杨振宁驳斥《李政道传》 | 二湘空间
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关于季承的《李政道传》及《宇称不守恒发现之争论解谜》
文/杨振宁
编者按：2010年《李政道传》出版，杨振宁发文驳斥此书，共10条。
《李政道传》(简称《2010李传》)是一本介乎传记与口述历史之间的著作，作者是传主李政道的多年助手。由于书中有大量篇幅涉及我本人，以及我与李合作的细节，而所说的或则没有包括全部事实，或则根本错误，很容易造成歪曲、偏颇的印象，我不得不作回应，以正视听。我要说的，只限于能够根据文献讲清楚的几件较大的事情。书中许多材料都源自2004年由季承领头编辑的《宇称不守恒发现之争论解谜》(下称《2004解谜》)，所以下面多处也要涉及此书。
I.
《2010李传》58页有下面一段关于我1948年博士论文的文字：
“第二个问题，虽然李政道给出了答案，但他那时正忙于天体物理的问题，没有深入去研究。吴大猷先生觉得这个问题很有意义，一定要李政道回芝加哥后把答案写出来。李政道尊重吴大猷先生的意见，回芝加哥后在他所住的国际公寓里算这个问题。杨振宁来了，看到李政道正在做计算，于是问李政道算什么，李政道对他说了。后来，杨振宁对这个问题做了详细的计算，成了他的毕业论文。”
这段文字讲了些事实，可是没有讲全部事实(The Whole Truth)，更没有讲最重要的事实。事实是：当时有一个谜团困扰许多研究β衰变的学者：β-γ关联(correlation)的计算往往是大算一阵子之后，发现许多项都互相消去，结果非常简单。Uhlenbeck和他的学生Falkoff就被此谜团困扰。[Uhlenbeck(1900-1988)是发现电子自旋的物理学家，许多人认为他应该得诺贝尔奖。］吴先生从Uhlenbeck那里知道这谜团的重要，所以要李去算。此前我已经在研究此问题，而并不是和李谈了以后才开始研究此问题。但我却没有大事计算，而是去想为什么会有那么多项相消！
想的结果是：对称原理是多项相消的内在原因，从而推广此原因，写了我的博士论文。全文发表后只有9页篇幅[Phys.Rev.74,764(1948)]，其中的定理立刻引起核物理学界的广泛注意。1950年代最有名的核物理学教科书Blatt and Weisskopf, Theoretical Nuclear Physics就多处引用了我的这些定理，例如：
“杨的普遍定理也适用于此例。”(译自该书1952年版639页)
(对称是二十世纪物理学的一个中心观念。我的这篇1948年的博士论文，后来的杨-Mills、宇称不守恒、1974年的规范场积分形式等工作，都是关于对称的工作，其中尤以杨-Mills的规范场理论为极重要。请参阅《2009 Dyson》。)
II.
《2010李传》第四章多处明示或暗示李是费米的博士生，而杨不是；《2004解谜》第14问答中也如此说。这同样是只讲部分事实，以偏概全。
我确实不是费米的博士研究生，李是。可是我是费米的得意学生，而李不是。证明一：费米在芝加哥的九年教过不少学生，其中只有我和他联名发表过理论物理文章[Phys.Rev.76,1739(1949)]。证明二：1948年春费米为了弄懂Schwinger对重整化的工作(这是当时最红的研究领域)，每星期两、三个上午在他的办公室中讨论此工作。(见《1983杨》6页)参加的除费米外，有两位教授：Teller与Wentzel，与五位研究生：Chew、Goldberger、Rosenbluth、Steinberger与我，没有李(讨论了数周，结果由Goldberger整理成49页的文件。但Schwinger的计算很难懂，我们的讨论完全失败)。证明三：费米出差的时候，常请我代课，从没有请李(见《2004解谜》110页)。证明四：费米于1954年11月28日因癌症逝世，享年53岁。他最后住医院期间我专程自美国东岸飞往芝加哥去看他(《1983杨》307页)。李没有去看他。证明五：费米逝世以后，Segre为编辑费米的全集邀我写了一篇文章(《1983杨》48页)。没有邀李。等等。
III.
