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在任何前沿的科學(xué)研究領(lǐng)域，都有一個(gè)永遠(yuǎn)存在的問題，就是你看不清楚的東西中，哪個(gè)是值得你抓住不放，哪個(gè)是你不要花太多時(shí)間去研究。能夠分辨出這一點(diǎn)的本領(lǐng)，愛因斯坦特別厲害。”

“20世紀(jì)物理學(xué)的三大貢獻(xiàn)中，兩個(gè)半都是愛因斯坦的?！睏钫駥幭壬@樣評價(jià)愛因斯坦。而作為過去1 000年最偉大的科學(xué)家之一，愛因斯坦也確實(shí)配得上這樣的評價(jià)。楊先生所說的“20世紀(jì)物理學(xué)的三大貢獻(xiàn)”，指的是狹義相對論、廣義相對論和量子力學(xué)。在2014年，與相對論相關(guān)的物理學(xué)論文多達(dá)2 000多篇。并且，很多理論，如量子霍爾效應(yīng)、多重宇宙等，都是從相對論發(fā)展出來的，而這些理論，都是當(dāng)今物理學(xué)的前沿研究領(lǐng)域。這足以證明，在過去100年里，相對論對物理學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了多么大的影響。

在愛因斯坦誕辰125周年等多個(gè)時(shí)機(jī)與場合，楊先生都曾以愛因斯坦為主題做過演講和報(bào)告。因此，在愛因斯坦逝世60周年和廣義相對論發(fā)表100周年之時(shí)，《環(huán)球科學(xué)》特意邀請他，及他的老朋友江才健先生（《楊振寧傳》的作者，曾任中國臺(tái)灣《中國時(shí)報(bào)》科學(xué)主筆），在清華大學(xué)高等研究院楊先生的辦公室暢談愛因斯坦的成就、這位偉大科學(xué)家的獨(dú)特之處以及物理學(xué)的未來。

江才?。?/p>我們今天專程來看望并采訪您，一是因?yàn)榻衲晔菒垡蛩固故攀?0周年，廣義相對論提出100周年，《科學(xué)美國人》專門制作了專題。二是今年也是愛因斯坦136年誕辰。11年前，2004年的3月14日，您受邀在德國紀(jì)念愛因斯坦125年誕辰大會(huì)上做了一個(gè)報(bào)告（大會(huì)在愛因斯坦出生地烏爾姆舉行）。您當(dāng)時(shí)的英文報(bào)告的題目是《愛因斯坦對21世紀(jì)理論物理學(xué)的影響》，那是一個(gè)非常深刻的報(bào)告，我們就由這個(gè)報(bào)告開始談起。

在那篇報(bào)告最開始，您先提到愛因斯坦的狹義相對論，并講了兩件很有意思的事。第一件事是，“相對性”這個(gè)詞最先不是愛因斯坦提出來的，而是龐加萊；第二件事是，最先寫出狹義相對論那個(gè)變換公式的也不是愛因斯坦，而是洛倫茲，這個(gè)變換曾經(jīng)、至今仍是以洛倫茲的名字命名。所以，您說龐加萊懂得了相對論的哲學(xué)，沒有懂得它的物理；洛倫茲懂得了它的數(shù)學(xué)，也沒有懂得它的物理。只有年輕的愛因斯坦能創(chuàng)建出此革命。

對于愛因斯坦，您自述從早年學(xué)習(xí)時(shí)代開始就認(rèn)為他有一種您特別欣賞的風(fēng)格，那么愛因斯坦到底特殊在哪里？

楊振寧：

愛因斯坦厲害的地方是，一方面，他知道一些數(shù)學(xué)，對于數(shù)學(xué)中很妙的地方有直覺的欣賞的能力；另一方面，他對物理中的現(xiàn)象也有他的近距離的了解。他跟所有人都不同的地方就在于，他既能近看，又能遠(yuǎn)看。這就好像電影中既有近距離的鏡頭，又有遠(yuǎn)距離的鏡頭；能從近處又能從遠(yuǎn)處自由地切換，那就很厲害了。大多數(shù)人都只有一個(gè)鏡頭，或只能從近處看，或者只能從遠(yuǎn)距離看，不會(huì)自由切換。

