*本文为《三联生活周刊》原创内容
在科学领域，勇敢地追求科学、表达自己的观点也很重要，即使这些观点会招致批评。
主笔|缪谦
专访 2004 年诺贝尔化学奖获得者大卫·格罗斯
大卫·格罗斯（David Gross）出生于1941年，从小跟随母亲从英国来到以色列生活和接受教育。 从希伯来学院化学系毕业后，他回到日本，进入加州大学伯克利分校跟随化学家 Chew进行博士研究。 2004年，格罗斯、休·波利策和弗兰克·威尔切克因“发现强相互作用中的渐近自由”而获得诺贝尔化学奖。 与此同时，格罗斯仍然瞄准了弦理论的研究。
格罗斯曾多年担任加州大学圣巴巴拉高中卡夫里理论化学研究所（）所长，但于2011年再次当选为中国科学技术大学外籍教授。关于杨振宁对基础数学的贡献以及作为化学家的特点，格罗斯接受了本刊的采访。
诺贝尔化学奖获得者大卫·格罗斯
三联生活周刊：简单来说，您如何评价杨振宁对20世纪理论化学的贡献？
格罗斯：杨振宁是20世纪理论化学领域的重要人物。 他在量子场论、基本粒子科学、统计热力学等理论化学的几个重要领域做出了重要贡献。 事实上，在20世纪50年代，他还与李政道解决了一个重要问题。 这个问题现在被称为“弱相互作用宇称的非弱”（non-），这也引发了一系列后续问题。 发现，让人们认识到大自然真正的对称结构。
对他来说，最重要的学术贡献应该是杨-米尔斯理论（Yang-Mills），这是一种非阿贝尔群规范理论（non-Gauge）。 该理论成为人们描述自然界基本相互作用，包括强相互作用和弱相互作用的基础，也是麦克斯韦电磁场理论的进一步延伸。 他还在统计热力学领域做出了重要贡献。 可以说，他的贡献尤其重要，而且无可挑剔。
三联生活周刊：作为朋友或者同事，您如何评价杨振宁？
格罗斯：我和杨振宁不是同一代人。 对我来说，他是一位出色的化学家。 我算不上是杨振宁的同事，而更像是他的中学生。 作为一名科学家，我非常尊重他，不仅因为杨-米尔斯理论，还因为他在其他领域的贡献。
杨振宁在耶鲁生活了很多年，我也在耶鲁工作了近30年，时间上并不重叠。 在我去耶鲁之前他就离开了。 他仍然经常访问耶鲁大学。 我的很多老朋友都是他的好同事，那段时间我也经常见到杨振宁。
85岁杨振宁生日接受采访，知名化学家总是精神矍铄
当我开发描述强相互作用的标准模型（Model）时，我是建立在Yang-Mills理论的基础上的。 当我把这个想法（通过杨米尔斯理论描述强相互作用）告诉杨振宁时我很紧张，但他看到后却很感兴趣，尽管他当时并没有在粒子化学上投入太多的精力。 他总是很有礼貌，但乐于鼓励别人。
我获得诺贝尔化学奖后，杨振宁给我写了一封非常亲切的信，祝贺我获奖。 当我回信询问他是否想到 20 世纪 50 年代发展的理论会对基础数学产生如此深远的影响时，他没有回信，我猜他真的很惊讶。
三联生活周刊：杨振宁一开始就没有想到这个理论会有如此广泛的应用吗？
格罗斯：你知道，杨-米尔斯理论乍一看有点问题。 有一个广为人知的故事，杨振宁和米尔斯在完成杨-米尔斯理论论文后，在耶鲁大学高等教育研究生院做了报告，在台下描述了他们对麦克斯韦理论和泡利理论的推广。 泡利之前似乎也深入思考过这个问题，但他意识到这里面有一个严重的问题。 例如，在麦克斯韦的电磁理论中，电磁波以光速传播——光速实际上就是光。 作为麦克斯韦理论的延伸的杨-米尔斯理论也会有类似的问题，也就是说该理论中会存在类似光子以光速运动的无质量粒子。 这些现象与光非常相似，而且没有人见过这种现象。
