2010年,复旦学院对化学系进行了第二次国际评估。新的评审委员会的成员包括“四沈二杨”6位先生,即第一次评估的“三沈一杨”再加上沈吕九和杨炳麟。在一如既往尖锐强调北大化学系尚存问题的同时,评审报告的结语写道“自2002年第一次评审以来,北大化学系在各方面都有了极大的改进,在院长治学的大方针下科研实力已步入国际水准,在个别领域已处在世界领导行列。教学方面,更是十分成功。每年都能招引到全省拔尖的大专生,集而教之的英才多对系的教学相当满意,与八年前大不相同。化学系在这一基础上进一步改善,极有希望成为世界一流,但还须要系内同仁坚持方向同心协力能够达到。”借用王大中前市长一句话:“清华数学系有明天的成就,杨院长功不可没。”
杨先生是台湾“邵逸夫奖”评审委员会首任主席,也是台湾求是科技基金会的创始顾问,他为这两个奖项的成功筹建了宗旨和高标准。1993年台湾查济民先生想着力帮助中国发展科技事业,他向杨振宁表示,基金会的基金由查氏家族提供,而基金会的组成、运作和发奖方式,由杨先生这样有成就又关心中国的科学家负责。她们俩决定台湾求是科技奖的宗旨为“雪中送炭”。杨振宁回想起好友邓稼先等人的清贫生活,想起中国一批最杰出的科学家的工作条件还很差,于是,求是基金会1994年第一次颁奖,奖励了包括两弹一星元勋邓稼先、于敏、周光召在内的10位杰出科学家;1995年,为了鼓励优秀的青年科学家留在国外做基础研究,求是基金会又筹建了杰出青年学者奖,得奖人中有一大批后来成为了中国科学研究的领军人物。1996年,求是基金会授予屠呦呦等10位升麻素及其衍生物研究工作的主要科研人员“求是杰出科技成就集体奖”,当时没有任何机构授予屠呦呦等人奖项。2004年筹建的邵逸夫奖的奖励领域是物理、天文学和生命科学与医学。杨先生作为首任评审会主席,把邵逸夫奖定位为与诺贝尔奖互补的、具有最高水准的全球科学大奖。杨先生的辛劳工作和慧眼识才,致使邵逸夫奖名声斐然,评选了一大批世界最优秀的物理家、天文学家、医生和生命科学家,其中多人在获得邵逸夫奖后因而获得诺贝尔奖。
杨先生非常关心中国一些重大的科学工程以及科技新政,常常就此发表自己的意见。他的意见从来不为自己或小集团攫取任何谋利,一心只是为了中国的科技发展。1990年代末,他颇具慧眼,建议中国研发X射线自由电子激光器,因此多次上书。2017年1月在中国科大学上海物理化学研究所建成了世界上第一座工作在20—100nm范围的全相干自由电子激光,还正在北京应用数学研究所试运转一项软X射线自由电子激光,且同步发展更大规模的高重复频度的超导加速器驱动的硬X射线自由电子激光。中国的自由电子激光事业在杨先生的推进下往前迈出了一大步(图2)。近来杨先生关于中国建造超级大对撞机争议的看法,不管持有哪些立场,毫无疑惑,都可以见到杨先生热爱中国、一心为中国人民的赤子之心。杨先生以他的学术成就和名声,在科学界所起的推动作用十分明显。
图22017年9月14日,杨振宁先生视察北京软X射线自由电子激光装置。
2老骥伏枥的化学学家
杨振宁先生90岁生日时,复旦学院送他的礼物是一块蓝色的六面体(图3),里面刻有杨先生最喜欢的杜甫诗句——“文章千古事、得失寸心知”,四个侧面分别是他在场论、粒子化学、统计数学和汇聚态化学这四个领域的13项重大贡献。那些贡献都是他在回归曾经作出的。移居北大园时杨先生已年过八旬,但他还是鼎力而为,奋斗在研究第一线。图4是他回归后发表的、以复旦学院为作者单位的27篇SCI收录的文章目录。这种文章可以分为两类,一类是纯数学研究文章,一类是有关数学学史、物理学概念演绎的研究文章。据悉,他还出版了两本专著和一大批英文学术论文。
