第十四期“李政道讲座”之

李政道传奇

  • 校友会志愿者 刘晋国(人文学院)
  • 日期:2021-07-09
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        2021年7月1日下午,第十四期《李政道讲座》在中国科学院大学雁栖湖校区开讲,首场我们有幸请到了清华大学楼宇庆教授,由物理学院副院长郑阳恒教授主持,郑院长首先介绍了楼教授在天体物理领域所取得的成果与业绩。

楼教授在2021年《李政道讲座》的开场演讲

        讲座开始,楼教授首先感谢了本次讲座的热情邀请和安排并分享了做往年讲座嘉宾后所得到的收获。接着通过展示一系列珍贵历史照片回忆了李政道先生的学生生涯、工作生涯、同事交往和社会贡献。楼教授明确指出了一个非常重要的历史事实,即李政道先生和杨振宁先生在1957年共同获得诺贝尔物理学奖时都是持中华民国护照的,错综的历史和政治背景以及多年的媒体宣传在此事上给公众留下了错误印象。在众多的照片中,楼教授展示了清华大学档案馆珍藏的李政道先生的西南联大的学籍证明,接着楼教授从清朝后期中国第一批留美幼童学生以及第一批庚子赔款留学生谈起,通过照片对唐国安先生(耶鲁肄业生,清华第一任校长)等人进行了介绍,之后楼教授介绍了CUSPEA(China-United States Physics Examination and Application)四十周年庆西安研讨会时部分CUSPEA学者的合影(2021年正在国家博物馆和香港巡回展出)、楼教授下乡时候的照片、李政道先生六十寿辰(纽约哥伦比亚大学)和八十寿辰(北京人民大会堂)时与多位物理学家的合影等一系列照片,往事依稀,似乎又都生动地浮现在听众眼前。

        照片记忆,连载时间与过往,楼教授通过多张照片讲述了吴大猷先生、叶企孙先生、朱光亚先生与李政道先生的故事,讲述了西南联大时期吴大猷先生积极提携李政道赴美求学,最后帮助李政道进入芝加哥大学物理系成为研究生(当时李政道没有西南联大本科毕业文凭),进入芝加哥大学后,李政道先生努力学习,一展才华,以优异的成绩得到了教授们的欣赏也获得了学校特别颁发的奖学金。接着,楼教授回顾了李政道抗日战争期间颠沛流离的旅程,从江西赣南考取浙江大学,那时浙大已迁徙到贵州遵义湄潭,在湄潭束星北先生给李政道一对一讲授物理知识,并推荐李政道去了位于云南昆明的西南联大,这对李政道的人生和学术发展具有极为重要的意义。

        接下来的一部分,楼教授讲述了李政道先生与杨振宁先生在美国多年的密切合作研究,楼教授先讲述了杨振宁先生取得的卓越学术成就和贡献,谈到杨在芝加哥大学在导师爱德华·泰勒(后来成为美国的氢弹之父)和费米的分别指导下从事理论物理研究,同时在研究生期间独立思考若干重要物理问题,多年后均有极为重要的斩获和突破。楼教授在一周前曾经访问安徽肥西三河古镇杨振宁旧居,报告中展示了杨振宁与好友邓稼先的合照、杨振宁先生的学生证照片及其在西南联大时和美国时与同学们和同事们的合照等。之后楼教授以“弱相互作用下宇称不守恒”为中心,介绍了李政道和杨振宁及吴健雄团队分别做出的理论工作和实测检验。他们由猜想分析到实验确认,合力推翻了当时物理学界普遍坚信的弱相互作用下依然有宇称守恒的信条,同时有若干独立重要的弱相互作用实验及时跟进也都证实宇称不守恒。这一革命性的结果使得李政道和杨振宁的对弱相互作用下宇称守恒的质疑迅速获得物理学界的普遍承认并颠覆性地开拓了物理发展的前沿。