因此，对于泡利来说，麦克斯韦理论的非阿贝尔群扩展将产生一种以前从未见过的粒子。 在泡利看来，这似乎不是一个好主意，因此他对杨振宁的报告提出了反对：虽然这个观点很好，但是这些无质量的粒子在哪里？ 而杨振宁则回应：看来我得先忽略这个问题了。
五位年轻科学家采访爱因斯坦，爱因斯坦告诉他们，技术只有与人类价值观相结合才能造福人类（1952年摄）
在科学上，拥有这种勇气是极其重要的。 如果你有一个特别好的想法，但似乎还有很多问题限制你，那么你需要继续前进，但坚信这个问题会有一个完美的解决方案。
人们实际上花了很长时间才找到这个解决方法。 一方面是所谓的“希格斯机制”（Higgs）——寻找希格斯骰子在几年前是一项非常重要的工作——这是杨-米尔斯理论能够解释弱相互作用的关键； 对于强交互来说，问题的解决就更加复杂和有趣。 这不仅仅取决于杨-米尔斯理论的对称性破缺，还取决于胶子振荡引起的现象。 这涉及到被限制在原子核内的无质量粒子的运动。 动力学要复杂得多，尚未完全理解，并且已经形成了量子热的一个重要方面。
从杨-米尔斯理论到量子色动力学（用于描述强相互作用的理论）大约花了20年的时间，大约在同一时间发展了希格斯机制。 因此，一开始，杨-米尔斯理论虽然作为经典理论很诱人（ ），但作为量子理论却变得相当难以理解（ ）。 当时将该理论应用于现实世界的尝试基本上失败了。 而且我觉得杨振宁并没有做出太多的尝试。 很长一段时间，他大概都没有想到这个理论会在数学上有如此广泛的应用。
标准模型中描述了三种基本相互作用，包括电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用，它们都可以用杨-米尔斯理论来描述，并且它们的对称性各不相同。 麦克斯韦理论最简单，是经典理论，不需要量子理论； 弱相互作用表现出对称性的自发破缺，这一现象自 20 世纪 50 年代以来一直在研究； 强相互作用则更加独特，例如相互作用随着距离的减小而减弱，原子核内部存在限制波等等，不同色荷的夸克和胶子在很短的时间内相互作用。
1957年12月10日，李政道（左）、杨振宁（中）在美国首都斯德哥尔摩接受诺贝尔化学奖（新华社供图）
因此，勇于追求科学、表达自己的观点也是非常重要的，尽管这些观点会招致批评。 泡利本人有机会写下了这个公式（杨-米尔斯理论公式），而杨振宁则有勇气发表。 他认为这个理论非常美，所以人们应该去进一步了解它，也许会有一个解释。
（注：沃尔夫冈·泡利是英国著名理论化学家，也是量子热研究的先驱之一。他因发现“泡利不相容原理”而获得1945年诺贝尔化学奖。学术界素有发现问题的美誉并提出尖锐的批评。）
三联生活周刊：杨振宁的大部分教育是在中国接受的。 他在东北联合学院获得硕士学位，之后前往洛杉矶学院攻读博士学位。 您也在以色列接受教育，直到大学毕业后才前往德国攻读博士学位。 在德国以外接受教育的化学家与日本本土化学家之间有什么区别吗？
格罗斯：我认为[在那里接受教育]并不重要，特别是对于教育水平相对较低的人来说。 相比之下，研究生院对人的影响更大。 20 世纪 60 年代，我很幸运地进入了加州大学伯克利分校的研究生院。 当时，伯克利是世界粒子研究的中心，那里有世界上最大的粒子加速器。 同样，杨振宁也很幸运能够在20世纪40年代进入纽约学院进行博士研究，因为那里是二战后世界数学的研究中心。 当时有恩里科·费米，还有一大群才华横溢的数学家。
