據科學網公眾號（sciencenet-cas）7月27日消息，2019年4月29日，楊振寧先生應明德講堂思想系列主持人、人文學院汪前進教授的邀請來到中國科學院大學雁棲湖校區(qū)，做客“明德講堂”，李樹深校長主持了本場講座。

楊先生與中國科學院大學的近兩千研究生再次分享了自己的學習與研究經歷，并明確重申，對于幾年前反對中國建造大型對撞機這一觀點，“我的看法完全沒有改變”。本刊特將報告及聽眾交流全文整理，經楊振寧先生審定發(fā)表，以志盛事。

座談時間：2019年4月29日

座談地點：中國科學院大學雁棲湖校區(qū)禮堂

整理人：張巖

選擇有前景的研究領域

與中國科學院大學研究生談學習與研究經歷

楊振寧

楊振寧談自己的學習與研究經歷 楊天鵬 攝

我去過上百個大學演講，今天這個演講廳絕對是我所看見的演講廳里最大、最講究的。而你們是一個新大學，我想這很清楚地顯示出中國現在發(fā)展得多么快。

我今天講的題目是“我的學習和研究經歷”。

我是1922年在安徽合肥出生的。因為父親做了清華大學教授，7歲開始，我住進了清華園。然后在北京讀了四年小學，畢業(yè)以后讀了四年中學。

中學是在宣武門附近，當時的崇德中學（現北京市31中學）。那個時候是1930年左右，全北京市的中學里，我想有差不多一半是教會中學，崇德就是其中的一個。

這是一個很小的學校，只有大概300個學生，其中有1/3住校，我就是住校生之一。學校很小，沒有真正的圖書館，只有一間圖書室，我常常到這個圖書室里去瀏覽一下。

我想我對于物理學第一次發(fā)生興趣，就是看了這本書——《神秘的宇宙》（The Mysterious Universe）。發(fā)生興趣是因為書里講了在20世紀初物理學中的重大革命，即包括了量子學和相對論。

后來1937年抗戰(zhàn)開始，我們一家經過合肥，1938年到了昆明。因為清華大學、南開大學、北大合起來，成立了西南聯合大學，1938年開始招生。那年夏天，我中學5年級剛念完，還缺一年才有中學文憑。

可是當時因為中學生流離失所很多，所以教育部在重慶就有一個命令，學生中學不畢業(yè)也可以參加考試，叫做同等學歷，我就以這個資格考進了西南聯大。

大學入學考試準考證

因為我的中學最后一年沒念，高中的物理我也就沒念過?？墒侨雽W考試需要考高中物理，于是我就借了一本高中物理的書在家念了一個月。

有一個很深的印象，給了我很深的教訓。高中物理中的等速圓周運動，有一個加速，它的方向是向心的，我就覺得這個不對。在糾纏了一兩天后，才懂得，這個速度不僅有大小，它還是一個向量（vector），這個向量是在轉彎。

這是我一生得到的非常重要的教訓，我后來永遠記得。就是每一個人都有很多直覺（instinct），而直覺有許多是需要修正的。

換句話說，如果你隨時能夠接受修正直覺的話，就繼續(xù)在向前進。

向量的重要性就是那兩天發(fā)現的，直覺與書本知識沖突是最好的學習機會，必須抓住這個機會。

我在西南聯大念了四年，老師的教學態(tài)度、同學學習的態(tài)度都非常好。大家覺得這么困難的情形下，還能夠讀書、能夠做研究是非常不容易的，所以都很珍惜自己的機會，學習得很好。

四年念完后，我又進了西南聯大的研究院，兩年后獲得碩士學位。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，非常熟。

黃昆后來對于中國的半導體研究有決定性的影響。在20世紀50年代半導體研究還是剛剛開始的時候，他就做了一系列演講，帶了許多的學生，今天中國的半導體工業(yè)、半導體研究里主要的人物都是他的徒子徒孫。

張守廉后來到美國改學了電機，做了很多年電機教授，黃昆和張守廉兩位現在都不在了。我們三人共同于1992年照了一張照片，當時周培源教授是北大校長，90歲，在北京有一個慶祝會議，張守廉和我也從美國來了，之所以那天我們三個人要特別照相，是因為我們三個人在西南聯大的時候整天辯論，聲音很大，所以大家叫我們三劍客。

左起黃昆、張守廉和楊振寧（1992年6月1日攝于北京大學為周培源先生舉行的生日會上）

這種辯論對于我們對物理學的了解非常重要。

后來我曾經這樣寫過，我們無休止地辯論著物理里面的種種題目，記得有一次我們所爭論的題目是關于量子力學中測量的準確意義，這是哥本哈根學派一個重大而微妙的貢獻。

今天大概大家在網上看到的量子通信、量子糾纏都跟哥本哈根學說有密切的關系。

那天從開始喝茶辯論，到晚上回到昆華中學，關了燈上床，辯論仍然沒有停止。

我現在已經記不得那天晚上爭論的確切細節(jié)了，也不記得誰持有什么觀點，但是我清楚地記得，我們三人最后都從床上爬起來，點亮了蠟燭，翻看海森堡（Heisenberg）的《量子理論的物理原理》，來調解我們的辯論。

我們的這種辯論是無休止的，事實上不止物理學的，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。

在西南聯大有兩個老師對我有長遠的影響。

第一位就是吳大猷先生，是因為我在四年級要畢業(yè)的時候，需要寫一個學士論文，不知道現在國內的大學是不是還有這個制度，其實就等于寫了一個報告的樣子。講某一小的領域里有些什么新的發(fā)現。不需要有真正自己的工作，自己的成績。