        接着,楼教授介绍了李政道先生援引爱因斯坦对居里夫人的高度评价来评价吴健雄女士,李政道先生说“我认为我们怀念吴健雄,把爱因斯坦称赞居里夫人的话用在她身上是再恰当不过了。”由此可见,李先生对吴先生的尊敬和推崇。楼教授同时展示了杨振宁先生对于吴健雄先生“独具慧眼”评价的亲笔手书。借着李和杨对吴健雄先生的评价,楼老师总结了吴的工作。吴先生早年以优异成绩毕业于中央大学,1940年后获Berkeley物理博士学位,Ernest O. Lawrence(1939年物理诺贝尔奖)和Emilio Segre(因发现反质子,与Owen Chamberlain共享1959年诺贝尔物理学奖)是她的导师,她参与了美国研制原子弹的Manhattan计划并作出重要贡献。1956年在与李政道几次交流后,吴健雄先生便意识到宇称问题的重要性并即刻着手准备极化钴60衰变实验,果断放弃了原计划与袁家骝先生一起的欧亚之行,与华盛顿特区国家计量局的同事们合作,于1957年初证实了弱相互作用下宇称不守恒。吴健雄实验组公布的这一成果在世界物理学界引起了巨大的轰动。杨振宁先生如是形容:“物理学界那一次震荡跟三十年以后一样,即1987年的“Woodstock”高温超导会议,是第二次大战以来物理学界两次最大的震荡。”

       对于当时理论分析质疑和实测检验弱相互作用下宇称是否守恒的进程中,楼教授讲述了几个非常有趣同时也是极有份量的关于猜测最终实验结果的物理学界打赌轶事,第一个正是那位令人生畏的Wolfgang E. Pauli,他曾在写给先前的助手Victor F. Weisskopf教授的信中称:“我不信上帝是个弱左撇子,我已备好一大笔金额来下赌注,实验会给出一个对称的电子角分布(即镜像对称)。我看不出一种相互作用的强度与其镜像对称性之间存在逻辑关系”。当得知吴健雄合作团队的实验结果后,落败的Pauli在写给Weisskopf教授的另一封信中承认,“我上回跟人说我要打赌,幸亏没有人跟我打,假如打了的话,那我现在就要破产了。我是不能有够多的钱,所以要破产。现在我仅损失一点名誉,不过我名誉很多,所以我不怕。…”。第二个是大名鼎鼎的费曼说他愿意以50元美金下赌注,弱相互作用下宇称还一定守恒,结果赌输后费曼寄给其赌友的50美元支票被放在镜框中一直高挂在那位赌友的办公室里。第三个是著名的Felix Bloch称他绝对不相信弱相互作用下宇称会不守恒,若宇称不守恒,他会把帽子吃掉。Bloch教授是斯坦福大学首位获诺贝尔奖的物理学家。通过这三个故事的例子,足以看出李政道和杨振宁在探究弱相互作用下宇称是否守恒这一问题时所面临的心里压力和信条挑战。他们俩以深邃的直觉、过人的天赋、非凡的计算功力、缜密的思维、超常的自信和勇气明确无误地指出了宇称问题的核心关键或一个非常重要的事实,即1956年在他们俩撰写那篇划时代文章之前,以往所有的弱相互作用实验都未曾真正检验过宇称到底是否守恒。显然,一个进一步探究的大门洞开。基于过去大量的弱相互作用实验,李和杨分门别类,在文章中提供了若干相关的重要实验建议来检测宇称是否守恒。当然在获取和确认分析完毕成功的实验数据之前,这个问题无论如何依然是开放未知的。事实上,杨振宁先生和吴健雄先生其时并不觉得宇称会在任何弱相互作用力中不守恒。而依据楼教授的阅读了解和观察分析,尽管是开放问题,李政道先生似乎更为倾向弱相互作用下宇称或有可能是不守恒的。李政道先生与相关实验物理学家接触广泛且直接,积极推动他们用独立的实验方法检验弱相互作用下宇称是否守恒,并与实验者深入交流,迅速获得第一手实验结果。

