明天是中国科大学外籍教授、诺贝尔化学学奖获得者李政道先生的95岁生日。
李政道获诺奖时的年纪尚不足31岁,迄今仍是次年青的诺贝尔科学奖得主。
明天让我们一上去回顾,那位诺贝尔化学学奖获得者的生平和感情、学术成就,以及他对中国科学和教育事业的贡献。
上海天赐庄李氏家族
李政道的曾祖母李子义(1844—1904)是一位虔敬的基督徒,1866年前后他受德国监理会传教士的派遣中国物理学家李政道,由松江府北京迁居重庆府而成为上海天赐庄李氏家族的始迁祖,经多年繁衍生息,李氏家族已经成为当地的名门望族,英才辈出并蜚声海内外。
据罗元旭著《东成西就:七个华人基督教家族与中西交流百年》(2014年5月生活·读书·新知三联书城出版)一书介绍,上海李氏家族是中国近代史上最知名和最有影响力的七个基督教家族之一。
李政道的曾祖母李子义和叔父李仲覃(1870—1941)都是当时颇为著名的基督教神父和长老,兄妹俩与存养书院、博习书院和东吴学院(今上海学院)的渊源深厚。李政道的儿子李骏康(1897—1955)1915年从上海东吴学院附属学校结业后考入东吴学院,次年转到上海金陵学院新创立的农林科(今北京农业学院的前身),1919年结业时系农林科第2届结业生。学院结业后在北京外国洋行从事农药进口贸易,收入甚多,家庭殷实富足。1918年与出生于天主教名门世家的张明璋(1900—1983)在北京订婚。
1926年11月24日,李政道出生在北京一个中西合璧的殷富商人基督教家庭,上有两个姐姐(李宏道、李崇道),下有两个妹妹(李达道、李学道)和一个姐姐(李雅芸)。
李政道自幼天资聪颖,心灵手巧,情商和情商都很高。其实屋内的宗教气氛浓郁,但从小就崇尚自然科学的他终身从未敬奉过宗教。受社会动乱和战争骚乱等诱因的影响,李政道未曾取得过即将的中学、初中、高中和学院专科结业文凭,惟一拥有的学位就是世界级名校悉尼学院的博士毕业文凭,这一稀罕现象在全世界来说都属凤毛麟角。
李政道博士的感情故事
杨振宁和凌宁(1919—2019)同为第六届庚款留美公费生(1943年8月开考,翌年3月放榜,1945年8月才起程赴美),杨振宁考中数学学(重视高电流实验),凌宁考中植物学。
受国民政府研发原子弹“种子计划”的派遣,经国立西北联合学院化学系院长吴大猷的选聘和力荐,李政道获国家奖学金于1946年9月2日坐船离沪赴美留学,9月14日从纽约湾渔人码头登录北美台湾。时年不足20岁的李政道只有大二学历,却深得吴大猷先生赏识和追捧,恩师高瞻远瞩、慧眼识珠、力排众议,功德无量。
1947年暑假,同在纽约学院攻读博士学位的中国年青学子凌宁、李政道和杨振宁自驾车漫游印度西海岸,耗时共38天,旅途中接上刚从北京前往纽约港的凌宁遗孀凌容,四位中国俊杰一路畅游,俯瞰景色,大开眼界,行程约一万公里。
1948年新年节前夕,凌宁邀约正在弗吉尼亚州圣玛丽大学(2003年起改名为圣玛丽学院)念生物学的胞弟凌宣(1930—2019)前来洛杉矶聚首,一起欢庆新年佳节,他有意把自己的弟弟撮合给好友李政道。不巧,凌宁刚好有事不在纽约,特委托姨表弟黄宛(1918—2010)随同李政道抵达高铁站接人。肾脏外科专家黄宛院长是知名半导体专家黄昆教授(1919—2005)之胞兄,当时他正在纽约一家心血管研究所做博士后访问研究。
1946年秋,李政道辗转就读于悉尼学院,年青的他曾授意决心,决定不负韶华,自己不在学术上取得较大成就就不考虑婚恋问题。
李政道和黄宛在纽约列车站顺利接到凌宣小妹,不承想,天赐良缘,凌宣是偕在同校习家政学的好友秦惠莙小妹一齐前来渡假的。1928年10月4日,秦惠莙出生在北京一个天主教名门望族家庭,系著名国作家和古董收藏家秦以钧(字梦九,1891—1963)之四女。李政道对秦惠莙一见钟情,果敢抛下决心,主动发起攻势去追求自己心仪的女孩。