《2010李传》第六章提到了“与杨振宁的合作与疏离”，所谓“疏离”是指1952年我们两篇统计力学文章的排名次序问题；《2004解谜》的第8问答也是关于此问题的。
首先，需要指出，整体而言，统计力学向来是我的主要研究领域之一，不是李的领域。从1944到1952年，我单独在此领域发表过五篇文章，其中关于二维晶格系统自发磁化的文章是此领域的一个突破。李一生一共只发表过12篇统计力学文章(《1986李》第一卷viii页)，其中11篇都是1952-1960年间和我合作的成果，这清楚显示了他在此领域所处位置。而我们1962年分手之后，我在此领域继续工作，发表了很多文章，其中1967年与1969年有关一维系统的两篇都具有开创性意义。1999年我获颁Onsager奖，那是此领域最重要的奖项。近年我重新回到此领域，在2008至2009年间又已经发表了六篇文章。
至于前述引起排名问题的那两篇文章的背景是这样的。1951年秋天李来普林斯顿，此时他尚未在统计力学领域有任何学术成果。我向他介绍了我上述那篇二维晶格自发磁化的文章，从此文开始我们企图进一步推广。《2004解谜》对这次合作是这样描述的：
“当我(李)于1951年秋到达高等研究院时，讨论的最热烈的问题之一是伊辛(Ising)模型。那时候，杨刚好完成了他的两维伊辛模型的磁化计算，想继续在这一领域工作。由于我在芝加哥时，曾听了乔和玛丽·迈耶(Joeand Maria Mayer)的统计力学课，迈耶的凝聚理论总是使我入迷。自然，我们的讨论就很快集中到就伊辛结果向气-液相变的推广。”(《2004解谜》参考文献235-236页)
这两篇文章很有名，是经典文献，都是由我执笔写的。其研究态度与方法今天都公认为是我的风格。当时把两篇文章都签名为杨—李，是正常的次序。可是我起先竟计划两篇文章的签名都把李放在前面，后来部分地接受了杜致礼的忠告，签名才变成一篇杨李，一篇李杨。这是什么缘故呢？(《2002杨传》207页)
回答：《1983杨》571-585页表列了我1981年以前所发表的所有文章。根据这个表，1945年到1956年底我在美国发表的两个人签名的文章共有13篇：
依字母次序(八篇)
Fermi and Yang 1949
9Lee and Yang 1952
Lee and Yang 1955
Lee and Yang 1956
Lee and Yang 1956
Huang and Yang 1956
Lee and Yang 1956(Parity paper)
Lee and Yang 1956
不依字母次序(五篇)
Yang and Tiomno 1950
Yang and Feldman 1950
Yang and Lee 1952
Yang and Mills 1954
Yang and Mills 1954
不依字母次序的四位合作者，李以外的三位：Tiomno、Feldman和Mills都感谢我带着他们写了文章，都和我是终身朋友。其中Mills(1929-1999)于1999年身患癌症，还参加了我在石溪的退休研讨会。更早在1992年在台湾清华大学庆祝我70岁生日的学术会议上他作了一个演讲(《1995刘丘》，199页)，其中头一段讲到他和我在1953-1954年的合作经过，翻译如下：
“我十分高兴，也十分光荣，应邀为庆贺我的老朋友佛兰克杨写此文章。我很幸运，也很愉快，终身和他的名字并列。物理学者与学生在碰见我的时候往往说：“哎呀，你就是杨-Mills的Mills？”我就要解释我确实对我们的工作有一些有用的贡献，但当幸运之神把我们安排在一起时，我的经验尚浅，而佛兰克杨当时，(与现在)，是既聪明又对比他年轻的物理学家十分慷慨。”
Mills说我曾慷慨帮助比自己年轻的物理学家，大家都知道其中第一位就是李政道。我当时把他当作是我的弟弟，尽力培植(《2002杨传》506页)。
后来我曾尽力培植吴大峻(哈佛大学教授)。他也终身感激，在1992年的一篇名为“杨教授与我”的文章中他有这样几句话关于1950年代他和我的合作：
“虽然杨教授对此文的贡献比我多，但是他不肯和我联名发表，因为他要帮我巩固我的学术地位。这样的事情发生了好几次，一直到五年以后，1964年杨教授才和我第一次联名发表了一篇文章。”(译自《1995刘丘》，448页)
又有几句话关于后来1964年他和我的合作：
“因为那时我已有永久聘书，所以杨教授终于同意和我联名发表文章。那就是上面所提到的我们的第一篇联名文章。此文章今天还常被引用。”(同上，449页)
IV.
