潘建伟:杨振宁先生对我的影响,从治学到为人

选择字号:   本文共阅读 16507 次 更新时间:2023-06-26 14:22

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潘建伟  

 

非常高兴再次来到湖心讲堂,来参与西湖大学和中国文化书院举办的活动。我不敢评议,我只能说说我印象当中的杨振宁先生,因为今天的主题是杨振宁和他的世界。我作为一个晚辈,从我跟杨先生的交往当中和跟大家分享来我的一些感受和我心目当中的杨先生。

从中国人的角度看,杨先生自己讲过,他这一生最重要的成就之一是让中国人变得自信。但从整个人类的文明史来讲,杨先生应该是人类历史上最伟大的物理学家之一。大家知道杨先生不仅在粒子物理学,在统计物理和凝聚态等领域都做出了里程碑式的贡献。

下面我从就几个方面,杨先生在治学方面对我的影响,为人方面对我的影响,对祖国深厚感情方面对我的影响,给大家做一个分享。

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杨先生有一个让我感受特别深的事,是学问要做得好,非常重要的是要找到适合自己的、同时也是正在快速发展的方向。

正如他在回忆当中所讲的,他在1938年被西南联大录取时,报考的是化学系,他是没有学过高中物理的,但他在准备入学考试的时候自修了物理,发现物理更有趣,更合他的口味,所以进入大学以后转到物理学。从这个角度给我的感悟是,要做一个比较好的事情,最好要找到适合自己,自己感兴趣的事情。

到了1945年的时候,他去美国留学攻读博士学位,在费米的推荐下,他首先跟着爱德华·泰勒攻读博士学位。但是杨先生刚刚去的时候,他特别想做的是实验物理研究,因为他当时认为他得回到中国去,回国后理论物理没什么用,中国需要的是实验物理。所以在1946年的时候费米就推荐杨先生到芝加哥大学的核物理研究所,阿里森的实验室做博士论文。

非常有意思的是,杨先生后来发现自己实在不太擅长做实验,所以到1948年的时候,他终于算是接受了泰勒的建议了,专心从事理论物理研究了。

做了这个决定以后,他如释重负,他说“这是我今天不是一个实验物理学家的原因,有的朋友说这恐怕是实验物理学的幸运。”

但我愿意说的是这是理论物理学的幸运,是物理学的幸运。正因为这样他选择了适合自己做的事情,所以取得了非常重要的成就。

杨先生1946年出国,1948年完成博士论文。到1949年的时候,他在芝加哥大学听到了奥本海默关于量子电动力学重整化的演讲,产生了去普林斯顿高等研究院工作的想法,但等他到了普林斯顿后并没有研究量子电动力学重整化的问题,因为当时他已经了解到,重整化的主要的问题都已被施温格、费曼、戴森等一些聪明人解决了。

他认为要加入、甚至是开辟蓬勃发展的方向才容易取得成果,正因为这样,赫尔曼·外尔提出的局域规范不变思想,对杨先生产生了很大的影响。他到1954年的时候,利用局域规范不变性普遍性这个东西推广了麦克斯韦理论,把它发展到了非阿贝尔规范理论。

其实他这种想法不仅在自己的工作和研究当中践行,他也指导青年学生这么践行。比如他后来建议张首晟最好不要做粒子物理,可能很多聪明人已经把工作都做完了,你要把聪明的脑袋用来做凝聚态的理论,所以后来张首晟先生在凝聚态方面做了很好的工作。

前面的工作介绍得太抽象,太难懂,但是杨先生讲过这么一句话,你听很多科普,可能没有完全听懂,甚至完全不懂,但是不要紧,慢慢的,它会对你的整个价值观发生影响。所以杨先生在中学的时候,他在图书馆借阅科普书,这些书给他很大的营养,尽管内容不完全了解,但是对于后来的研究之路的发展非常有帮助。他在西南联大的时候听过麦克斯韦方程的讲座,当时他才大学一年级,还不可能完全了解。当时听了演讲之后,吸收到当时的那种空气,对他后来的发展还是很有好处。这里面其实也包括在西南联大期间他学习的王竹溪先生的统计力学,陈省生先生的微分几何,吴大猷先生的量子力学和对称性原理,马世俊先生的量子场论等等。在54年做博士后的时候,他因为在西南联大时已经听过关于相变这个词的演讲,就所以他一直是非常有兴趣。

为什么这一点对我的印象比较深刻,我首次见到杨先生是1992年6月,当时我在中科大念本科,毕业论文已经做完了,准备读研究生。那天科大正好要为杨先生要庆祝70岁的生日,举办了一个学术报告会,我去得特别早,坐在第二排,非常巧的是,杨先生正好坐在我前面,这是我第一次跟杨先生近距离接触。他当时做的报告是关于长程有序方面的,我那时本科刚毕业还是不能完全听懂的,但是我对杨先生当时讲的一句话印象非常深刻,他说“对于你们年轻人来说,听这样的报告不一定马上就能有所收获,但也许在将来某个时刻,你会发现你以前听到的事情会影响你的一生。”

后来确实应验到我身上。92年之后,杨先生认为原子物理里面发生的玻色-爱因斯坦凝聚是一种新的凝聚态,他觉得这是非常重要的,所以他当时支持给南开的葛墨林先生一笔钱,在他每年举办的理论物理前沿研讨会上,组织一些人跟年轻的学生讲一讲玻色-爱因斯坦凝聚态的实验。当时我别的全都记不住了,但对于说如何把一团冷原子给抓住,怎样能够让这些比较低温的原子不要跑掉,就好比现在有一个杯子里面装了原子,让那些热的原子蒸发,最后温度就冷却下来了,给我留下非常深刻的印象。

