几位物理学家的故事 .pdfVIP

几位物理学家的故事

本文是杨振宁先生30多年前在中国科技大学研究生院的一次报告，

由丁亦兵据录音整理，原载《物理》杂志1986年15卷11期。感谢

《物理》杂志授权转载。

杨振宁先生在清华90周年校庆上做的通俗演讲《美与物理学》，

链接如下：

一、费米的故事

费米（1901-1954）

费米是20世纪的一位伟大的物理学家，他有很多特点。他是最后

一位既做理论又做实验而且在两方面都有一流贡献的物理学家。认识

费米的人普遍认为，他之所以能够取得这么大的成就，是因为他的物

理学是建立在稳固的基础之上的。用英文讲是：

Hehasbothofhisfeetontheground.

就是说，他总是脚踏实地。

我给大家举一个非常简单的例子。1925年至1926年矩阵力学和

波动力学创立，1927年海森堡的测不准原理又问世，这是质点的量子

力学基础已经奠定了。但是要计算一个电子从一个态到另一个态的跃

迁几率，还需要应用对应原理，这是一个半路出家的办法。有好几个

人，其中最主要的是狄拉克，对此进行了初步讨论，认为需要把电子

的运动与电磁场结合在一起，把它们看成一个运动系统，然后对整个

系统进行量子化。这样，就形成了量子电动力学，所以大家公认狄拉

克是量子电动力学的创始人。狄拉克的文章发表以后，泡利和海森堡

对这个工作非常感兴趣，他们将这种场论大大地向前发展。我记得，

我在芝加哥大学做研究生时，曾经花了很多时间来研究他们在那两年

里所写的文章。这些文章都非常难懂，因为它们太形式化了。

在那个时候以前，费米没有参与过量子力学本身的奠基性的工作。

他的关于统计力学的研究工作是在量子力学建立之前发表的。那时，

他在意大利。那里的近代物理当时不是发展最繁荣的，费米完全是独

自做研究。他看到了狄拉克的工作，也看到了泡利和海森堡的工作。

他对这些工作不太满意。其中最重要的一点是，在这一理论中有一个

叫做标量势的量A_0，找不到它所对应的动量，这在当时引起了一些

紊乱。费米讨论了这个问题，在1930年写了一篇文章，是用意大利文

写的。1932年，这篇文章在《现代物理评论》上发表了，他这篇文章

非常直截了当，非常具体地奠定了量子电动力学的基础。虽然当时狄

拉克，泡利，海森堡写了多少文章，他们所作的东西都偏于形式化，

所得的结果不具体、不清晰。然而，经过费米的工作，量子电动力学

就变得非常具体、非常清楚了。当时一些从事这方面工作的人，比如

乌伦贝克（Uhlenbeck）就曾说，在费米的文章出来以前，没有人懂

得量子电动力学，算来算出都是一些形式化的东西，对于具体的内容

并没有理解。费米的文章出来以后，大家才真正得懂了。费米的这种

扎扎实实、脚踏实地的特点，正是他的基本成功之处。这一点不仅仅

体现在刚才所讲的很复杂的量子电动力学上。从简单到复杂的所有的

问题，经费米一处理，都变得非常清楚了，使你觉得中学生都可以懂。

正如我在《读书教学四十年》那篇文章里所讲的，我在做学生时，

受到费米的影响非常之大。其中最重要的是，我了解到，物理不是形

式化的东西。

1948年我在芝加哥大学读了博士学位之后，当了一年教员。

1949年春，奥本海默来演讲。当时在美国，奥本海默是众所周知的物

理学家，因为他成功地主持了战时原子弹的研制工作。那时正是量子

电动力学中重整化问题的研究处在高峰的时期。在芝加哥大学，费米、

文策尔、泰勒等几位教授对这个问题非常感兴趣，但他们还没有细致

地做这方面的工作。奥本海默还没那时主持普林斯顿高等研究所，那

里有很多年轻人（包括Dyson）在做这一工作。听完奥本海默的演讲

之后，我觉得我应该到那里去。于是我去找费米，也找了泰勒，请他

们介绍我去高等研究所。费米对我说，他很高兴我去那里，不过又说，

那个地方不是久留之地，因为那个地方像是一个修道院，是专门培养

传教士的。这种观点清楚地表示了费米的物理学的精神，他也确实是

我们做学生时平常与他接触所得到的最深刻印象。

对于“什么是物理，什么不是物理”，费米有一个很清楚的价值

观念。他认为，太多形式化的东西不是不可能产生物理，只是产生问

题的可能性常常很小，因为它有闭门造车的危险。而跟实际接触的物

理，才是能够长期站得住脚的物理。

我后来对于物理的价值观念，深深受到了费米的影响。这里我们

不妨做一个比喻。物