凌宁和凌宣父子颇具生物学天赋,凌宁1948年获蒙特利尔学院化学生物学博士学位,专攻电生理学中国物理学家李政道,后成为加拿大细胞生理学领域的权威专家。凌宣也获得博士学位并成为加洲学院圣塔芭芭拉中学(UCSB)细胞生物学院士,在业界深受尊崇。1991年诺贝尔生理学或医学奖的主要得奖成就膜片钳技术就是在凌宁等发明的格雷厄姆-杰勒德-凌(--Ling)玻璃管微电极基础上加以改进而取得的。
▲1947年8月23日,游玩出发前凌宁、李政道和杨振宁
1950年6月3日,李政道和秦惠莙在纽约市政厅登记离婚并合照留影,秦惠莙是冲破家庭阻力而决然非李不嫁的。婚前不久,秦惠莙便舍弃继续深造,在家相夫教子。夫妻俩共育二子:长子李中清(历史学家和社会学家,生于1952年)和次子李中汉(物理家,生于1955年),均事业有成,家庭和睦。
李秦伉俪坚贞不渝,情深意笃,琴瑟和鸣,白头偕老。1996年11月29日,秦惠莙因白血病晚期而不幸逝于洛杉矶市,享年仅68岁。
▲李政道和秦惠莙离婚记念照
李政道院士的主要学术贡献
1950年6月,李政道以论文《白矮星中的氢浓度》获纽约学院理论化学学博士学位,被誉为“神童博士”,其硕导是1938年诺贝尔化学学奖得主、实验和理论全能型数学学大师费米院士。
李政道在博士论文中阐述白矮星内的氢浓度不小于1%,将白矮星的钱德拉塞卡极限上限质量判定为后来科学界所公认的1.44倍太阳质量,这一推论遭到钱德拉塞卡院长的高度赞赏。李政道的博士论文得到“有特殊看法和成就”的评语并获市长奖。
法籍日裔理论化学学家李政道的数学直觉敏锐,眼光深沉,视野宽阔,常年沉溺于数学学的美妙世界中,自诩化学是其生活形式,其研究领域涉猎广泛,包括高能化学学(即粒子化学学)、量子场论、核化学学、统计数学学、天体化学学、流体动力学(即紊流理论)、多体化学学和固体物理学(后演化为汇聚态化学学)、量子热学以及广义相对论等诸方面,在理论结构和唯象剖析方面多有建树,对当代数学学非常是高能化学学的进步与发展作出杰出贡献。
李政道非常推崇杜甫《曲江二首》中的诗句:“细推数学须行乐,何用浮名绊此身。”因为它精准地勾画了科学家精神的凄美意境。
李政道因拥有以下前沿性学术贡献而蜚声于世:
统计数学学巨正则系综相变理论方面的李-杨单位圆定律(1952)、量子电动热学(QED)重正化理论方面的李模型(1954,量子场论重正化理论中少有的可解模型)、弱互相作用中宇称不守恒定理(1956)、玻骰子多体问题(1957)、二份量中微子理论(1957,萨拉姆和朗道也不约而同地先后独立提出过相同理论)、CPT的分立对称性问题(1957)、玻色硬球理论(1957,至今仍是超流体理论解释之一)、可去除量子场论红外发散的KLN定律(1964)、相对论性重离子对撞机理论(1974)、非拓扑孤子场论(1976)及与之相关的孤子星模型(1986)和统一场论中的随机格点规范场理论(1982)等。1952至1953年李政道参与研究的极化子理论直接促使了BCS超导电性理论(1972年诺贝尔化学学奖得奖成就)于1957年诞生,1959年起参与开创高能中微子化学学这一新领域。
1956年4月起,中国旅美青年才俊李政道和杨振宁携手精诚合作,联手攻关令当时国际数学学界苦恼不已的焦点困局——θ–τ之谜,大胆冲破宇称守恒普适性的羁绊,以将测量量从二维标量改为三维赝标量为突破口,同年10月1日石破天惊地发表精典论文《弱互相作用中的宇称守恒指责》,率先全面而系统地提出李-杨假说。翌年初,这一假说便得到哥大吴健雄小组和伽文-莱德曼小组以及费城学院泰勒格第小组的完美实验验证,θ–τ之谜很快就被成功一举破解(后否认θ介子和τ介子实为同一种粒子,即电中性K介子),李-杨假说便骤然升格为弱互相作用中宇称不守恒定理,此事在国际科坛风靡一时并被传为美谈。
▲李政道和杨振宁1957年在耶鲁