后来关于冷原子的量子物理和量子信息的研究,就成为我近30年来的主要研究方向,对我的影响非常深刻。

我进入量子信息领域,最开始从事的是光量子信息研究,用光子来做量子的信息处理有很多好处,但是光子飞行得太快了,每秒钟30万公里,很容易就就飞掉了。你要进行量子信息处理需要能够存储光子,以后需要用的时候再把它的状态提取出来,这里面正好需要用到冷原子里面的很多技术,所以后来慢慢的我就为了把光子存起来,就去做了冷原子,然后做冷原子之后我又做了超冷原子,做了超冷原子就和杨先生在90年代提到的凝聚态里面的工作有很大关联了。

我96年出国留学,后来在国外工作过一段时间,也申请了国外的项目。后来回过头去看我当时的申请书,里面就有光量子信息处理,也有超冷原子量子模拟。所以时至今日,超冷原子量子模拟这个方向一直是我工作的重要内容之一,这是杨先生在对我治学方面对我的影响。

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另外一点也很重要,你治学的鉴赏力,有没有明显的Taste。杨先生讲,一个做学问的人,除了学习知识之外,还要有你的一个taste,这个词不太好翻译,有的翻译成品味,有时候翻译成喜好。

一个人要有大的成就的话,就要有相当清楚的taste。所以他说他在西南联大7年,对他一生最重要的影响就是他对整个物理学的判断已经形成了他个人的taste。

对于杨先生来讲,对称性是一个非常美的东西,这是杨先生物理生涯的主旋律,对于数学和物理之美的遵循贯穿了他的整个科学生涯。他曾经讲到,他有自己的兴趣、品位、能力和历史背景。但如果有人问他,他的总体研究方向是什么?他会说对物理学里面的对称性的作用是最感兴趣的。现在大家都承认他在对称性方面的好几个方向都做出了奠基性的贡献,不仅包括宇称不守恒,规范场理论,甚至他后来把它推广到凝聚态里面,体现了他的Taste。

这个例子对于我个人来讲印象非常深刻,因为我在大学的时候,我其他所有课都是比较顺的,唯独量子力学,我一开始学就糊涂了,就觉得量子叠加、量子纠缠怎么这么奇妙。所以后来我做本科论文的时候,决定要把量子纠缠搞得更加清楚,但是还是没搞清楚。后来硕士的时候,我希望能够把量子纠缠理论做一个系统性梳理,后来做实验过程当中我也一直沿着这个方向做下去。

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我们常说,君子有三立:杨先生说立德、立功、立言。下面我给大家分享一下杨先生在立德和为人方面对我的影响。

2004年我们中国首次实现了五光子纠缠,当时就同时入选了英国和美国物理学会评选的年度的物理学的十大进展。杨先生对这个工作比较感兴趣,他就让朱邦芬老师找我去给他介绍一下。到2005年3月份的某一天,我在清华他的办公室给他大概讲了一个上午,从9:00讲到12:00,讲完以后,他说我最近刚刚结婚了,你知不知道?我说我知道,然后他说你到我家里去吃个饭,后来我们就一直交谈了很长时间。

1992年的时候我第一次见到杨先生的时候,只是坐在他后面,不敢说话,2005年这一次是我第一次和杨先生面对面交流。我的个人感受,杨先生的大脑还跟年轻人一样,思路非常清晰,而且对新鲜事物充满好奇。临别的时候,杨先生还鼓励我尽早全职回国工作,早一点回国来开展工作。

2009年,杨先生接受一家香港媒体采访的时候说,现在超冷原子有望率先实现可扩展量子模拟的物理体系,现在是一个最红的领域,这个领域未来还要高速发展。50年代可以说理论走在前面,现在则只是实验带着理论走。所以杨先生的关门弟子翟荟就是做冷原子的理论方面的工作,后来有跟我们有很多的合作。

在杨先生的鼓励之下,我开始积累这方面的工作,前面的十几年这个领域太难了,通过多年的技术积累,我们从2016年开始,在超冷原子量子模拟方面,总算开始有比较好的工作。目前在整个量子信息实验领域也是国际上最好、最前沿的研究团队之一,从2016年到现在,我们基本上每年都在《自然》、《科学》上有好几篇文章发表。

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除了在研究学术上对我的指引之外,我还有一点感受特别深的,是杨先生他对我个人的关爱。

我回国开展光量子信息实验研究的时候,其实就已经和我在奥地利留学时的老师,也就是去年获得诺贝尔物理学奖的塞林格,形成了一定程度的竞争,后来甚至和他之间产生了一些误会,对我们的国际合作带来了一些困扰。

杨先生在2005年去日本的时候了解到这一情况,就专门把他请到清华来访问,一起吃饭,借此机会协调我和塞林格的关系。后来拉我一直跟塞林格保持非常好的合作关系。

所以我觉得杨先生他不仅关注我的学术成长,还有关心学生,他是孔孟的遵循者,我后来一直跟老师保持非常好的合作关系。他不仅指引学生的学术研究,也关心学生自身的成长。

关于杨先生心系祖国的事迹,陈先生已经讲得很多了,我就举一个我经历的例子。2018年,在杨先生的鼓励下,我们把“墨子号”量子科学实验卫星载荷初样鉴定件捐给国家博物馆,杨先生在致辞的时候说,我们这一辈子人总是盼望着中国天亮,现在看到中国的科技走到前沿之后,终于看到中国的未来有无限的可能。

最后,我以这一篇杨先生自己写的《归根诗》来祝愿杨先生健康长寿,谢谢大家!

“昔负千寻质,高临九仞峰。

深究对称意,胆识云霄冲。

神州新天换,故园使命重。

学子凌云志,我当指路松。

千古三旋律,循循谈笑中。

耄耋新事业,东篱归根翁。”

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