。
关于理论架构所具有的诗一般的深意,W·Blake写下了著名的诗句:
To see a world in a Grain of sand
And a haven in a wild Flower
Hold Infinity in the palm of your hand
And Eternity in an hour
后来台湾的陈之藩教授把它译成了中文:
一粒砂里有一个世界
一朵花里有一个天堂
把无穷无尽握于手掌
永恒宁非是刹那时光
关于掌握理论架构之间所产生的威力,A·Pope也写了一首诗:
Nature and nature's law hid in night
God said,Let Newton he!And all was light
我把它翻译成:
自然与自然规律为黑暗隐藏
上帝说,让牛顿来!一切遂臻光明
然而,我认为这两首诗还不足以描述理论架构的美,它们缺少的是:庄严感、神圣感和初窥宇宙奥秘的畏惧感。
理论架构的美是筹建歌特式教堂的建筑师们所要歌颂的:崇高美、灵魂美、宗教美和最终极的美。
记者:每个学科都有自己的特点和发展规律,作为物理学大师,您认为在研究中,应当如何确立自己的研究方向和研究方法?
杨振宁:确定研究方向,首先要抓住一个好的题目。因为只有抓住好题目,才会出成果。这就如同下围棋,在关键部位下一着,必会受益无穷。
科研机构向什么方向走,这是国内外都面临的问题。我一直认为,青年学者应该不断地把目光投向新的领域,投向目前尚未成型但在未来五六年内有发展前途的专业。在中国,我尤其建议大家朝着共同感兴趣的方向走。一个题目最好由两三个背景不同的人来一起工作,人不要多,但可以互相讨论。
一旦确立了方向,又会发现新的问题,即有关这个方向的文献多得不得了,令人眼花缭乱,不得要领。当然,每个领域都有自己的传统,自己的价值观,但是这时最重要的是自己去想,去做,而不必看太多的文献,诸多文献中,有的文章根本不是错的。所以,有些文章只需浏览,不要钻研。
我还建议年轻人不要钻牛角尖。一个学问的前沿方向是很多的,最好投入到那些有生气的方向。赵午是我的博士生,他曾经想在高能物理方面一显身手。我对他说,如果选择了这个方向,那么到了六七十岁,他一定不会对自己感到满意。我建议他去搞加速器原理,经过反复考虑他接受了我的意见。不到两年,现在他已经是世界上研究加速器原理最大的专家。
记者:您一生钟爱物理学研究,但您并不主张现在的年轻人去研究高能物理,这是基于什么样的考虑?
杨振宁:半个世纪以来物理学发展很快。但是,早在70年代我就讲过,高能物理的发展会越来越困难。一方面,高能物理实验规模越来越大,经费越来越昂贵,实验周期又很长;另一方面,只有用实验验证的理论才是正确的。所以,物理实验的诸多限制已使研究工作大大逊色。
科技的发展名目繁多,每个国家、每个民族都不可能在各个领域齐头并进。如果说20世纪是物理学的世纪,那么21世纪就将是生物学的世纪。生物工程的发展,跟物理学、化学的发展历程相比,不仅花费较少,而且带来的经济效益无法计算。
所以,从目前的情况看,中国人应该组织起来,不惜成本,走入生命工程的第一线,走向世界科技的最前沿。