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黃慶橋|科學背后的政治競爭:1957年圍繞宇稱不守恒理論的國際爭奪戰(zhàn)

 連云港海之闊 2024-08-06

   據(jù)央視新聞客戶端8月5日消息,著名華人物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者李政道先生去世,享年98歲。

李政道,中國科學院外籍院士,1926年11月24日生于中國上海市,祖籍江蘇蘇州。1943至1945年就讀于浙江大學、西南聯(lián)合大學。1946年入讀美國芝加哥大學研究生院,1950年6月獲博士學位。此后,在美國多所知名院校、研究機構(gòu)從事研究工作。

李政道教授長期從事物理學研究,在粒子物理理論、原子核理論和統(tǒng)計物理等領(lǐng)域做出了一系列具有里程碑意義的工作。1956年,與楊振寧一起提出弱相互作用中宇稱不守恒的論斷,翌年經(jīng)實驗驗證后,共同獲得諾貝爾物理學獎和愛因斯坦科學獎。

李政道始終心系祖國的科學教育事業(yè)。自1972年起,多次回國講學、建言獻策,改革開放以后更是不遺余力地推動中國科學教育事業(yè)進步,為中國科學教育戰(zhàn)略布局、高能物理前沿探索、高水平人才培養(yǎng)和國際交流與合作做出了無可替代的貢獻。

比如,倡導建立國家自然科學基金制度和成立國家自然科學基金委員會,倡導建立中美高能物理合作聯(lián)合委員會機制和建設(shè)我國第一臺高能加速器——北京正負電子對撞機,促成北京譜儀、大亞灣中微子實驗國際合作組等等。

再如,1979年至1989年,發(fā)起并參與組織實施中美聯(lián)合培養(yǎng)物理類研究生計劃,選拔推薦915人赴美深造,造就了一批領(lǐng)軍學者和社會棟梁,創(chuàng)設(shè)了我國急需高層次人才培養(yǎng)的新范式。1985年,倡導建立博士后制度和成立中國博士后科學基金會,持續(xù)打造我國科技創(chuàng)新生力軍數(shù)十萬人。1998年,發(fā)起設(shè)立秦惠?與李政道中國大學生見習進修基金,擇優(yōu)培育我國基礎(chǔ)科學后備軍數(shù)千人,成為我國創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要載體。

本文為上海交通大學馬克思主義學院教授黃慶橋所撰寫的《科學背后的政治競爭:1957年圍繞宇稱不守恒理論的國際爭奪戰(zhàn)》,回顧了1956年李政道與楊振寧提出弱作用下宇稱不守恒理論假說之后,在美蘇爭霸、兩岸對峙的時代背景下,所撬動的巨大反響與競爭。觀察者網(wǎng)轉(zhuǎn)載此文,謹以此紀念李政道先生。

【文/黃慶橋】

1956年10月,中國籍留美青年物理學家李政道、楊振寧( 以下簡稱“李、楊”)提出弱作用下宇稱不守恒理論假說。該理論旋即于1957年1月被美籍華裔女物理學家吳健雄等的實驗證實,引起國際物理學界巨大震動,并于當年10月獲諾貝爾物理學獎,獲獎速度之快,實屬罕見。

正因為李、楊提出的新理論極具顛覆性與影響力,加之二人的特殊身份,在美蘇爭霸、海峽兩岸對峙的時代背景下,美國、蘇聯(lián)、中國、中國臺灣地區(qū)四方圍繞李、楊的科學理論及其獲諾貝爾獎,展開了一場國際爭奪戰(zhàn),典型反映了科學背后的政治競爭,本文擬對此做初步探討。

一、兩大陣營對峙:科學發(fā)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)之爭的表與里

李、楊的理論假說在1956年10月發(fā)表之后,雖然受到科學界尤其是物理科學界的關(guān)注,但其影響并未擴散至社會和政治層面。原因在于,普通公眾對這一高深的高能物理理論并不理解;另一方面,宇稱不守恒理論仍處于假說階段,還未得到格檢驗與證實,很多知名物理學家并不認可這個理論假說。比如,當時被人們認為是最偉大的理論物理學家泡利在給韋斯科夫的一封信中就曾說:“我不相信上帝是個沒用的左撇子,我愿意打一個大賭,實驗一定會給出一個守恒的結(jié)果?!保?]