《2010李传》94页有一段话提到李和我在1955年的一篇文章(Phys.Rev.98,1501)：
“这篇论文是否定杨振宁和米尔斯上述论文的。杨振宁自己否定自己的论文,是很有意思的一件事。”
《2004解谜》问答(8),38页中也有类似的话：
“1955年，我们合写了一篇否定杨和米尔斯《同位旋守恒和同位旋规范不变性》出发点的文章，在《物理评论》上发表。”
这篇1955年的文章很短，印出只有不足一页，而全文不但没有任何否定1954年杨—Mills文章的意思，反而是该文的申延。此文第二段清楚地说明其用意：
“杨与Mills在讨论同位旋守恒问题时曾经涉及此问题。我们在此要讨论的，则是重粒子守恒所引起的同类问题。”(译自原文)
这样看来，李于2003-2004年接受访问时，恐怕并没有翻查原文；《2010李传》的作者于2009年恐怕也同样没有查阅原文。可是在《2004解谜》的问答(10),45页中李却说：
“和杨振宁不一样，我说话一向是很谨慎的，对自己的为人，要求一向是很严格的。”
V.
《2010李传》与《2004解谜》都再三讲“宇称不守恒思想之突破”发生于1956年4月8日或9日，说Rochester国际会议(1956年4月3日到16日)结束后李与Steinberger就重奇异粒子的产生和衰变作详细讨论，在讨论中李想到赝标量是问题关键，说这是他的突破。《2004解谜》问答(3),5-6页上这样说：
“……4月8日或9日，……我发现，用斯坦伯格实验中重粒子产生和衰变的几个动量，便能很简单地去组织一个新的赝标量。用了这θ-τ以外的赝标量，就可以试验θ-τ以外的系统宇称是否不守恒。而这些赝标量，很显然的，没有被以前任何实验测量过。……这就是宇称不守恒思想的突破。”(底线是我现在加上去的)
两页以后再说：
“这一切完全证明宇称不守恒思想的突破是首先由我在1956年4月上旬独立做出的，和杨振宁无关。”
赝标量(pseudoscalar)是物理学中的一个观念，它确是化解θ-τ谜最重要的钥匙。在1954-1956年间讨论θ-τ谜的文献中，它起先完全没有出现，第一次出现于文献就是在1956年10月李和我的那篇后来得奖的文章中(Phys.Rev.104,254)，这篇文章定稿于该年6月22日。
可是赝标量既非“在4月8日或9日”出现于θ-τ谜中,也非李“独自发现”的：
(A)赝标量出现的时间是5月中旬，是在苦思后“顿悟”出来的。铁证如下：
那几年θ-τ谜是物理学界最热门的研究题目，在上述最重要的Rochester国际会议中我被邀请作关于θ-τ谜的总结报告。根据事后出版的会议纪录，李并没有做任何报告，也没有就θ-τ谜发言。我的报告自然特别专注于奇异粒子(strange particles)，因为θ与τ都是奇异粒子。在会议之后两三个星期内，李和我的研究起先依旧集中在奇异粒子。后来经过了下面几个重要阶段，最后才发现赝标量的重要性(《1983杨》，26-31、183-188页)：
1.在五月初改变研究方向，不研究奇异粒子了，改研究β衰变。
2.引进杨和Tiomno一篇1950年的文章(Phys.Rev.79,495)中关于β衰变的观念，引入C与C'系数(《1983杨》190页，注7)。