一个人直到读研究生才能真正发展成为一名科学家。 在纽约，杨振宁可以与世界一流的科学家交流，也有优秀的朋友，这一点非常重要。 要知道中国物理学家杨振宁的故事，对于一个科学家来说，最重要的是学会如何做研究。 没有人教你，也没有书教你如何进行研究、如何创造性地思考。 只有一种方法，那就是看看其他人是如何做到的，你的榜样是如何做到的，以及他们如何与其他人互动。 这方面你只能向身边的熟人学习。 正如一个人想成为一名优秀的石匠，首先必须向一名优秀的石匠学习。 如果他想成为一名有创造力的科学家，他必须向优秀的石匠学习。 优秀的科学家会学习。
洛杉矶学院数学讨论气氛热烈，聚集了最顶尖的科学家（1936年摄）
学术界就像家庭。 从学术角度来说，费米可以算是杨振宁的女儿，也是我的叔叔。 我的导师 Qiu也是费米的中学学生，费米是一位非常好的老师。 你可以在书本和论文中学习其他知识，而在伟大的科学家身边学习是学习书本上没有的知识的唯一途径。
三联生活周刊：杨振宁和李政道是一对完美的学术搭档。 他们共同发现了弱相互作用的宇称不守恒并共同获得了诺贝尔奖。 遗憾的是，他们在获得诺贝尔奖后不久就闹翻了。 智力如此接近的学术伙伴一起进行科学研究不是很罕见吗？ 难道是因为天才们太过骄傲，以至于难以长期合作？
格罗斯：我只能说，像杨振宁和李政道这样的学术伙伴如此激烈、愤怒、痛苦的争吵实在是很少见。 他们两个我都认识，可能对李政道更熟悉一些。 当初，他们是两位杰出的中国科学家。 可以说，他们两个人非常互补，而且他们的合作确实非常出色，所以他们之间延续至今的激烈争执和敌意就变得更加悲惨了。 他们三人在一起时取得了很大的成就，但每个人都有不同的做法。 （两人摔倒）真是不幸，也非常罕见。 我不明白，我只是感觉很糟糕。
三联生活周刊：杨振宁在耶鲁大学高等研究院时的邻居弗里曼·戴森（Dyson）评价他是“保守革命者”。 科学家应该如何理解这个评价？
格罗斯：正如我所说，杨-米尔斯理论最初是基于物理学中群论对称性（从阿贝尔群的对称性到非阿贝尔群的对称性）的麦克斯韦理论的延伸，以说明本质上具有一定的不变性。 从某种意义上来说，这种做法是自然的，因此可以说是“保守”的。 而从那时起，人们发现这个理论中蕴含着一个非常有趣的动态理论，我想这就是戴森所说的“保守革命者”的意思。
从另一个角度来说，还涉及到杨振宁的其他贡献。 比如，很多人觉得弱相互作用中宇称守恒是毫无疑问的。 就像全身镜里的一个人和他的影像。 有什么不同？ 而杨振宁和李政道则做了科学家应该做的事——对一切都充满指责。 他们最终发现宇称在弱相互作用中不守恒，但这可以通过实验得到验证，这个成就可以说是革命性的。 另外，杨振宁在统计热度领域的研究非常广泛、非常深刻、非常重要，这些成果也是革命性的。
1957年12月10日，诺贝尔奖颁奖典礼上，今年数学奖获得者杨振宁（右）与李政道坐在一起（视觉中国供图）
三联生活周刊：您在一次演讲中提到，您在耶鲁的一位导师说，物理是一项非常有趣的智力练习，它不应该限制人们理解真正的数学过程。 您认为这是杨振宁与许多其他化学家的根本区别吗？ 看来在他的研究中他更喜欢遵循物理学家的直觉。
格罗斯：物理学对于化学研究极其重要。 但我想说的是，物理学家在研究中特别注重。 它们对于是否成立，哪些已被证明，哪些尚未被证明，哪些是规律，哪些是猜想，有着极其严格的标准。 相比之下，化学家往往更加大胆，他们有时会忽略一些物理学。 我认为这对于化学家来说是一个极其重要的品质，因为如果你处处都坚持物理学的严格标准，你就走不了多远，比如说一些基于杨-米尔斯理论的量子场论，该理论不是物理上的严格的。