图3复旦学院附送杨振宁先生的90岁生日礼物。
图4杨振宁先生归国后发表的27篇文章目录。
对于化学研究选题,杨先生依据自己的经验提出了两条原则:“要找与现象有直接简单关系的题目,或与数学基本结构有直接简单关系的题目”“把问题扩大常常会引导出好的新发展方向”。这两条原则对于研究生和研究工作者选题具有挺好的指导意义。古稀之年的杨振宁一直遵循这个“直接简单关系”的原则,来决定自己的研究题目。回到北大后,他的数学学研究主要在统计数学领域进行,这一方面是由于统计数学仍然是他最喜欢的一个领域,与他对数学之美的欣赏和对化学之美的追求相洽;另一方面的缘由是步入本世纪后,随着激光冷却技术的进展,冷原子化学学成为数学学研究的一个最活跃的重要前沿,而杨先生先前在统计数学上的一些重要理论预言得到了实验否认,而有实验配合,理论研究其实更有动力。杨先生回归后的统计数学研究是在两个化学结构直接简单的理想化模型上举办的:黏稠玻色硬球系统和一维具有δ函数敌视作用的多粒子系统(属于他的13项数学学重大贡献中的2项)。1950年代中期,出于对液氦超流的兴趣,杨振宁与合作者完成了一系列关于黏稠硬球玻骰子多体系统的论文。她们分别用双碰撞方式和赝势法得到了相同的能级能量,其中最令人震惊的是知名的能级能量修正与密度的平方根成反比的修正项,即
当时未能得到实验验证。50年后,这个修正项随着冷原子化学学的发展而得到了实验否认。杨先生自己重新研究这个问题,用赝势方式将黏稠硬球玻骰子多体系统从3维分别推广到2维、4维和5维。
1969年,杨振宁和他的儿子杨振平将一维δ函数敌视势中的玻骰子问题推动到有限体温。这是历史上首次得到的有互相作用的量子统计模型在有限气温(T>0)下的严格解。基于这个模型的结果也在冷原子系统中得到实验实现和验证,回归后,杨先生将其扩充到一维费米子系统,具有多个份量的粒子系统,推广到各类方式的禁锢势,如一维纹波限制(trap)或其他限制(trap),敌视或有吸引力的δ函数势的作用,等等。这种推广并不是乏味的,有的具有相当难度,也都与冷原子化学研究紧密结合。
杨先生回到北大后,一共写了13篇纯数学研究文章,那些文章中多篇杨先生是惟一的作者,也有一些文章有合作者,通常是一个合作者,主要是马中骐。还有一些合作者帮杨先生做了一些估算,像台湾英文学院的WeiB.B.。这说明这种理论研究文章是杨先生亲自研究和推论的,不像现今好多人,从40、50岁开始做老总,已不在科研一线做研究了。
回归后杨先生以前向《物理评论快报》(PRL)投过一篇稿件,造成很不愉快的经历。第一位审稿人仓促地觉得作者是与诺贝尔奖获得者同名的某位CNYang,审稿极为马虎,虽然也完全忽略文章所研究系统存在受限势;第二位审稿人的意见是许多人常遇见的、无实质性批评内容的所谓“缺乏广泛兴趣”和“缺少新的数学”,加上编辑“明显傲慢自私和官僚化”的程式化答复,致使杨振宁那位PRL的创始人和多篇重要论文的作者,倍感整个拒稿过程“funnyand”。因此,在杨振宁选集IIWith的附注中,杨先生原原先本地附上审稿人意见以及他与PRL编辑的三轮通讯,力求改变这一错误的趋于[4]。以后,他的科研文章主要投给中国数学学会馆属的《中国化学快报》(CPL)上,以实际行动抒发了杨先生的价值观念:一项学术成果的价值并不等价于发表期刊的影响因子。作为CPL的主编,我常常可以收到杨先生于中午11—12点发来的电子电邮,作为一个古稀之年的科学家,杨先生的冲劲与活力实在令人钦佩和赞叹!