江才?。?/p>這似乎像您在西南聯(lián)大跟黃昆講的，一個(gè)是俯視，一個(gè)是趴視。

楊振寧：

對。我們西南聯(lián)大的幾個(gè)研究生對物理學(xué)的了解已經(jīng)到了一個(gè)相當(dāng)?shù)某潭?，知道俯視者能夠切換觀點(diǎn)的好處，能夠看到趴視者看不見的東西。

江才健：

因?yàn)樘岬轿髂下?lián)大，我想趁這個(gè)機(jī)會(huì)，請您多講幾句話。西南聯(lián)大是在對日抗戰(zhàn)那個(gè)最困難的時(shí)候建立的，這個(gè)只有不到9年歷史的學(xué)校，沒有經(jīng)費(fèi)也沒有國際化，卻取得了中國教育史上最成功的成績。這在今天的某種教育風(fēng)潮下（例如非常強(qiáng)調(diào)國際化之類）是非常具有啟示性的。作為從那個(gè)環(huán)境出來的杰出代表，請您多說說這里的經(jīng)驗(yàn)。

楊振寧：

講起這個(gè)來，我想是這樣的。很多人都討論過為什么西南聯(lián)大那么成功，這里面有好些個(gè)因素，不是一個(gè)因素。我覺得其中有一個(gè)因素是大家不很重視但其實(shí)是很重要的，就是西南聯(lián)大恰巧是在一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)刻：當(dāng)時(shí)的學(xué)生后來恰好碰到了新中國開始建設(shè)和臺(tái)灣需要經(jīng)濟(jì)起飛的時(shí)代。所以，我同齡的那些人和比我晚十年的那些人碰到了這個(gè)時(shí)機(jī)，是新中國從一個(gè)封閉的農(nóng)業(yè)國向一個(gè)開放的工業(yè)國開始發(fā)展，臺(tái)灣也是這樣。所以，我們這一輩人，或者比我年輕十歲的人有好機(jī)會(huì)發(fā)展，這與這個(gè)時(shí)間點(diǎn)的機(jī)遇密切相關(guān)。這似乎是大家不夠重視的一點(diǎn)。

江才?。?/p>我們回到相對論，相對論所導(dǎo)引出的對稱的概念，后來變成了20世紀(jì)物理學(xué)領(lǐng)域最重要的基石。愛因斯坦的狹義相對論是由電磁理論出發(fā)而認(rèn)識到對稱概念，后來他提出廣義相對論的時(shí)候是倒過來：從對稱回頭來做。您說過，這是非常有遠(yuǎn)見也是非常有勇氣的。您可以把愛因斯坦這個(gè)創(chuàng)造力再闡釋一下嗎？

環(huán)球科學(xué)專訪楊振寧

：愛因斯坦厲害在何處？

楊振寧：

在任何前沿的科學(xué)研究領(lǐng)域，都有一個(gè)永遠(yuǎn)存在的問題，就是你看不清楚的東西中，哪個(gè)是值得你抓住不放，哪個(gè)是你不要花太多時(shí)間去研究。能分辨出這一點(diǎn)的本領(lǐng)，愛因斯坦特別厲害。他花八年時(shí)間抓住對稱不放，表示他能看出什么是真正重要的。另外再舉一個(gè)例：1923或1924年，有一位年輕的印度人Bose（玻色，Satyendra Nath Bose）給他寄來一篇英文文稿，說英國的期刊不肯發(fā)表此文，可否請愛氏將他翻譯成德文在德國發(fā)表。這樣唐突的請求沒有觸怒愛氏，他不但將文章翻譯成德文，署名Bose寄去發(fā)表，并且加上一句他的評語，說這篇文章很有道理，他自己還要加以發(fā)展。以后他連續(xù)發(fā)表了幾篇文章，發(fā)展成了Bose-Einstein（玻色—愛因斯坦）凝聚理論。

他的這個(gè)理論是驚人的革命性的，發(fā)表以后他同時(shí)代的人都認(rèn)為他瘋了，連他最好的朋友、荷蘭人埃倫費(fèi)斯特（Paul Ehrenfest）都反對他?？墒?，Bose-Einstein凝聚理論到了1950年代終于被物理學(xué)界了解是極重要的正確理論。這個(gè)故事表明了1924年Bose看不清的一種模糊的想法，愛因斯坦一下子就看中了，就抓住不放做出來革命性的貢獻(xiàn)。

