學(xué)習(xí)與科研三步曲

文/楊振寧

近日，楊振寧應(yīng)邀前往中國科學(xué)院大學(xué)演講，與近兩千研究生分享了自己的學(xué)習(xí)與研究經(jīng)歷。

“三劍客”之辯

我是1922年在安徽合肥出生的。因為父親做了清華大學(xué)教授，7歲開始，我住進(jìn)了清華園。我對物理學(xué)第一次產(chǎn)生興趣，是在看了《神秘的宇宙》之后。因為書里講了在20世紀(jì)初物理學(xué)中的重大革命，包括了量子學(xué)和相對論。

清華大學(xué)、南開大學(xué)、北京大學(xué)聯(lián)合成立了西南聯(lián)合大學(xué)，1938年開始招生。那年夏天，我中學(xué)5年級剛念完，還缺一年才有中學(xué)文憑?？墒钱?dāng)時因為中學(xué)生流失很多，所以教育部下令，中學(xué)不畢業(yè)也可以參加考試，叫做同等學(xué)歷，我就以這個資格考進(jìn)了西南聯(lián)大。

四年念完后，我又進(jìn)了西南聯(lián)大的研究院，兩年后獲得碩士學(xué)位。那時物理系研究生有六七個同班的，我和黃昆、張守廉住在一間屋子里。

我們?nèi)齻€人在西南聯(lián)大的時候整天辯論，聲音很大，所以大家叫我們“三劍客”。記得有一次我們所爭論的題目是關(guān)于量子力學(xué)中測量的準(zhǔn)確意義，這是哥本哈根學(xué)派一個重大而微妙的貢獻(xiàn)。那天從開始喝茶辯論，到晚上關(guān)了燈上床，辯論仍然沒有停止。我現(xiàn)在已經(jīng)記不得那天晚上爭論的確切細(xì)節(jié)了，也不記得誰持有什么觀點，但是我清楚地記得，我們?nèi)俗詈蠖紡拇采吓榔饋?，點亮了蠟燭，翻看海森堡的《量子理論的物理原理》，來調(diào)解我們的辯論。

這種辯論是無休止的，不止物理學(xué)的，天下一切的事情都在我們討論范圍。我想這個對于每一個年輕人，這種辯論都是有很大的好處，可以增加知識，增加視野，更增加了解別人的思想方法。

那些重要的人

我一生中2/3的工作在對稱理論，是吳大猷先生帶我走的；1/3在統(tǒng)計力學(xué)，是王竹溪先生帶我走的。

一個年輕的研究生，如果能夠走到一個領(lǐng)域，而這個領(lǐng)域在以后五年、十年、二十年是發(fā)展的話，那么你就可以跟著這個領(lǐng)域共同發(fā)展，這是最最占便宜的事情。

在1945年抗戰(zhàn)勝利以后，我考取留美公費，到美國芝加哥大學(xué)做研究生，獲得了博士學(xué)位。在芝加哥大學(xué)有兩位物理教授對我最有影響，一位是愛德華·特勒，那個時候他還不到40歲，是一個聰明絕頂?shù)奶觳拧?/p>

在20世紀(jì)50年代，大家曉得原子彈做完以后，要用原子彈來引爆一個氫彈。這個竅門很多年沒能解決，最后解決這個竅門的主要研究人員之一就是特勒，所以國際上說他是氫彈之父。

另外一位是恩里科·費米教授，他是20世紀(jì)最重要的物理學(xué)家之一。就是他率領(lǐng)二三十個物理學(xué)家，第一個做出反應(yīng)堆，制造的地方就在芝加哥大學(xué)，所以芝加哥大學(xué)現(xiàn)在有一個小的廣場，上面有一個雕塑是來紀(jì)念人類第一次用核能發(fā)電。

我在芝加哥大學(xué)學(xué)的物理對我非常重要，我在西南聯(lián)大學(xué)的物理也非常重要，可是這兩種物理的學(xué)法有一個分別。

在聯(lián)大的時候，我所學(xué)的物理學(xué)方法是推演法（理論——現(xiàn)象）。我到芝加哥大學(xué)以后發(fā)現(xiàn)，他們想的恰恰是反過來的，即歸納法（現(xiàn)象——理論），從現(xiàn)象開始，歸納出來理論。而我自己覺得在聯(lián)大時推演法學(xué)得非常好，后來根據(jù)這個根基，又吸收了歸納法的精神，將二者結(jié)合起來，就是我非常大的幸運。