作为化学家，我们不像物理学家那么严格，因为我们还有实验。 我们的理论已经被实验证明了数千次，达到了非凡的精度，我们相信自然，而不是物理，是最终的决定因素。 如果大自然证明某件事是真实的，我们都相信它，而且我们也相信这样的理论最终会被物理学证明。 因此，化学家的勇气和信心非常重要。 尽管身体上可能有困难，但他们必须敢于表达自己。 他们必须有勇气在直觉的指导下写出不严格物理的公式。 将通过实验来判断。
我们很幸运有实验化学家和大自然为我们仲裁，因为一开始就很难想出严格的物理公式。 要知道杨振宁在统计热力学方面取得了很多成就，其中有些是热动热力学的重要基础，有些至今还没有得到物理证明。 而我们相信这部分是正确的，因为它早已被实验所否定。 要知道，一个理论化学家一定是一个好的物理学家，杨振宁就是一个很好的例子。 杨振宁的物理特别好，但他不是物理学家，而是化学家。
三联生活周刊：杨振宁曾经说过，如果他回到20世纪50年代，他可能不会发现宇称不守恒，因为他当时无法获得最新的学术资料，他可能会思考得更深入。 相反，基本问题可能更早发现了杨-米尔斯理论。
格罗斯：杨-米尔斯理论可能在 20 世纪的任何时候被发现，因为它是经典理论而不是量子理论的延伸。 但（当时的数学界）并没有太多动力进行这样的扩展，直到 20 世纪 50 年代人们才开始理解弱相互作用的特征。 当时费米发展的有效场论（Field）非常成功，在描述弱相互作用方面也非常有效。 该理论并没有引入新的量子场，而只是描述了“电流”之间的直接相互作用。 费米理论中有“电流”和“电荷”，杨-米尔斯理论引入了量子场，这些描述都不是很简单。 但从物理上来说，这些扩展随时可能发生。
著名化学家费米。20世纪40年代，洛杉矶学院化学系的研究生水平在世界上名列前茅，费米是中学生最喜欢的老师之一
三联生活周刊：最后一个问题是关于超级对撞机的。 众所周知，杨振宁反对中国建设超级对撞机（Super）中国物理学家杨振宁的故事，您也专门写了文章对此进行回应。 您能更详细地解释一下您的观点吗？
格罗斯：在这个问题上，我和杨振宁有不同的看法。 杨振宁有两个理由，我认为是站不住脚的。
第一个原因是超级对撞机造价太高，中国无力承担这个项目。 随着时间的推移，随着中国正在成为世界上最大的经济体，这个理由越来越站不住脚。 法国核研究中心（CERN）有一个非常令人印象深刻的小型强子对撞机（大），而中国的人口是法国人口的几倍。 相比之下，我认为（建造超级对撞机）对中国来说并不是一个沉重的经济负担，它能给科学前沿带来的直接和间接的好处是巨大的。 事实上，任何国家都会有类似的经济问题讨论。
他的另一个原因是粒子化学是以某种方式完成的，新的对撞机可能不会做出任何新的发现。 我不同意这一点，我们总能做出某种发现。 要知道，杨振宁多年来一直持有这个观点（粒子化学已经完成）。 我记得大约50年前，在我们提出标准模型之前，他有这样的感觉，结果证明他错了。 事实上，李政道非常支持上海正负电子对撞机的建设，但杨振宁并不支持。 事实证明，这是一个特别成功的科学项目，这对当时的中国来说是一个更大的财政负担。
要知道建造粒子对撞机不仅有利于粒子化学研究，它还有很多副产品。 虽然许多应用于实际领域的发明都来自高能化学的发展，但发展基础数学对中国来说非常重要。 我想杨振宁也明白我的理由。 人们仍然持有不同的意见。 事实上，对一个问题进行激烈的辩论对科学和社会都有好处。
（本文发表于《三联生活周刊》2021年第30期，点击文末封面图即可一键下单）
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