鈷 60 衰變的鏡像實驗。吳氏實驗是由美籍華裔物理學家吳健雄與美國國家標準局低溫研究組合作進行的一項核物理學實驗。這一實驗的目的在于驗證弱相互作用中宇稱是否守恒。至1957年底,吳健雄團隊進一步進行的研究一再地驗證了該結(jié)果。弱相互作用中宇稱不守恒由此得到了有力的證明網(wǎng)絡(luò)圖片

1957年1月15日,哥倫比亞大學通過召開記者發(fā)布會的方式,公布吳健雄等人的兩組驗證宇稱不守恒理論的實驗,一下子讓李、楊的理論假說變成了革命性的科學理論。與此同時,采取新聞發(fā)布會這一特殊方式,也讓這個普通人難以理解的科學理論進入了社會輿論場域。

吳健雄(1912.5.31-1997.2.16)

1957年1月16日,《紐約時報》圍繞哥倫比亞 大學的新聞發(fā)布會和宇稱不守恒理論,以兩篇專文、兩篇實驗報告給予了充分的報道,顯示了美國主流媒體對于這一重大科學發(fā)現(xiàn)的強烈關(guān)注。

標題為《物理學中的基本概念在實驗中被報失效:核理論中的宇稱守恒定律受到哥倫比亞大學和普林斯頓大學研究所的科學家的質(zhì)疑》的長篇報道,全面解讀了前一天哥倫比亞大學新聞發(fā)布會的內(nèi)容。該報道援引哥倫比亞大學諾貝爾獎獲得者賴比的話說:“在某種程度上,一個相當完整的理論結(jié)構(gòu)的根基已經(jīng)被摧毀了,我們不確定該如何重組這些碎片?!保?]該報道還援引另一名物理學家的話說:“在某種意義上,人們曾經(jīng)多年在一扇緊閉的門上捶打核物理學,但最終卻發(fā)現(xiàn),它根本就不是一扇門,而是繪于墻上的門的畫像?,F(xiàn)在,科學至少已經(jīng)進入了再次尋找真正的門的狀態(tài)?!保?]整篇報道對李、楊的科學理論充滿了溢美之詞。不過,《紐約時報》并未強調(diào)李、楊二人的中國國籍,反而是用了他們“都出生于中國”這樣非常模糊的表述。

在標題為《外表與真實》的編輯部文章里,則重點解釋了宇稱不守恒理論及其實驗的重要性。文章最后的一段話寫道:“人們相信,這件事 (宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn))移開了通往建立一個關(guān)于構(gòu)成物質(zhì)宇宙的基本單元的統(tǒng)一理論的主要路障。理論會是什么樣子,也許還要花上二十年時間,但是物理學家們現(xiàn)在感到有信心,他們至少從現(xiàn)在的'宇宙叢林’里找到了一條出路?!保?]

另外,《紐約時報》還在同一天刊登了哥倫比亞大學發(fā)布的兩組實驗的報告文本,并說:“以上兩組實驗都是在兩位理論物理學家的建議下展開的,即哥倫比亞大學的李政道和新澤西州普林斯頓高等研究院的楊振寧?!保?]這反映了當時哥倫比亞大學官方的態(tài)度,或許也無意中埋下了9個月后吳健雄未能與李、楊一起獲諾貝爾獎之伏筆。

年輕時的楊振寧與李政道網(wǎng)絡(luò)圖片

1957年正值美蘇爭霸的高潮期,美國大張旗鼓宣傳基礎(chǔ)科學上的成就,自然會引起蘇聯(lián)的關(guān)注和反擊。2月15日,蘇聯(lián)《真理報》發(fā)表長篇文章,報道蘇聯(lián)科學院院士、物理學家蘭道(又譯為“朗道”)  提出的復合反演論,文章說,蘭道院士的復合反演論說明宇稱守恒理論不具有普遍性,“最近有消息說,在美國,物理學家們所做的這種實驗得到了肯定的結(jié)果?!保?]很明顯,蘇聯(lián)在美國哥倫比亞大學新聞發(fā)布會的一個月后高調(diào)宣傳蘭道的復合反演論,就是針對美國的,意在與美國爭奪這一熱門科學發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)。

