他想通过自己去理解一切

作者:苗千
他想通过自己去理解一切0诺曼·克里斯特(Norman Christ)在1961年进入哥伦比亚大学学习,本科毕业后选择李政道作为自己的博士生导师,从事理论物理学研究,仅用一年时间便博士毕业。他随后留校任教,在哥伦比亚大学物理系任教授,也曾担任系主任。对于克里斯特来说,在几十年的时间里,李政道曾经是他的授课教师、博士生导师和同事,他亲切地称呼李政道为“T.D.”(李政道名字的首字母),两人曾经合作过多个项目,共同发表过多篇论文。2024年4月,克里斯特在他的办公室里接受了本刊的专访,讲述了他眼中作为物理学家的李政道。

三联生活周刊:根据资料,你在1965年博士入学,然后在1966年便博士毕业了。你是如何在一年时间里博士毕业的?

克里斯特:因为我从本科四年级的时候就已经在跟着李政道教授进行博士研究工作了。当时李教授给了我一个很好的问题,这与CP不守恒有关。在我解决问题和完成论文的过程中,李教授都发挥了重要作用。他提出了一个特别的理论,涉及可能的电磁性CP不守恒。我没遇到太多困难就解决了这个问题。虽然我没有真正进行试验,但是研究了试验在理论上的设置。

三联生活周刊:李政道和他的导师恩利克·费米(Enrico Fermi)一样,都对物理学的不同领域有很大的兴趣,例如粒子物理学、理论物理学,包括宇宙学等。当你决定选择李政道做导师的时候,你如何确定自己的研究领域?

克里斯特:在李政道的研究生涯中他确实对很多不同的领域都很有兴趣。在普林斯顿高等研究院工作的时候,他对物理学的很多方面都进行了深入研究,其中统计力学是很重要的一方面,也得出了一些很有趣的结果。但是当他来到哥伦比亚大学的时候,他的研究重心已经集中在粒子物理学了,所以当我和他一起工作的时候,我并没有意识到他还在研究其他领域的问题。在这之后,他也花了很多的时间来研究高温超导现象。

我想是我博士毕业大约10年之后,李政道又开始对于物理学不同领域的问题产生了兴趣。他在其中取得的成就都是原创性的,例如在重离子领域的研究。这已经与我在博士论文中讨论的对称性是完全不同领域的问题了。即便是在粒子物理学领域,他也有着各种各样不同的想法,可以说我当时的研究课题只是他广泛兴趣中的一个。但在当时他确实也只对粒子物理学感兴趣。他想通过自己去理解一切1三联生活周刊:作为博士生导师的40多岁的李政道,是一个怎样的人?

克里斯特:他是一个非常出色的导师,我们的关系非常好。显然他在学术上的成就要远高于我,但他作为我的导师,把我视为一个完全对等的搭档。我们在一起讨论物理学,有时也会根据某个想法有争论,研究如何解决某个难题……他花了很多智力上的努力来把我训练成一个成功的物理学家。可以说我们之间关系一直非常好,他对我也一直非常支持。他是一个杰出的合作者,也是一个杰出的物理学上的领路人。

三联生活周刊:李政道在31岁就获得了诺贝尔物理学奖,是这个奖项历史上第二年轻的得主。在如此年轻的阶段就获得了世界性的荣誉,你认为这对他产生了怎样的影响?

克里斯特:我们之间从未谈论过诸如获得诺贝尔奖有何感想这类的话题。他喜欢哪些东西,不喜欢哪些东西,这类话题的答案我还是很清楚的,但是他从未对我谈过获得了诺贝尔奖是怎样的感受,对这件事又有何反应。我认为(在如此年轻的阶段获得诺贝尔奖)对他有着深远的影响——当然这是我个人的观察:很明显,这让他在很年轻的时候就成为一个拥有巨大影响力的人。我想这也是他一生的基调,他意识到自己可以对很多事情产生很大的影响。

他所取得的成就要远多于获得诺贝尔奖的成就,但诺贝尔奖确实成了一个关键因素。很多比他资历更深的人也因此对他感兴趣。他在美国有很大的声望。在争取一些由政府投资的大科学项目时,他通常会成为我们有力的支持者。比如重离子对撞机项目,在很大程度上就是由他提议建立的。

我想他在中国也同样具有影响力。在某种意义上,你甚至可以认为他正是为此所准备的。从我个人的观察来说,他很注重施展自己的影响力,也因此对很多事情产生了正面作用。他建立了CUSPEA项目,使很多中国学生有机会来到美国学习,然后其中的很多学生又回到中国,成为重要的物理学家,对中国的科学研究产生了深远的影响。

三联生活周刊:你自己有没有通过CUSPEA项目来到美国学习的中国学生?