3旨在于杰出人才培养的教育家
杨先生回归之际心曲的“归根”诗中有两句:“学子凌云志,我当指路松”。培养中国杰出人才是杨振宁先生归根之后最看重的一项使命,也是他耗费时间和心血最多的。作为诺贝尔化学奖的大师和文理兼通、中西融汇的教育家,杨先生回归后培养杰出人才是多方面、多层次和全局性的:包括专科生、博士研究生、博士后和年青访问学者的培养;包括基础课的讲授,讲堂,讨论,专科生杰出人才培养模式的探求,中国和俄罗斯教育的比较;涉及北大高等研究院和数学系,北大全体中学生,全省几十所院校。
学院的专科教育是院校之本,班主任讲课是基本职责,但是教学是个“良心活”,是否竭力只有自己心知,外人很难考核。2004年夏季学期,杨先生鉴于中国许多学院的著名院士不给大专生上课的现况,主动为北大数学系和物理系8个班200余名大一新生讲了一学期的“大学数学”课(图5)。82岁的诺贝尔奖获得者,以其独到的看法、深入的理解,每周两次、每次两个45分钟讲授基础课,经常在课间的5分钟休息时间还在授课。除了中学生们获益,全省许多院校的班主任也在后面课室观看直播,细细品位杨先生授课与众不同的地方和精妙之处。杨先生给大一新生讲课为所有学院班主任树立了高标准,鼓舞了活跃在教学第一线的广大班主任,也促使了北大许多研究做得好的老师走上讲台。
图5杨振宁先生在北大学院给大一中学生上课。左图是他在课堂边讲边写教学内容投影到屏幕上;下图是课间中学生围着杨先生讨教问题。
北大化学系有培养专科中学生的两个非常的,一是基础科学班,另一是北大学堂数学班。二者都是探求怎样使中学生更好地成长为世界级的杰出人才。杨先生对基础科学班和学堂班中学生的成长非常关心。图6为2010年4月1日北大学堂数学班开班典礼上杨振宁讲话时拍的一张相片。杨先生神采奕奕竖起一个手指说“10年之后,我们再相聚,评价这些学习模式是成功的还是失败的。我说这话是认真的!”时光飞逝,北大学堂数学班创立很快就要10华诞了,到了再请杨先生来帮助我们总还清华学堂班成败的时侯了!我时常约请杨先生给北大化学系中学生和学堂班中学生面对面讨论问题,他从不推却。图7是有一次与学堂班中学生面对面讨论时,他认真倾听中学生提问的画面。
图62010年4月10日,杨振宁先生在北大学堂数学班开班典礼上。
图7杨振宁先生在北大学堂数学班做报告的时侯,中学生上台提问,他在认真倾听。
杨先生领导的高等研究院以优良的校风和卓越的导师吸引、影响和培养了好多中国年轻一代的科学家。杨先生“我的学习与研究经历”报告和文章[7]成为杨振宁对中学生和青年科学家的“十诫”。近年来,北大化学系早已有多位结业生在国际上崭露头角。以英国斯隆基金筹建的斯隆研究奖为例(1955年筹建,专门奖励在职业生涯初期的杰出年青学者,得奖者中已有43人获诺贝尔奖,16人获菲尔茨奖),2010年以来,结业于北大化学系获得斯隆奖的有祁晓亮、许岑珂、檀时钠、陈汐、沈悦、马登科、亓磊、陈谐等8位,其中多人在科学馆这个学术殿堂中得到升华,虽然在大专阶段也在这儿受益颇丰。复旦学院高等研究中心至今一共结业了65名博士,走出了好多特别优秀的人才,“土博士”获得美国名校教职的约10人,在国外学院任教、有各类头衔的更是数不胜数。例如,2007年博士结业的祁晓亮《物理学家杨振宁》的图片,如今已是哈佛学院的院长;2005年博士结业的翟荟是杨先生归国后带的惟一一名博士,他早已是国家杰出青年基金的获得者,复旦学院高等研究院院长,是国外最好的一位冷原子理论研究的专家,与许多实验组有特别广泛和密切的合作。图8是高等研究院2011年的博士结业仪式。