美國媒體對此有著敏銳的嗅覺,比如,《紐約時報》就在2月21日發(fā)表了針對蘇聯(lián)《真理報》長篇報道的評論文章,一針見血地指出:“有關(guān)蘭道教授的猜想的報道被刊登在了上周的《真理報》上。發(fā)布這個不同尋常的公告,可能目的在于確認蘭道教授做出該科學發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先性。因為《真理報》說,蘭道的新理論去年12月11日已經(jīng)投給了蘇聯(lián)的一家物理學期刊,比哥倫比亞大學的公告早一個月?!保?]

應(yīng)當說,蘇聯(lián)《真理報》的宣傳是很牽強的,因為即便蘭道的復合反演論確實是1956年12月11日投稿的,也不能說明他在推翻宇稱守恒理論上的優(yōu)先性,因為李、楊已經(jīng)在1956年10月發(fā)表了宇稱不守恒理論假說,哥倫比亞大學在1957年1月召開新聞發(fā)布會所公告的,只是實驗物理學家對李、楊 理論假說的實驗確證。

1957年也正值中蘇合作蜜月期,那時,處于西方封鎖之中的新中國,是社會主義陣營的重要成員。全面向蘇聯(lián)學習,特別是學習蘇聯(lián)先進的科學技術(shù),是新中國的重大戰(zhàn)略決策。在此背景下,蘇聯(lián)的宣傳自然也會引起新中國的關(guān)注與聲援。

2月25日, 新華社發(fā)布了1500多字的長篇通稿,全面介紹2月15日蘇聯(lián)《真理報》上關(guān)于蘭道的復合反演論的文章,《光明日報》在頭版顯著位置刊登了新華社的這篇通稿,并且沒有突出李、楊這兩位中國籍科學家的工作,只是在“編者按”中極為簡略地說:“中國理論物理學家李政道、楊振寧去年夏天在美國也已提出了類似的觀念。”[7]其實,中國物理學家非常清楚李、楊的工作和貢獻,因為在這之前的2月18日,中國物理學會已經(jīng)給李、楊發(fā)去了賀信,“中國的物理學家們?yōu)槟銈兊某删透械骄薮蟮馁澟搴万湴痢!保?]僅僅一個星期之后的新華社通稿卻抬高蘭道而淡化李、楊,其背后的政治緣由已不言而喻。

面對蘇聯(lián)在科學發(fā)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)上的“挑釁”和社會主義陣營的附和,美國媒體也不甘示弱,發(fā)表重磅文章,給予回擊。

2月25日 (與中國新華社的通稿同一天) ,《紐約時報》在顯著位置發(fā)表了題為《<真理報>隱藏了什么》的評論文章,矛頭直指蘇聯(lián)和中國。該文在第一段就尖銳指出,《真理報》的行為是要“努力'證明’科學技術(shù)的每一項重要產(chǎn)物都是最先在蘇聯(lián)發(fā)現(xiàn)的。”[9]接著,該文認為《真理報》的報道“在幾個方面具有誤導性”:“對于不知情的讀者來說,這份報紙給人的印象是,物理學中的宇稱守恒定律首先受到了蘭道院士的質(zhì)疑。它沒有提及李政道和楊振寧所做出的突破性的貢獻。去年,這兩人在這個國家首先對這個定律提出了質(zhì)疑。《真理報》也沒有提及上個月哥倫比亞大學發(fā)布的科學實驗的結(jié)論,這個結(jié)論證實了李和楊對宇稱定律失效的懷疑?!墩胬韴蟆分皇呛靥岬搅艘恍?美國物理學家所做的實驗’?!保?]