3.用了C与C'到β衰变研究，然后作了一、二星期的大算，发现许多项相消，得到令人震惊的结论：“原来过去多种β衰变试验都并未证明宇称绝对守恒。”
4.五月间我在Brookhaven报告此结果后，Walter Selove问我为什么会有这么多的项相消？我一时不会回答。
5.于苦思一两天以后,在五月中旬(前后)的一天才突然有了顿悟：要引入赝标量的观念才能懂为什么多项相消。
顿悟以后，我们像触电一样感觉我们和所有研究θ-τ谜的人，原来都非常笨，一直没有想到赝标量。那天的这个顿悟，15年以后李在《1971李》中，曾有声有色地这样描述(中文翻译见《2004解谜》，参考文献144页)：
“在我们把齐格班的书通读一遍之后，重新用新的相互作用推导了所有的那些老的公式，我们就十分清楚了，在那个时候，甚至连一个能证明在β衰变中宇称是守恒的实验证据都没有。这说明我们是多么愚蠢！应该有一个极为简单的理由，为什么所有那些复杂的干涉项C*iCj互相一一消除。当我们停止计算而思考时，在一个相当短的时间里，我们就明白了，缺少证据的原因在于这样一个简单的事实，就是没有人做过任何努力去从看来好像左右对称的安排中专门挑出赝标量进行研究。”(底线是我现在加上去的)
所以李于1971年还清楚地记得此顿悟，记得是在转换战场，改研究β衰变，引进C与C'大算之后，是在5月中前后，不是在4月上旬。
(事实上,如果赝标量之引入确实像李现在所说的那样，由他在4月8日或9日发现，那我们为什么还要于5月初引入C与C'大算β衰变呢？为什么还要等吴健雄来做β衰变中宇称不守恒的工作呢？)
(B)顿悟者是杨或是李？是杨。对此我没有铁证，但有80%至90%可信度的证明：达到顿悟最关键的一着是一个C→C,C'→-C'的转换(transformation)。C与C'是由我自我与Tiomno一篇1950年的文章引进的，是与对称有关的系数，而对称是我的专长(见本文I节)，所以才能终于想到了这不寻常的一着。(详见《1983杨》28-29页)
这个转换及其不寻常的作用在《1957 BNL 443》第18-20页有详细的说明。
［上面I节所讲的当时(1948年)的大算与本节所讲的1956年的大算，都因为利用对称原理，而可以化为不必要，显示出对称原理的深入重要性。对此重要性的敏感与认识是我一生学术工作的一个特征。］
VI.
在《1983杨》的29-30页我曾描述1956年5月底前后我怎样写了初稿，打字后成为Brookhaven的2819文件，于6月22日投稿到Physical Review，此原稿当还在Brookhaven和Physical Review期刊的档案中，可以复查的。可是多年后在《2004解谜》23-24页上却说初稿是李在哥伦比亚大学写的；《2010李传》107页也持此说法。哪一种说法正确呢？手头没有文献以百分之百的可信度来回答此问题。可是有一个旁证：李于看到我的这本《1983杨》以后，出版了回应的《1986李》，题目是“Broken Parity”。(此文的中译本见《2004解谜》233-251页)文章对我在这本书中所说的文稿主要是由杨执笔的说法未提任何异议。
如果初稿是他写的，他在这篇他一生极重要的响应文章中会不提异议吗？
VII.