李政道1956年晋升为阿根廷学院化学学院士潮流不足30岁,创下哥大自1754年建校以来最年青院士的纪录。1958年4月11日,李政道获选台中“中央研究院”第2届教授,时年不足32岁,至今仍保持着该院获选教授最年青的纪录。李政道1964年获选美国国家科大学教授,同年出任哥大首任费米讲席院士,1984年起出任哥大全校级院士这一最高荣誉教职衔,1994年获选中国科大学首批外籍教授。2011年11月24日,哥大化学系为李政道举行隆重的荣休典礼。
李政道身为自然科学家,亦饱含着人文情结,他广交文艺界同事,课余之余非常钟情于中国的书法、书法、雕塑、诗词艺术和传统工艺(如陶瓷和丝绸等)并具一定功底。他觉得,文理本就同根同源,科学和艺术是相通相融的,就像一枚硬币的两面。
李政道院士与诺贝尔奖
1957年10月31日,美国皇家科大学宣布授予耶鲁高等研究院物理大学杨振宁院士和波兰学院化学系李政道院士以当初诺贝尔化学学奖,颁奖理由是“因她们对(弱互相作用中)宇称不守恒定理的深刻研究以及由此引起有关基本粒子方面的许多重要发觉”。
李杨自1956年10月1日即将发表论文《弱互相作用中的宇称守恒指责》到以这一重大理论成果入选诺奖,耗时仅13个月整,创下诺贝尔奖颁奖史上得奖最快的纪录,这一纪录至今尚未被打破。
▲瑞典国王给李政道颁发诺奖
在诺贝尔科学奖颁奖史上,日本化学学家威廉·布拉格与妻子分享1915年诺贝尔化学学奖时年仅25岁,这一最年青纪录至今未变。其次是包括李政道在内的4位31岁便入选诺贝尔奖的数学学家:
1933年11月9日,美国理论化学学家海森伯被补授1932年度诺贝尔化学学奖,同三天日本皇家科大学还将1933年诺贝尔化学学奖颁授给美国理论化学学家狄拉克等;1936年11月12日,韩国实验化学学家卡尔·安德森等被授予1936年诺贝尔化学学奖。鉴于海森伯是延迟一年被补授诺奖,按照她们的出生日期和颁奖日期很容易就可以判定得出:李政道获诺奖时的年纪尚不足31岁,迄今仍是次年青的诺贝尔科学奖得主。
李政道和中国科教事业
李政道自1972年9月偕夫人首次回到祖国台湾访问和讲学以后,亲力亲为,呕心沥血,竭尽竭力地为中国的人才培养以及基础科学的进步与发展出筹谋策,贡献斐然。
在李政道院士的推进下,1978年3月中国科学技术学院首开少年班制度之先河。李政道是中俄联合培养数学学类研究生计划()的提倡者和发起人,他因此耗费了很大精力,饱含过好多心血。1979至1988年共选拔出916位学员赴英国或美国攻读博士学位,为中国乃至世界培养出诸多的高层次数学学人才,沈志勋、戴宏杰、文小刚、王中林、谢心澄、罗民兴、张东辉、汤超和郭鸿等是其中最杰出的代表。
在李政道的推介和呼吁下,1985年7月5日中国创建博士后流动站制度,1990年5月30日组建中国博士后科学基金会。
李政道力促1986年2月14日组建国家自然科学基金委员会,协助1986年10月17日在上海创立中国高等科学技术中心并出任终生校长。
在李政道院士的倾力相救下,1979年起中印科学家就举办高能化学学领域的全面合作,促使中国高能化学及其相关领域快速步入世界先进行列。在其呼吁和不懈努力下,中国科大学高能化学研究所于1988年10月24日建成上海正负电子对撞机(BEPC),该小型武器对高能化学学的贡献良多。
李政道推进并促使中国2011年建成惠州核反应堆中微子实验项目,由此取得一系列令人瞩目的高能化学科研成果。
1998年1月23日,由李政道捐款家庭私人积蓄30万港元创建的“秦惠莙与李政道中国学院生见习进修基金”(简称莙政基金)即将组建,它被拿来捐助上海学院、复旦学院、苏州学院、兰州学院、台湾台南复旦学院和北京交通学院的优秀大专生(依照秦惠莙的遗愿,女孩应不多于一半),以利莙政学者借助暑假获取基础科研领域的专业训练和工作经验。
2014年12月28日,李政道图书馆在南京交通学院长宁分校揭牌。比照赫尔辛基学院的尼耳斯·玻尔研究所,2016年11月28日,李政道研究所在北京交通学院长宁学校挂牌组建。