講到埃倫費(fèi)斯特，他是愛因斯坦的好朋友，于1933年自殺。他死后，愛因斯坦專門寫了一篇文章紀(jì)念他，說他有很多好的創(chuàng)意，但他創(chuàng)造的本領(lǐng)比不過他批判的本領(lǐng)，所以他的很多創(chuàng)意都胎死腹中了。

江才健：

愛因斯坦發(fā)展廣義相對論以后，還想出了三個(gè)辦法，用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)廣義相對論，這是不是他的特別作風(fēng)？

楊振寧：

是。這也是非常重要的，是常常在討論愛因斯坦的時(shí)候不夠被重視的一點(diǎn)。愛因斯坦在寫下方程式之后，還問有沒有什么辦法去檢驗(yàn)分析這個(gè)方程，這個(gè)分析不是物理的，而是數(shù)學(xué)的。在接下來的一兩年時(shí)間中他寫出來的文章，給出了如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證廣義相對論的方法。這些實(shí)驗(yàn)被驗(yàn)證之后，他的聲名一下子達(dá)到全球家喻戶曉的地步。所以，如果你問歷史上的物理學(xué)界大人物，我認(rèn)為只有牛頓能和他相提并論。像麥克斯韋和波爾茲曼，當(dāng)然也都是大物理學(xué)家，可是他們沒有愛因斯坦的影響大。20世紀(jì)物理學(xué)的三大革命中，兩個(gè)半都是愛因斯坦的。

江才健：

剛才講到愛因斯坦，我們就多講一點(diǎn)。他說，物理學(xué)的理論，可以從數(shù)學(xué)推導(dǎo)出來。這和你剛才講的，愛因斯坦既能從宏觀出發(fā)，又能回到實(shí)際問題，這兩個(gè)說法之間是不是有沖突的地方呢？

環(huán)球科學(xué)專訪楊振寧：

楊-米爾斯理論的誕生

楊振寧：

沒有，因?yàn)閻垡蛩固乖诓煌臅r(shí)期對數(shù)學(xué)的重要性有不同的看法。他在晚年的一篇文章中提到，他早年沒有意識到數(shù)學(xué)在物理學(xué)中的作用，相反很早對物理學(xué)中什么是重要的問題就有直覺了解。所以愛因斯坦早年是從對物理現(xiàn)象的直覺興趣開始。后來在發(fā)展廣義相對論時(shí)他才了解到數(shù)學(xué)對物理結(jié)構(gòu)的重要。而到了1930年代他再進(jìn)一步，說理論物理學(xué)的“創(chuàng)新思維來自數(shù)學(xué)”。以后一直到臨終，他都堅(jiān)持這個(gè)新說法。

江才?。?/p>您剛才講愛因斯坦對數(shù)學(xué)和物理的直覺和感受。您的好朋友Dyson（戴森，F(xiàn)reeman Dyson）說他自己的數(shù)學(xué)直覺比較強(qiáng)。您在1954年的工作Yang-Mills（楊—米爾斯）規(guī)范場論，當(dāng)時(shí)是從物理現(xiàn)象出發(fā)，還是從數(shù)學(xué)直覺出發(fā)？

楊振寧：

那篇文章是我最重要的文章。最近，Dyson說這篇文章是自1928年狄拉克的文章之后最重要的一篇文章。為什么我們會(huì)寫出那篇文章，我想是因?yàn)閮蓚€(gè)時(shí)機(jī)成熟了。第一，二戰(zhàn)后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了很多新的粒子，所以大家都在研究它們之間相互作用是什么，文章很多，都是在湊。我想這樣不行，得有個(gè)總原則，總體支配各種不同粒子間的相互作用。第二，恰巧我當(dāng)時(shí)很欣賞Weyl（外爾，H.Weyl）1929年的規(guī)范不變理論。我想把它推廣也許就能找到此總原則。這兩點(diǎn)是所以1954年能寫出那篇文章的原因，是又從物理，又從數(shù)學(xué)出發(fā)的。

江才?。?/p>1954年的Yang-Mills規(guī)范場論，這個(gè)對稱的發(fā)展對20世紀(jì)物理有很大的影響。而Yang-Mills規(guī)范場場強(qiáng)的式子和愛因斯坦的廣義相對論，兩個(gè)在數(shù)學(xué)的式子有很類似的地方，它們都是高度非線性的方程式。好像這一點(diǎn)是多年以后你才注意到的。