學(xué)習(xí)沒有無用之說

1946年到1947年，是我感覺最困難的一年。因為在昆明的時候?qū)W了很多理論物理，可是基本上沒做過什么真正的實驗，而物理學(xué)根基是在最后的實驗。

到芝加哥大學(xué)的時候，我就下了一個決心，要寫做實驗的博士論文。當(dāng)時艾里遜教授在做一個加速器，他帶了有六七個研究生，我就是其中之一。前后做了20個月?？墒俏也粫鰧嶒灒渴直磕_的，所以實驗室里的同學(xué)都笑我：“Where thereisBang，thereisYang!”后來我懂得，自己不是做實驗物理的材料，就不做了。

而理論方面我一去就找了特勒，他給了我?guī)讉€題目，但都不合我的胃口。他喜歡的題目和研究方法跟我不一樣。在和他做了一個題目后，他認(rèn)為結(jié)果很好，要我把它寫出來，我卻寫不出來。這樣幾個月后，他跟我都知道，我們不是一類的理論物理學(xué)家，我就開始自己找題目了。

幸虧我在聯(lián)大的時候?qū)W了很多東西，有好幾個問題是別人做了，但還沒有完全解決，我就把這些問題拿出來研究。

在那一年一共研究了四個問題。第一個是貝特在1930年關(guān)于自旋波的數(shù)學(xué)工作；第二個是昂薩格做的統(tǒng)計力學(xué)；第三個題目是泡利關(guān)于場論的文章；第四個是特勒的一個理論。

這四個題目我都去研究了，每一個花了好幾個禮拜到一兩個月。結(jié)果前三個都不成功！比如說昂薩格的文章，看不懂。他說把公式一換到公式二里頭就得出公式三，照著做果然是對的。說不懂，最主要的是他為什么要這么走？只是跟著一步步操作下來，不能夠算了解。

不過幸好第四項做出來的東西，特勒發(fā)生了興趣。他來找我說，你不一定要寫個實驗的論文，這個題目上做得很好，把它寫出來，我就接受這個作為你的博士論文。所以以第四個題目的工作得到了芝加哥大學(xué)的博士學(xué)位。但由于前三個題目都是沒有成功，所以在1947年，我曾經(jīng)在給黃昆的一封信中，說自己理想破滅。

可是我今天要特別講的是，前三項花的力量并沒有白費，因為后來都開花結(jié)果了！

在1948年得了博士學(xué)位以后，我留在芝加哥大學(xué)做了一年助教。1949年理論物理有個新的發(fā)展，叫做重整化理論，是個嶄新的理論。芝加哥大學(xué)沒人做這個。所以我就請求到普林斯頓一個知名的高等研究所做博士后。這是一個很小的機(jī)構(gòu)，只有十幾個教授，幾百個博士后以及一些訪問學(xué)者。我在那里前后待了17年。

第一學(xué)期因為一個同坐班車的機(jī)會，路丁格對我說，昂薩格難懂的文章被一個考夫曼的新方法解決了。他在僅幾分鐘的功夫里，告訴我新方法的關(guān)鍵部分，是幾個反對易矩陣，而我對這部分極熟悉。所以一到研究所，立刻把新的想法用到昂薩格的問題上去。不過用了兩三個鐘頭，就完全做通了。后來我也就成為這個領(lǐng)域的一個重要貢獻(xiàn)者。

為什么我能夠從路丁格的話得到那么大的好處呢？第一，因為我曾經(jīng)在昆明仔細(xì)做過狄拉克矩陣的研究；第二，更因為在1947年的不成功，但對昂薩格工作的研究使得我對于總體的困難有所了解，問題在哪里比較有掌握。所以等到路丁格的出現(xiàn)，自然會把它們加在一起，也就成功了。

這說明，第一就是要有興趣！第二就是要花功夫去研究。我花了幾個禮拜去研究不成功，但那不要緊，不成功是為后來鋪了路；第三是要有機(jī)遇，當(dāng)然這是要有點運氣，我那天碰見了路丁格，產(chǎn)生了突破。

要做好一個科學(xué)研究，最重要的三個步驟是興趣、努力的準(zhǔn)備和最后突破。這三步曲也是后來我所有研究工作所遵循的路線！