楊振寧是世界著名的物理學(xué)大師，但他在學(xué)習(xí)和研究中也曾經(jīng)歷很多失敗。有趣的是，有志于科學(xué)事業(yè)的人從他的失敗中能學(xué)到的反而是最多的。
1946年，楊振寧到美國(guó)芝加哥大學(xué)，想跟恩里科·費(fèi)米（Enrico Fermi，1901 - 1954）讀博士，尤其是想做實(shí)驗(yàn)方面的工作。但當(dāng)時(shí)費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)室是保密的，楊振寧不能進(jìn)入，于是費(fèi)米推薦他先跟另外一位教授愛(ài)德華·特勒（Edward Teller，1908 - 2003）做理論。
Edward Teller，1908 - 2003
特勒給楊振寧的第一個(gè)題目是Be與BeO的K-電子湮沒(méi)的幾率問(wèn)題。楊振寧的初步計(jì)算結(jié)果出來(lái)以后，特勒安排他做一個(gè)報(bào)告，那是楊振寧在美國(guó)第一次做學(xué)術(shù)報(bào)告。系里教師們聽(tīng)了報(bào)告都反應(yīng)很好，特勒就要楊振寧把這寫成一篇文章。然而楊振寧寫了一個(gè)星期始終寫不好，因?yàn)橛?jì)算中用了好幾種不同的近似方法，自己不能肯定結(jié)果的可靠性。特勒倒也不在意，又給了他一個(gè)核物理的題目。
Samuel King Allison，1900 - 1965
1946年秋天，費(fèi)米介紹楊振寧去另一位教授艾里遜（Samuel King Allison，1900 - 1965）那里。艾里遜是核實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，當(dāng)時(shí)正在建造一臺(tái)400千伏的Cockcroft-Walton加速器。楊振寧終于得到了做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，但他的實(shí)驗(yàn)生涯非常悲慘。用他自己的話說(shuō)：
當(dāng)時(shí)我在芝加哥大學(xué)的物理系是非常有名的研究生，因?yàn)槲以谖髂下?lián)大所學(xué)到的基本理論物理已達(dá)到了當(dāng)時(shí)最前沿的標(biāo)準(zhǔn)，可是我的動(dòng)手能力非常蹩腳。同學(xué)們很佩服我的理論知識(shí)，常常要我?guī)退麄兘鉀Q理論習(xí)題，可是大家一致笑我在實(shí)驗(yàn)室里笨手笨腳?！癢here there is Bang, there is Yang!”（哪里有爆炸，哪里就有楊振寧?。?/p>
我早就聽(tīng)說(shuō)過(guò)這句名言！
與此同時(shí)，楊振寧在理論方面不斷地在找題目，找了四個(gè)之多。前三個(gè)當(dāng)時(shí)在芝加哥大學(xué)都沒(méi)人感興趣，他一個(gè)人在圖書(shū)館中研讀，每一項(xiàng)都花了幾個(gè)星期的努力，結(jié)果都是無(wú)疾而終。只有第四個(gè)題目是特勒非常感興趣的，楊振寧花了幾個(gè)星期用群論分析“物理規(guī)律在空間旋轉(zhuǎn)下不變”的意義，得出幾個(gè)漂亮的定理，寫成一篇短文。特勒很喜歡這篇文稿。
1948年春天，全系師生都知道楊振寧在艾里遜實(shí)驗(yàn)室的工作不成功，于是特勒主動(dòng)來(lái)找他，問(wèn)：“你做的實(shí)驗(yàn)是不是不大成功？”楊振寧說(shuō)：“是的?！碧乩照f(shuō)：“你不必堅(jiān)持一定寫出一篇實(shí)驗(yàn)論文。你已經(jīng)寫了理論論文，那么就用理論來(lái)作畢業(yè)論文吧。我可以作你的導(dǎo)師。'楊振寧聽(tīng)了很失望，因?yàn)樗_實(shí)是一心一意想寫一篇實(shí)驗(yàn)論文的。于是他對(duì)特勒說(shuō)，需要想一想。
想了兩天以后，楊振寧決定接受特勒的建議。這就是為什么楊振寧沒(méi)有成為一個(gè)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。楊振寧自己說(shuō)：有的朋友說(shuō)這恐怕是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的幸運(yùn)。我看到這里大笑，我想說(shuō)，這也是理論物理學(xué)的幸運(yùn)。
然而真正的轉(zhuǎn)折在于，楊振寧自問(wèn)自答：我一年多的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷是否白費(fèi)了呢？不是。我從中了解到，實(shí)驗(yàn)工作者的價(jià)值觀與理論工作者不同，這一點(diǎn)影響了我以后的許多工作。