楊振寧：

不錯(cuò)。是在上世紀(jì)60年代末，我在石溪（紐約州立大學(xué)石溪分校）教廣義相對論時(shí)，才注意到的。后來我向數(shù)學(xué)家Simons請教，才于1975年和吳大峻完全澄清了一個(gè)重要的觀念：規(guī)范場理論的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是數(shù)學(xué)中的纖維叢理論。

江才?。?/p>您最近在《物理學(xué)的未來：重新檢討》中，回顧了1961年麻省理工學(xué)院100周年時(shí)，您與費(fèi)曼等四個(gè)人受邀參加一個(gè)小型的討論會(huì)。那時(shí)你39歲，是四人中最年輕的，但是看當(dāng)時(shí)的發(fā)言紀(jì)錄，您看待問題已經(jīng)非常深刻，不那么樂觀。相反，費(fèi)曼那時(shí)是非常非常樂觀。他在發(fā)言的最后說：“我的結(jié)論是：我相信基礎(chǔ)物理學(xué)再有有限的時(shí)間就要結(jié)束了（因?yàn)槲覀儗⒁颜莆樟私K極的理論）。今天基礎(chǔ)物理學(xué)正在突飛猛進(jìn)，我十分不想自其中退出。我有幸生活在此時(shí)代，而且我不相信還有的有限時(shí)間會(huì)超過一千年。”您注意到了嗎？

楊振寧：

我注意到了。費(fèi)曼有許多不同尋常的直覺物理觀，他的路線積分與費(fèi)曼圖都是世紀(jì)級的，直覺的，大貢獻(xiàn)。我猜想1961年前后他大概又覺得他已有新的直覺靈感了，所以才那么樂觀。這新的直覺靈感是什么我覺得很值得研究。至于我們兩人當(dāng)時(shí)對未來看法如此不同，我想還有文化背景的原因。我是中國傳統(tǒng)的儒家“吾日三省吾身”的教訓(xùn)訓(xùn)練出來的，而他是美國的產(chǎn)物。

講到這一點(diǎn)我們自然會(huì)問這樣一個(gè)問題：“美國的科學(xué)家常常驕傲以至囂張，而美國的科學(xué)又十分成功，這兩個(gè)現(xiàn)象是不是可以聯(lián)系起來？”也就是說，中國的年輕人引進(jìn)了美國人的這些特點(diǎn)是否更能在科學(xué)上多取得成功？這一點(diǎn)值得討論。

《環(huán)球科學(xué)》：

楊先生，雖然您提出來這個(gè)問題只說值得討論，但我想您心中應(yīng)該有一個(gè)答案，那就是對美國科學(xué)家那種方式的肯定，是這樣嗎？

楊振寧：

你講對了，我是覺得美國科學(xué)家的驕傲與他們的成功是關(guān)聯(lián)的，在極度競爭的行業(yè)中君子們是要吃虧的。

江才?。?/p>這正是我接下來想要問的。

楊振寧：

從非科學(xué)家的角度來看，1961年費(fèi)曼和我的兩篇發(fā)言對待科學(xué)的態(tài)度形成了鮮明的對比，這對比是不是也反應(yīng)了文化傳統(tǒng)的分別？而且，這兩種態(tài)度對于科學(xué)的發(fā)展，哪個(gè)更好？我想這都是非常有意思的問題。

江才?。?/p>我沒有見過費(fèi)曼，我想他的現(xiàn)場表現(xiàn)可能很好，口若懸河。但如果你看他的文章，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他沒有什么深入性，他用他的推理辦法來說現(xiàn)實(shí)的問題。我覺得這里有一些問題，費(fèi)曼當(dāng)然是個(gè)天才，他也很大膽，他寫的路線積分就包括了您曾談到的三個(gè)旋律：量子化、對稱和相位。近代科學(xué)反映的是西方對于宇宙的觀點(diǎn)。您雖然也做理論研究，但您的文化背景不同。從這個(gè)角度來看，我常常在想，文化對于一個(gè)人的宇宙觀和世界觀的影響——除了做科學(xué)的態(tài)度以外，對認(rèn)知的影響是否都會(huì)不同？