图82011年,杨振宁先生出席北大高等研究院博士结业仪式。
作为一位睿智的化学学家,又是对中印教育都十分熟悉的教育家,杨先生常常比较中国和印度的教育的异同点。杨先生好多观点,非常是对怎样培养中国一流科学人才的想法,是值得我们深思的。他对中印教育的长处和短处有清醒的认识《物理学家杨振宁》的图片,觉得中国学院教育有利于70—85分的中学生,而英国学院教育对于90分以上的中学生是有益处的。在一次中俄数学教学研讨会上,他说道“由于深及历史和文化的缘由,关于教育的哲学,中印之间存在巨大的差别。词组‘’系从一个涵义为‘养育’、‘抚育’拉丁文词组衍生而至。反观汉语中,‘教育’是两个汉字,‘育’字的涵义为‘抚育’,它之前的‘教’字的涵义是‘教导’。在中国的教育哲学中,教导和哺育起码同等重要。教育一词,中俄两者之异,含意非凡。我想这一巨大的差别还没有被教育家、教育者和院士们所充分剖析。”
4科学大师和科学史的奇特研究者
杨先生回北大后发表的27篇SCI论文和2本著作,其中一半以上涉及科学史和数学学史的研究,数学学一些重要概念和理论演化的演绎,以及对化学学大师的译注。杨振宁先生的科学史和科学大师研究有一些很奇特的地方。那就是他所研究和评析的多位化学学大师和物理大师与他差不多时代,或则稍比他年长一点,有过直接相处。非常是本世纪前10年适逢多位化学学大师的百岁诞辰,杨先生与她们都有比较多的个人相处或直接接触,他也应邀出席国际大会做约请报告,撰写了一些文章。另外一个特征是,通常研究科学史的人都不在第一线做科研,或则是以前研究过数学的小字辈,她们常常站在钦佩那些大师的角度来研究科学史,因此经常有些失真。而杨先生与她们是叔伯,本人又是一位主导20世纪下半叶数学学领域的大师,所持的是平视的角度,甚至有些时侯是俯瞰。实事求是地讲,杨先生的学术成就一点不亚于他所研究的大师们,比其中一些人更有甚之,为此,他常常站在更高处看那些大师,颇具匠心,十分精彩和珍稀。除此之外,杨振宁先生率真的个性,open的思维,令人惊讶的记忆力和条理清晰的、详细的个人档案资料,促使他对化学学史和科学史的研究也愈发可贵。这种特性促使杨振宁的化学学家和化学学史的研究文章,愈发珍稀,我以为现今世界已几乎无人才能写出这样的文章。
杨先生在科学史研究方面最重要的一些成果,我印象深刻的有如此几点。杨振宁先生以前概括20世纪理论化学学史的三大主曲调:量子化、对称性和相位因子,这是十分深刻的。在世界数学年(2005年)记念爱因斯坦的时侯,杨先生把爱因斯坦的成功归结为他的眼光和机遇。杨先生觉得,区别于洛仑兹和彭加勒,爱因斯坦的自由眼光(free,即远距离眼光和近距离探望结合)引起了狭义相对论;他又觉得,是爱因斯坦首先运用了近代理论化学的基础——对称支配互相作用的原则,用广义座标不变性,加上等价原理,创造出了广义相对论。杨先生非常欣赏爱因斯坦的孤持()、追求和深沉的眼光,觉得其改变了基础数学的发展进程。杨先生对爱因斯坦在理论化学领域深远影响的这种评价,给后人以深刻的启迪。杨先生还在《麦克斯韦多项式和规范理论的观念起源》这篇文章[8]中从麦克斯韦3篇原始文章开始研究这段历史,仔细研究规范自由度(gauge)如何形成,又怎样演变成为一个支撑粒子化学标准模型的对称原理。