該文最后完全脫離了科學轉(zhuǎn)而從意識形態(tài)上攻擊蘇聯(lián)和新中國:“很明顯《真理報》試圖隱藏的是什么。李和楊都出生于中國,哥倫比亞大學的吳健雄也出生于中國。在對宇稱定律的無效性進行實驗驗證的過程中,吳健雄扮演了重要角色。對于《真理報》來說,告訴讀者全部的事實就等于承認華裔科學家們正在美國自由且卓有成效地工作著。這就無疑會完全摧毀其所做的宣傳,他們宣稱中國學生和科學家們在這個國家正遭受迫害。因此,對于那些承擔了我們這個時代最杰出研究的科學家,《真理報》毫不猶豫地否認了他們所做出的貢獻?!保?]

20世紀50年代,新中國向滯留海外的知識分子發(fā)出公開信,號召他們回國參加國家建設(shè),大批滯留在美國的科技工作者因此紛紛要求回國,形成了一股回國潮。而美國是不愿意看到大批學有所成的科技人才回到紅色中國的,因而想盡一切辦法從中作梗。在此背景下,李、楊的出色工作顯然給了美國人顯示優(yōu)越性并大做文章的機會,上述《紐約時報》的評論文章含沙射影指摘中國,用意已十分明顯。

二、美蘇爭霸:諾貝爾獎對決人造衛(wèi)星

1957年10月31日,該年度諾貝爾物理學獎揭曉,李政道、楊振寧折桂;不僅如此,李、楊二人還是該年度唯一一對在美國工作獲得諾貝爾獎的科學家。因此,美國主流媒體對李、楊獲諾獎之事高度關(guān)注,大肆炒作。

在10月31日諾貝爾物理學獎揭曉之前,瑞典媒體已經(jīng)提前知曉該獎項的結(jié)果,因此斯德哥爾摩當?shù)貓蠹堅?0月30日就報道說,在美國工作的兩位中國物理學家將獲得諾貝爾物理學獎?!都~約時報》旋即于10月31日轉(zhuǎn)載了這一報道,并配以《在美國的中國人獲諾貝爾獎》的標題[10]。值得注意的是,與1957年初淡化李、楊的國籍身份不同的是,這時的美國媒體突出強調(diào)了李、楊的中國國籍身份。

10月31日,諾獎物理學獎揭曉,11月1日,《紐約時報》在頭版發(fā)表了題為《諾貝爾物理學 獎被頒發(fā)給了兩個在美國工作的中國人》,文章開篇寫道:“10月31日———今天,兩個出生于中國并在美國工作的中國人被授予了諾貝爾物理學獎”。[11]

在同一天該報的第八版,還刊發(fā)了題為《兩名諾貝爾獎獲得者享用安靜的晚宴:年輕的中國科學家像往常一樣辦公之后回家吃飯》的通訊文章,介紹李、楊獲獎當天的工作和生活。文章同樣多次談及李、楊的身份,比如:“楊說他今早寫了一封信給他的父親楊克純。他的父親是上海一所大學非常有名的數(shù)學家?!薄?0世紀40年代初,這兩位年輕的科學家在中國昆明的一所大學里遇見,但當時他們還沒有開始一起工作。一直到1948年,兩人都來到美國學習。他們都不是美國公民,但都是美國的永久居民?!盵12]顯然,在已經(jīng)不需要與蘇聯(lián)爭奪科學發(fā)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)的情況下,突出強調(diào)李、楊的中國人身份,是有明顯好處的。這種做法無疑是在宣傳美國社會和美國大學的開放性、包容性,說到底,是借機宣傳美國社會制度的優(yōu)越性。