克里斯特:当然。在1981年,我是为CUSPEA项目到中国对一组学生进行面试的两个物理学家之一。那时的中国与现在相比是一个完全不同的国家。在这个项目中,每一个层面都需要精心的计划,因为在很多方面都可能出现问题,也可能出现政治方面的阻碍,等等。李政道做了非常全面、详细的计划。

这个项目执行得非常顺利,正是因为计划和执行阶段都非常周密。还有一个重要原因就在于其中的面试环节有两个来自美国的物理学教授。因此我们可以对面试者给出个人的评估意见。例如他们对于研究物理学究竟表现出有多大的兴趣、我们之间的交流是否顺畅,等等。在当时很多中国学生的英语并不是很好,但他们表现出了极大的热情和天赋。这也从另一个角度说明了他们是杰出的人才。我们也愿意录取这样的人才,这对于美国和中国的物理学研究都有很大的帮助。

三联生活周刊:李政道是在中国出生以及接受最初的教育。考虑到他的文化背景,你认为他在进行研究和教学等方面有没有一些独特之处?

克里斯特:从我的角度来看,他非常美国化。我认为这也是他天才的一个表现,他善于吸收和学习一个全新文化中有益的方面。在和他进行交流的时候,我觉得与其他美国人并没有什么不同之处。当然,他对于政治以及人与人之间关系的一些理解是中国式的,因此在劝说别人去做某件事的时候,他往往能够采用一种有效的方式——我想这正是中国文化中很好的一方面。

在处理政治和人际关系等方面的事情时,他总是非常高效。但是作为一个科学家,我认为他的研究方式和美国科学家并没有什么不同,只是更有才华,有非常多的好想法,并且善于把自己的想法解释得非常清楚。因此他对于实验物理学也有很大的影响。哥伦比亚大学的很多物理学家,包括其他大学的物理学家,都来拜访李政道,希望他能够将一些概念解释清楚,因为他对此非常擅长——能够让别人对科学有更深刻的理解。

他对于事物的理解,以及能够将其解释得非常透彻的能力,我认为可能源于他的中国文化和教育背景,教他如何有效地与人相处。

三联生活周刊:能不能讲一些你和李政道相处的难忘时刻?

克里斯特:这很困难,因为和他相处的每一刻我都记得很清楚,我与他在很多层面上都有交流。

他总是有非常好的建议和意见,也愿意接受我的想法,所以我们并不总是按照他的方式做事,多年来与他共事是一种极大的乐趣。

我们曾经计划自己建造一台计算机,对此李政道非常支持。他认为我会擅长这个工作,而且这也是一个值得探索的有趣方向。通过他个人的关系,能源部有一个负责与我们签合同的官员可以为我们提供所需要的计算机。我们的项目通过他从能源部要到的这台小计算机开始,随后驱动一台更大的计算机,最终发展成了一个相当复杂的合作项目,我们获得了总共大约1500万美元的资助。李教授在其中起到了非常重要的作用,他不仅能够提供科学方向的建议,还帮助我们提出强有力的理由,证明这是值得投资的科研方向。他在能源部非常有影响力,所以我们能够完成很多项目。观察他如何说服别人去做他们通常不会做的事情是一件非常有趣的事,这通常需要一些特殊的方法。这个研究项目完全可以说是他的项目,因为如果没有他在背后的支持,为我们争取到大量的资源,是完全无法完成的。

之后我成为哥伦比亚大学物理系的主任。在这样一所重要的大学,担任这样一个重要的物理系的主任是一项非常复杂的工作,其中涉及人们之间的竞争,与校长、教务长、教职工以及整个系作为一个整体之间的关系。关于如何影响每个人,李教授都给了我大量的建议。我担任了五年的系主任,我认为相当成功,这很大程度上归功于李教授。

三联生活周刊:在你获得了博士学位之后,你和李政道成了同事关系。你们之间仍然有紧密的学术合作吗?