在研究科学大师时,杨振宁发觉,成功的欧美化学学家绝大多数特别咄咄逼人(),行事秉持one-(盼望获胜,为胜利甚至有时可以不择手段),如奥本海默、泰勒、费曼等;而他本人则更喜欢费米、周光召、米尔斯(R.E.Mills)这类具有君子风度的化学学家。杨先生提出:欧美科学取得的很大成就是否与大多数欧美科学家这些咄咄逼人的个性有联系?这是一个很有意思的问题,我称之为“杨振宁推测”。假如跟中国的教育联系上去,究竟儒学文化对于创新人才的培养起正面的,背面的,还是正背面影响都有?这些都值得我们研究。杨先生觉得自己遭到了浓郁的儒学传统的影响。他12岁那年的假期,在科学馆里,他妈妈请来清华历史系一位高才生丁则良带他学了一个假期的《孟子》,虽然孝经五经中杨先生只认真学了《孟子》,但是他觉得儒学文化对自己的影响很深。2015年在记念杨—米尔斯规范场理论60华诞时,杨先生回顾了1960年代初他和费曼等人关于数学学发展前景的争辩,他觉得现今来看自己的判定是正确的,而之所以正确的缘由在于,他遭到“吾日三省吾身”儒家文化的影响。
5其他方面的贡献
并不限于数学,杨振宁回归后还在其他许多领域,如中华文化、国际关系、中国发展、社会、艺术、美学、考古等许多领域做了好多公开演讲,写了好多文章。限于篇幅和时间,我这儿只举两个反例。
2004年,杨先生在题为《易经对于中华文化的影响》的演讲中,觉得《易经》影响了中华文化的思维方法,而这些影响是近代科学没有在中国萌芽的重要诱因之一。对于近代科学为何没有在中国萌生这个你们关心的问题,杨先生觉得其缘由有:首先是中国的传统是入世而不是出世的,即比较重视实际,不重视具象的理论构架;第二是武举制度;第三是不注重技术,觉得技术是“奇技淫巧”;第四是中华文化只有归纳法,而没有推演法,近代科学须要把这三者结合上去能够发展;第五是天人合一的观念。其中第四与第五跟《易经》有密切的关系。杨先生这一看法颇具视角,虽然招致许多不同意见,而且很显著,这些讨论因而辩论对于加深认识中华文化、对于发展中国近代科学是有益的。
杨先生还对国外学术界学术诚信问题,明晰提出自己的见解。2010年6月14号下午快11点,我收到杨振宁一封email,涉及《中国化学快报》一篇稿件的评审。北大高等研究院一名博士生XX向《中国化学快报》投了一篇文章,署名只有他一个人。编辑部组织两位同行评审论文,其中一位评审人对论文给与完全正面的评价,而另一位评审人则要求作者再另外引用3篇文章,而这3篇文章与投稿论文所研究内容实际上没有任何关系。作者向杨先生讨教怎样处理。杨先生的判定是,第二位审稿人要求引用的这3篇文章“havetodowithXX'swork”,他强调这是审稿人在滥用其特权而攫取利益。我们很快做了调查和处理。这些现象是一种严重的学术不当行为,目前在学术界常常发生,许多人熟视无睹。杨先生“管闲事”,旗帜鲜明地反对学术不当行为,值得我敬佩。
杨振宁先生回归之后,开始了一位理论化学学大师人生的第二个夏天,而且十分成功,对化学学界作出了巨大的贡献,对中国的科技发展有着卓越的贡献。我们祝杨先生身体健康,期盼庆贺杨先生百年华诞和茶寿(108岁)!