《2004解谜》中说：
“1956年4月初我(李)做出了宇称不守恒思想的突破以后，到5月份杨振宁才参加进来和我一起对宇称不守恒做了系统性的理论分析工作，一起写出了获诺贝尔奖的那篇论文。”[问答(3)，16-17页]
“我正在计算和分析。杨振宁要求和我合作，愿意帮助我一起研究。我接受了他的要求。”[问答(8)，38页]
这些话显然是要表明，在宇称不守恒的工作上，李是主要的，我只不过是跟随的副手。
这个说法奇怪的颠倒了主从关系，与当时同行们的印象正相反。铁证如下：
在1956年12月初，我们那篇关于宇称不守恒的文章已经发表了，吴健雄的实验正在进行中，但尚无结果。当时在求解θ-τ谜团这个重大问题的战场上，疑云满布，和我们竞争的劲敌是极有名的Gell-Mann(后来于1969年获诺贝尔物理学奖)。他以为我们的文章有错误，就匆匆忙忙写了一篇短文寄给我；显然，Gell-Mann以为发现了我们的弱点，所以投下了“战书”(但几天后他就发现我们的文章其实并没有错，又来信取消了他的短文)。
他这封信很值得注意的有下面两点：(1)在短文第一页右上方Gell-Mann写道“佛兰克杨：请于此文送印前告诉我你的意见。”很明显，他知道他的真正对手是谁。(2)虽然我们的文章已发表，排名顺序为李-杨，可是Gell-Mann在全文中只引用杨-李，而从不用李-杨，这就有力地说明了，在他心目中李和我之间的合作关系是怎样一回事。
VIII.
李和我1962年决裂以后，是谁先在公众场合讨论宇称不守恒研究的经过，是谁先引起公开争端的呢？《2010李传》和《2004解谜》都指责我，说是《1983杨》一书起的头。这不是事实。
事实是这样的。1968-1971年间李在多处作关于弱相互作用的历史的演讲，包括在意大利的Erice、CERN、哥伦比亚大学、Rutgers大学等各处。许多听过他的演讲的人告诉我，他基本上是说宇称不守恒的工作是由他开始和主持，中间要找人帮忙计算，就找了我。听后我当然感到震惊与愤怒，可是由于没有见到出版的文献，所以并没有作任何公开响应。直到十年后，我偶然在一本1971年出版的书中，看到了李1970年在西西里岛Erice的International School of Sub-nuclear Physics的演讲(即《1971李》)，才了解传言并非虚构。这样，我才在1983年出版的《杨振宁论文选集》(即《1983杨》)中第一次作公开响应。
因此，李1968-1971年所作的许多演讲，以及其中的Erice讲稿的出版，才是我们之间所有公开论争的源头。
那么，李在Erice到底讲了些什么呢？根据公开出版的《1971李》，他演讲的题目是“弱相互作用的历史”，全文共分三节，第二节讲的是θ-τ谜，其中最关键的一段，下面称为(a)：
“那时，宇称算符P的真实含义还不清楚，至少对我(李)来说是这样。当然，我了解它的数学特征：P应由一个希尔伯特空间中的么正算符来表示，而在P的作用下，例如对于自旋为1/2的费米场，我们可以得到等等。我假设，β衰变可用一个更加普遍的拉氏量来描述，它包括10项耦合常数，即通常的5项Ci(i=S，P，V，A，T)以及另外5项宇称破缺常数C'i。随后我从吴健雄那里借到一本由齐格班(K.Siegbahn)编的有关β衰变的权威著作，和杨振宁一起系统地计算了所有可能的宇称破缺的效应。”(此中译文见《2004解谜》,参考文献143-144页。原文没有底线。)
这段文字的含意很明显：观念上的探索、进展都是由李主导，李带着杨做研究，杨的贡献只是做了些计算而已。
因此我知道我不能再沉默，于是在《1983杨》这本论文集中写下了一些我们多年来合作的细节，并写下了下面的一段话：