我來(lái)注釋一下。關(guān)于實(shí)驗(yàn)工作者與理論工作者的價(jià)值觀區(qū)別有一個(gè)非常形象的故事，來(lái)自蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929 - 2019）的科普名著《夸克與美洲豹》?？淇耸巧w爾曼提出的基本粒子，質(zhì)子和中子都是由三個(gè)夸克組成的，蓋爾曼因此獲得了1969年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
Murray Gell-Mann，1929 - 2019
《夸克與美洲豹》
蓋爾曼在MIT讀博士的時(shí)候，參加過(guò)一個(gè)討論班。有一次，一位演講者介紹了他的博士論文，里面用看似合理的近似方法算出，B-10原子核的最低能態(tài)的自旋角動(dòng)量應(yīng)該為1。當(dāng)他講完后，蓋爾曼想的是，坐在前排的杰出理論物理學(xué)家們對(duì)此有何評(píng)論。然而，第一個(gè)發(fā)言的根本不是理論物理學(xué)家，而是一個(gè)滿臉胡子、好像剛從地下室爬出來(lái)的小個(gè)子。
他說(shuō)：“嘿，它的自旋角動(dòng)量不是1，而是3。我測(cè)量過(guò)！”驀地，蓋爾曼明白了理論物理學(xué)家的主要目標(biāo)：不是要說(shuō)服前排的教授們，而是要與觀察結(jié)果一致。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)家也可能出錯(cuò)。但在這個(gè)例子中，那個(gè)好像從地下室里爬出來(lái)的家伙說(shuō)的觀測(cè)結(jié)果是正確的。
讓我們回到楊振寧的故事。1954年至1956年間，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了很多種新粒子，其中有兩種被稱為θ和τ的粒子非常奇怪。它們的質(zhì)量、壽命等性質(zhì)完全一樣，看起來(lái)它們應(yīng)該是同一種粒子。然而θ會(huì)衰變成兩個(gè)π粒子，τ會(huì)衰變成三個(gè)π粒子，這就造成了巨大的困惑。因?yàn)槲锢韺W(xué)中有一項(xiàng)金科玉律叫做宇稱守恒，意思是物理規(guī)律在左右變換下應(yīng)該不變。每一種粒子都有一個(gè)宇稱，奇或者偶，即-1或者+1。π粒子的宇稱是奇，這就意味著θ的宇稱是偶，因?yàn)?1的平方等于1，而τ的宇稱是奇，因?yàn)?1的三次方等于-1。所以，θ和τ到底是不是同一種粒子呢？！
θ和τ粒子的衰變
這個(gè)問(wèn)題叫θ-τ之謎，是當(dāng)時(shí)基本物理學(xué)中最困擾人們的問(wèn)題。這里的關(guān)鍵在于，基本相互作用分為四類：萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。在前三種相互作用中，宇稱守恒都有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但在弱相互作用中，宇稱守恒并沒(méi)有得到嚴(yán)格的檢驗(yàn)，大家認(rèn)為它守恒只是因?yàn)樗疤旖?jīng)地義”，這是一種思維的慣性。θ和τ的衰變，就來(lái)自弱相互作用。
楊振寧和李政道
1956年夏天，楊振寧和李政道仔細(xì)檢驗(yàn)了過(guò)去五類所謂證明弱相互作用中宇稱守恒的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它們其實(shí)都沒(méi)有證明宇稱守恒。他們指出了這一點(diǎn)，指出了弱相互作用中宇稱不守恒的可能性，并建議了幾類可以檢測(cè)弱相互作用中宇稱是否守恒的實(shí)驗(yàn)。
他們把論文寄給了很多同行，很快就收到一致的回應(yīng)：宇稱絕對(duì)不會(huì)不守恒，你們建議的實(shí)驗(yàn)都是浪費(fèi)時(shí)間與資源！只有吳健雄獨(dú)具慧眼，她雖然也不相信宇稱會(huì)不守恒，但她認(rèn)為這是值得檢驗(yàn)的。即使宇稱守恒不被推翻，在以前沒(méi)有檢驗(yàn)過(guò)的弱相互作用情況下檢驗(yàn)它也仍然是有價(jià)值的。
吳健雄
經(jīng)過(guò)六個(gè)月的努力，吳健雄于1957年初宣布：在弱相互作用中宇稱不守恒，而且是極度不守恒。這震驚了整個(gè)物理學(xué)界，楊振寧與李政道立刻獲得了當(dāng)年的諾貝爾獎(jiǎng)。然而為什么大自然在三種相互作用中都宇稱守恒，只有在弱相互作用中宇稱不守恒？直到現(xiàn)在都不清楚。
這些波瀾起伏的故事告訴大家：永遠(yuǎn)不要把所謂“不驗(yàn)自明”的定律視為是當(dāng)然的。而楊振寧前面那些失敗的經(jīng)歷，也都為成功做了必要的鋪墊。能從失敗中學(xué)習(xí)，才是大師風(fēng)范。大家如果能從別人的失敗中學(xué)習(xí)，就能更快地成功。
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