克里斯特:当然。我们有着非常多的合作,也共同发表很多论文。我们研究过杨-米尔斯理论,试图理解和应用一种特殊的规范(gauge),这真是非常有趣——这大约是在我获得博士学位10年之后,我们一起做的项目。

还有一个项目是李教授和他的另一位学生理查德·弗里德伯格(Richard M. Friedberg)与我一起研究的,是使用随机晶格(random lattice)。我们所做的计算机工作与晶格量子色动力学相关,我们首先使用的是规则晶格。李教授觉得这很有趣,他当然理解我们所做的研究——这正是我们使用计算机的目的——是规则晶格,就像钠或氯化钠等晶体的晶格,有非常规则的空间阵列。李教授则认为不规则的随机晶格阵列可能很有趣。所以我们根据这个题目写了三篇论文,讨论如何进行这项研究。我们还研究了孤子(soliton)的量子化。这是我现在记得的在20世纪80年代我们作为同事合作过的三个项目。如果有更多的时间,我还能想起来更多。

三联生活周刊:在中国我们谈到李政道时,常常也会提到杨振宁。他们曾经被认为是完美的学术组合,一起获得了诺贝尔奖。但是后来由于某些原因,他们分开了。李政道有没有和你讨论过与杨的决裂?

克里斯特:他确实谈到过。因为我不能完全准确地复述李政道的话,我也就不该说什么。但我知道他们之间的麻烦。他确实与杨振宁存在竞争,并担心杨会做一些事损害他的声誉。所以在他们之间存在着一种不断的竞争。我和杨振宁也很熟悉,他对我同样也很好。

所以说,我个人并没有因为这两个人之间的竞争而受到损害。我认为杨振宁同样也是一个伟大的物理学家。但我确实对李教授表示同情,并担心这种竞争会不会伤害到他。这显然是一个不幸的事件。李政道当然希望这件事的发展能和现实有所不同。我认为这对物理学造成了很大损害。如果他们继续合作,可能会取得很多的成果。

三联生活周刊:李政道在中国非常有名,但是大多数人并不理解他的科学成就。你会如何向普通人介绍李政道作为一个物理学家的成就?

克里斯特:这是个非常有趣的问题。人们在讨论他的科学成就时,通常会集中在宇称(parity),讨论左右之间的对称性,以及它以一种并不明显的方式被破坏了。当你做物理学研究时,你会意识到左右之间的对称性是非常基础的,你希望你写下的每一个物理学定理都具有对称性。

在20世纪50年代中期,他们(李政道和杨振宁)提出了宇称实际上是不守恒的。有一些现象可以通过放弃这个基本原则来解释:李政道和杨振宁正是提出了在粒子和反粒子之间、左右之间、时间前进和后退之间的对称性作用。这已经不再是关于自然界是怎么样的问题,而是关于自然界为何是这样的问题。这些对称性是如何被破坏的?破坏的模式是什么?连续对称性起着非常重要的作用:前进和后退的时间,从粒子到反粒子,这些不同于旋转对称性或平移对称性是连续的;但离散对称性在李政道和杨振宁理论的基础上同样也可以被理解。(李政道的科学成就)改变了我们对物理学的看法。我们试图探索我们不理解的物理学,总是会问这些对称性在新环境中是如何表现的。

李政道的研究风格也很有趣。我认为最著名、最成功的物理学家都具有这些特点:他真的想通过自己去理解一切。他不读别人的论文。如果他听说了一些问题,他会尝试着自己解决。所以在他职业生涯中写的相当多的论文是取自别人已经确定的主题,然后用他自己的语言重新整理。有时这只是用不同的方式来表达一个相同的事情,但有时它是全新的,并且在其中添加了新的想法——这就是他的特点。他认为没有什么是表面上的,一切都需要从头开始,达到完全理解。所以他经常会看到别人没有看到的东西。 李政道