“一直到今天，我在公众场合都严守自律，绝对不讨论我和李合作的细节。除了我的父母、兄弟姐妹、孩子们和两个亲密的朋友以外，我从来没有向外人谈过上文(56h)所述的研究经过。此经过是根据我1956年及1962年的简单笔记而写的。本来我并不准备于任何时候发表这些细节，可是1979年的一天我偶然看见了A.Zichichi所编辑的书Elementary Processes at High Energy,Proceedings of the 1970 Majorana School(Academic Press,1971)里面的李政道的文章，才使得我改变了这个长期以来的决定。在这本书里,李的文章题目为〈弱相互作用的历史〉,其中他描述了一些涉及1949年我们合作的一篇文章与1956年我们合作的关于宇称不守恒的文章的细节。李的这篇文章隐示和暗含了(implied and insinuated)许多事情,关于他和我的关系、关于宇称不守恒的工作,与关于β衰变怎么搞进了θ-τ谜。全文没有讲关键的观念与战略是怎样产生与发展的,也没有讲宇称不守恒文章是怎样写出来的。我于1979年看了这篇文章以后,了解到我一定要在适当的场合把真相写出来。”(译自《1983杨》，30页)
为了回应，李发表了《1986李》。其题目是“破缺的宇称”。此文中译见《2004解谜》，参考文献233-251页。这一次有了一些细节,譬如提到了上面V节中的转折点1与2(改研究β衰变与引入C与C')。而最关键的是其中的一段，下面称为(b):
“那时，杨和我对宇称算符P的实质意义都还不清楚。当然，我们知道它的数学特征：P应当由在希尔伯特空间里的一个么正算符来表示，在P作用下，对自旋为1/2的费米场，可以得到等等。没有宇称守恒，β衰变应该用一个推广的拉格朗日函数来描述，包括十个耦合常数，常用的五个是Ci=(i=S，P，V，A，T)以及另外五个宇称破坏的常数C′i。
杨和我开始系统地用推广的宇称不守恒作用对所有已知的β衰变现象进行研究。我们很快读完了齐格班的书，经常保持电话联系。我们花了两个星期的时间完成了全部的β衰变分析。”(此中译文见《2004解谜》,参考文献242-243页。)
对比(a)与(b)，显然是看了《1983杨》以后，李觉悟到十多年前他发表的(a)语气不妥，是大患，于是删掉四个“我”字，略作修改，于1986年发表为(b),希望天下人都不去查阅原版(a)。(可是编者季承不小心,竟把原版(a)与新版(b)都译为中文,印在同一本《2004解谜》中。)
IX.
《2010李传》199页说:
“(李)这时他才得知,xxx带头写信给中国政府,对CUSPEA计划表示抗议,迫使这一计划中途停顿下来。他们说,李政道搞的CUSPEA计划是‘丧权辱国’,‘比19世纪末20世纪初半殖民地都不如’。”
在《2008李文选》89页上也有这样一段文字：
“1980年春,洛克菲勒大学(Rockefeller)教授、数学逻辑专家王浩到哥伦比亚大学我的办公室。他是专程来告诉我,有一封以一位极有名的美籍华人物理学家为首的信,信中对CUSPEA用了‘丧权辱国’、‘比19世纪末20世纪初半殖民地都不如’之类‘文革’式的大帽子。”
我要在此郑重澄清：我从来没有在任何场合说过这样的话，写过这样的信，也没有以任何方式反对过CUSPEA。事实上，CUSPEA是李于1980年代初发起并主持的计划，安排中国学生到美国许多大学做物理系研究生，我对此计划始终是赞许的。我所在的石溪大学没有参加此计划，并不是因为我不赞成它，而是因为：(一)石溪已经有多种渠道引进中国物理研究生，所以不必参加CUSPEA；(二)我知道我不能和李共事。
X.
李政道和我在1946-1957年间的合作非常非常成功。我曾说它当时被同行们羡慕和妒忌(admired and envied)。记得那时我也曾为苏轼给他弟弟的诗句所深深感动：
与君世世为兄弟
更结此生未了因
那时怎么样也不会料到我们的被羡妒的合作会演变成后来的悲剧。
Pais(1918-2000)是有名的爱因斯坦传《Subtle is the Lord》的作者。他跟李和我都曾是多年的朋友与同事。他对杨李的合与分写过下面的一段话：
“我认为要了解其中真相,要对中国传统比我有更多的知识…”(译自《2000Pais》，177-178页)
在众多讨论杨李之合与分的文章中，这恐怕是最有深度的一段话。
~the end~
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