        之后,楼教授通过一组照片展示了李政道先生和杨振宁先生1957年获物理诺贝尔奖的过程并播放了当时记者采访李政道夫妇和杨振宁夫妇的视频,年轻英俊的李政道风度翩翩,谦和自信地用英语回应记者,为世人翻开了物理的新篇章。李政道先生非常敬佩推崇费米教授,感恩他独特深邃的指导和训练,比如费米教授曾让李政道动手自制巨大的计算尺来计算太阳中心温度,而不是仅仅相信别人的计算结果。楼教授又讲述了李政道先生在选择研究课题方向时,曾咨询费米教授(粒子物理)、Chandrasekhar教授(天体物理)和林家翘教授(湍流物理)的有趣故事。楼教授也通过照片的形式介绍了李政道与中国领导人毛泽东、周恩来、华国锋、邓小平、胡耀邦、江泽民等人以及其他国家政要的会面。最后楼教授再次强调李政道先生对吴大猷和叶企孙两位物理前辈多年来一直怀有深深的感恩之心,并回顾了李先生为祖国作出的一系列重大贡献,对中国的人才培养、国际合作、科技体系的布局和构建产生了深远的影响。

全神贯注聆听楼教授讲座的中国科学院大学的学子们

        楼教授通过系列照片的形式介绍了李政道先生的多方面学术成就、对美国和中国物理发展的深刻影响和广泛的社会贡献,从而讲述了这位极为勤奋的物理天才的传奇。在讲座的最后,前来听讲座的中国科学院大学的学子们与楼教授积极交流,楼教授也热情地回答了学子们的提问。讲座在持久热烈的掌声中结束。

 

嘉宾简介:

楼宇庆,博士,任职于清华大学物理系、清华天体物理中心、清华-国家天文台联合天体物理研究中心和清华天文系,教育部长江学者特聘教授。1982年北方交通大学应用数学物理系工学学士,1980年通过中美物理联合考试申请(物理诺贝尔奖得主李政道教授发起主持的China-United States Physics Examination and Application -- CUSPEA)项目选拔,1981年赴美国Harvard University物理系深造,1983年和1987年分别获硕士和博士学位。曾访问或任职:德国海德堡大学(Universitat Heidelberg)理论天体物理所;美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research)的高山天文台(High Altitude Observatory)和高等研究项目(Advanced Study Program);美国阿拉斯加大学(University of Alaska Fairbanks)地球物理研究所;美国芝加哥大学(University of Chicago)天文和天体物理系;台湾中研院天文所;中科院国家天文台 。

2002年任清华大学物理系教授,教育部长江特聘教授。中国国家自然科学基金委海外杰出青年学者,博士生导师,国际天文学会会员,清华大学《百人计划》天体物理项目主持人;曾用TNT 80厘米光学望远镜(河北兴隆)在国际上率先发现三颗超新星,为大陆高校首次;曾用新疆天文台25米射电望远镜(乌鲁木齐南山)监测木星内辐射带;曾用紫金山天文台13.7米毫米波望远镜(青海德令哈)观测形成原恒星的云核分子谱线。曾经分别主持和参与了美国国家科学基金会的天文学和地球科学的科研项目、中国国家自然科学基金委和科技部的科研项目以及教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目,也曾在美国和中国参与高级别科研项目评审会议。已在主流审稿国际杂志上发表一百五十多篇文章(包括Nature、Science、Nature Astronomy、MNRAS Lett.、ApJ Lett.、Phys. Rev. Lett.、Geophys. Res. Lett.等),另发表会议文集文章四十多篇,在国内外做学术邀请报告二百五十多次,培养了众多优秀学生。

主要研究兴趣涉及太阳物理、空间物理、天体物理其中包括与磁层、行星、褐矮星、恒星、星系、星系团、脉冲星、超新星、宇宙射线、黑洞和磁化致密天体、磁化超大质量恒星等系统相关的相对论流体和磁流体力学问题。