楊振寧：

當(dāng)然有影響。費(fèi)曼這篇1961文章中講話的態(tài)度值得和沃森（James Watson）1968年的《雙螺旋》對比（沃森是DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)者）。兩者都顯示出美國的一種精神。就是“你不需要有很多知識，也不需要有多高的修養(yǎng)，你只要有天不怕地不怕的精神，然后去猛沖，你就能成功”。我還要補(bǔ)充一點(diǎn)：費(fèi)曼對物理的了解有十分深入的地方。他的路徑積分我認(rèn)為是物理學(xué)史上的重大貢獻(xiàn)?？墒撬坪跆暌晜鹘y(tǒng)研究方法，是他的短處。

江才?。?/p>沃森的這本書把這種美國精神寫得有聲有色，從銷路來看，或者從描述科學(xué)家鉆研時(shí)的心態(tài)來說都是極成功的著作?？墒?，它卻是傳統(tǒng)君子所不喜歡的一種寫書方式。

楊振寧：

文化背景影響做學(xué)問的態(tài)度。理論物理學(xué)是一個(gè)猜測的學(xué)問，猜測就意味著不是邏輯推演，這里面只有猜的聰明還是猜的笨。這就好像下棋，高手并不能告訴你他為什么下這步棋，但他猜的就是對的。猜的時(shí)候有人大膽一些，有人保守一些，對一個(gè)年輕人，是應(yīng)該建議他膽子大一點(diǎn)呢，還是應(yīng)該建議他膽子小一點(diǎn)呢？我想，中國的文化會(huì)建議他膽子小一點(diǎn)，但美國的文化會(huì)建議他膽子大一點(diǎn)。

江才?。?/p>回到您1961年的文章，您說宇宙的微妙結(jié)構(gòu)是無窮的，人類的智慧是有窮的，用有窮的智慧去追求無窮的宇宙，是不可能完全掌握的。這一點(diǎn)上，您和愛因斯坦講的有些相似。愛因斯坦說，他只知道兩個(gè)事情是無限的，一個(gè)是宇宙，另一個(gè)是人類的愚昧，他說他對前一個(gè)還不能確定。我們都知道，您的好朋友Dyson在他有名的“愛因斯坦講座”《鳥和青蛙》中提到，一些科學(xué)家像鳥兒一樣，有全觀的眼光，他將您列于其一。我們看到，現(xiàn)在的很多新理論用數(shù)學(xué)推演的很好，但它們在物理上卻面臨著是否可運(yùn)作的問題。這是一個(gè)終極的哲學(xué)問題，也是一個(gè)科學(xué)問題。

楊振寧：

不錯(cuò)。像超弦論，它已有了極重要的數(shù)學(xué)影響，但是否與物理現(xiàn)象有關(guān)還是未知數(shù)。另外，我對超對稱不那么樂觀。原因有兩個(gè)，第一，一個(gè)數(shù)學(xué)的東西如果被基本物理學(xué)采用，就一定是很妙的數(shù)學(xué)，這有過去很多的例子?？墒浅瑢ΨQ的數(shù)學(xué)不是最妙的，所以我猜想不是基本物理的基石。關(guān)于這一點(diǎn)我在1979年的一次紀(jì)念愛因斯坦誕生百周年討論會(huì)上就討論過。另外，它搞了好幾十年，還沒有任何與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的結(jié)果，所以我對它的未來表示懷疑。

江才?。?/p>《科學(xué)美國人》專題中有一位科學(xué)家專門談到了愛因斯坦犯下的錯(cuò)誤。您認(rèn)為，愛因斯坦的這些看法究竟是錯(cuò)的嗎？

楊振寧：

宇宙學(xué)的第一炮是愛因斯坦打響的。這是他又一大貢獻(xiàn)。我們今天發(fā)現(xiàn)的問題，不可能愛因斯坦當(dāng)時(shí)就已經(jīng)有了的。所以，當(dāng)初愛因斯坦引進(jìn)或不引進(jìn)宇宙參數(shù)是基于他的廣義相對論方程式的，不能用今天的成果來評價(jià)愛因斯坦的對錯(cuò)。另外，天文學(xué)近年來有大發(fā)展，我認(rèn)為也許會(huì)催生出一場物理學(xué)的大革命。（特約記者 江才?。?/p>