李政道、楊振寧參加諾貝爾獎頒獎禮

就在美國人鋪天蓋地宣傳李、楊獲諾貝爾獎的時候,爭霸的另一方蘇聯(lián)則是另一番景象。

1957年10月4日,蘇聯(lián)搶在美國的前面,發(fā)射了世界上第 一顆人造地球衛(wèi)星“伴侶一號”,開創(chuàng)了人類進軍地球外層空間的新紀元。這件事顯然更為意義重大,因為衛(wèi)星的實用價值尤其是其軍事意義,是美蘇雙方都極為看重的。 因此,盡管1957年沒有蘇聯(lián)科學家獲諾貝爾獎,但蘇聯(lián)并不示弱,他們在人造衛(wèi)星上做足了文章,包括中國在內(nèi),整個社會主義陣營都對蘇聯(lián)成功發(fā)射衛(wèi)星進行了鋪天蓋地的報道,與此相對的是,有關(guān)諾貝爾獎的消息則極少出現(xiàn)在蘇聯(lián)媒體上。即便蘇聯(lián)媒體報道諾貝爾獎,也要與蘇聯(lián)科學家扯上關(guān)系。比如,蘇聯(lián)什穆什凱維奇教授就在蘇聯(lián)《科學與生活》上發(fā)表長篇文章介紹李、楊獲諾貝爾獎的科學成就,認為這“的確是極重大的科學成果”,并同時認為,“蘇聯(lián)科學家蘭道院士也研究 了同類現(xiàn)象。他提出了一種新的假說'復合反演論’來解釋它們?!盵13]總之,蘇聯(lián)在科技上毫不示弱,而其在衛(wèi)星科技上的成功,使其風頭力壓美國。

在蘇聯(lián)發(fā)射衛(wèi)星的巨大壓力下,美國也投入巨資,加緊研制。在科研經(jīng)費投入相對固定的情況下,這無疑會擠占其他領(lǐng)域尤其是基礎(chǔ)科學領(lǐng)域的研究經(jīng)費,進而引發(fā)爭論。事實正是如此。當時,美國國會、行政當局尤其是企業(yè)界,對基礎(chǔ)科學及其價值提出了質(zhì)疑,他們希望美國政府能把更多的錢投入到類似研制衛(wèi)星這樣的應(yīng)用科技上,而減少對類似宇稱不守恒理論這樣的純粹基礎(chǔ)科學的支持,以便在與蘇聯(lián)的爭霸中贏得主動。

這種極端實用主義的科學觀自然會引起美國基礎(chǔ)科學工作者和一些有識之士的不滿和反對。1957年11月23日,《紐約時報》援引美國國家科學基金會高能加速器小組發(fā)出的警告稱:“蘇聯(lián)的高能物理裝置見證了以下這些事實:(1)幾乎完全無視建設(shè)經(jīng)費,并且強調(diào)加快施工進度;(2)在該領(lǐng)域開展有關(guān)活動時迅速提出管理決策。”[14]顯然,美國國家科學基金會是要告訴美國人,蘇聯(lián)不僅重視衛(wèi)星等應(yīng)用科技,而且在建設(shè)基礎(chǔ)科學重大裝置上也“完全無視建設(shè)經(jīng)費”。言外之意,美國絕對不能減少對基礎(chǔ)科學的支持與投入。

李政道也卷入了關(guān)于基礎(chǔ)科學是否有用的爭論,他接受記者采訪,發(fā)表他對于基礎(chǔ)科學研究重要性的看法。11月24日,《紐約時報》就基礎(chǔ)科學及其意義發(fā)表了長篇署名文章,文章援引李政道的話說:“我們這些做基礎(chǔ)研究的人并不低估實際應(yīng)用的重要性。但是作曲家最主要的興趣是作曲,如果沒有他們,交響樂團永遠不可能演奏出樂曲來。拿電作為例子來說?,F(xiàn)在,每一件家用電器都是與電能有關(guān)的。但是當電的原理被發(fā)現(xiàn)時,它是純理論研究的發(fā)展。我們的研究工作的實際應(yīng)用,如果有的話,我也是完全不清楚的?!保?5]

應(yīng)當說,李政道的話是非常深刻的,形象說明了基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的關(guān)系。從后來的發(fā)展來看,美國不僅沒有減少對基礎(chǔ)科學的投入,而且憑借其強大的國力財力,在美蘇爭霸中不斷增加科技和軍事投入,最終拖垮蘇聯(lián)。 

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