那么我去找吳先生，吳先生就要我看一篇文章，是講怎么用群論來解釋物理的現象，尤其是分子物理學，因為分子物理學是吳先生的領域。

群論所討論的是對稱，我們知道有左右對稱，有圓周對稱等，把對稱的觀念用了數學的語言叫做群論。用群論的這個數學語言，來了解對稱在這個物理的應用，這是20世紀最最重要的物理學的精神之一，而那個時候把對稱的觀念用到物理的現象是剛剛開始。所以吳先生把我引到這個方面是我一生最大的一個幸運。

我在寫完了學士論文以后得了學士學位，又進了清華大學研究院。在研究院我的導師是王竹溪先生。王先生的領域的是統計力學，統計力學那個時候也是有個新的革命。所以王先生把我?guī)нM了這個領域。

梳理后發(fā)現，我以后一生中2/3的工作是在對稱理論，是吳先生帶我走的方向；1/3在統計力學，是王先生帶我走的。

我一直說自己實在是幸運極了，因為一個年輕的研究生，如果能夠走到一個領域，而這個領域在以后五年、十年、二十年是發(fā)展的話，那么你就可以跟著這個領域共同發(fā)展，這是最最占便宜的事情。

這么多年我看到了成千個研究生，很多都非常優(yōu)秀，可是十年以后他們得了博士學位再看，有的人非常成功，有的人非常不成功，并不是因為這些人的本事差了這么多，得到過博士學位的人通常本事都還不壞的；也不是因為有的人努力，有的人不努力。

主要是有人走對了方向，要是走到一個強弩之末的方向上，那就沒有辦法的，而且越走越不容易走出來，要換一個方向不容易，繼續(xù)做那就走成了最不幸的一個人。這點我希望在座的每一個研究生都理解到這幾句話的意思。

在1945年抗戰(zhàn)勝利以后，我考取了一個留美公費，到美國芝加哥大學做研究生，獲得了博士學位。

在芝加哥大學有兩位物理教授對我最有影響，一位是愛德華·特勒（Edward Teller），那個時候他還不到40歲，是一個聰明絕頂的天才，當時已經很有名了，可是后來他變得更有名。

特勒（右）與楊振寧（1982）

在20世紀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。他不喜歡這個名字，可是我想他是逃不掉這個名字的。

大家知道中國發(fā)展氫彈整個是晚了一些。中國的原子彈是1964年造出來的，非常值得驕傲的一件事情就是，從原子彈引爆到氫彈只花了兩年八個月的時間。

這在世界上是一個紀錄。因為法國比中國先造了原子彈，氫彈做不出來，而中國晚了一點，卻在1967年就爆炸了氫彈，法國的科學家非常不高興。

中國先成功的緣故是什么呢？就是因為中國有非常聰明的年輕人，而且有非常努力的年輕人。在這里面氫彈主要的貢獻者、關鍵想法的提出者是物理學家于敏，他最近剛剛過世。

另外一位對我影響更大的，就是芝加哥大學的恩里科·費米（Enrico Fermi）教授，他是20世紀最重要的物理學家之一。就是他率領二三十個物理學家，第一個做出反應堆，制造的地方就在芝加哥大學，所以芝加哥大學現在有一個小的廣場，上面有一個雕塑是來紀念人類第一次用核能發(fā)電。

我在芝加哥大學學的物理對我非常重要，我在西南聯大學的物理也非常重要，可是這兩種物理的學法有一個分別。

在聯大的時候，我所學的物理學方法是推演法（理論——現象）。我到芝加哥大學以后發(fā)現，這些卻不是那些重要的教授整天所要思考的，他們想的恰恰是反過來的，即歸納法（現象——理論），從現象開始，歸納出來理論。就是這個現象我懂不懂？如果把它想清楚了，這個跟從前的一些理論是符合的，所以就是從現象到了理論，從而了解了這個現象，也就更近了一步。

假如你發(fā)現跟從前的不同，那更好，因為那代表這是修改從前的理論的機會。歸納法注重的是新現象、新方法，少注重書本上的知識。所以從現象到理論的這個研究方法，事實上是更容易出重要成果的。

而我自己覺得在聯大時推演法學得非常好，后來根據這個根基，又吸收了歸納法的精神，將二者結合起來，就又是我非常大的幸運。

在1946年1月到1947年，是我感覺最困難的一年。因為在昆明的時候學了很多理論物理，也念得很好，可是基本上沒做過什么真正的實驗，而我知道物理學根基是在最后的實驗。

到芝加哥大學的時候，就下了一個決心，要寫做實驗的博士論文，所以到了那邊就開始進入實驗。

當時艾里遜（Allison）教授在做一個加速器，那時算是很大的。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?，笨手笨腳的，所以實驗室里的同學都笑我：“Where there is Bang，there is Yang!”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，以及他注意的事情跟我不一樣。在和他做了一個題目后，他認為結果很好，要我把它寫出來，卻寫不出來了。

因為中間需要做一些近似的計算，而近似的計算沒法控制它的準確性，所以我這個論文寫不出來。那么他說沒關系，覺得我是個很聰明的研究生，就做另外一個題目，結果又是發(fā)生這個現象。

這樣幾個月后，他跟我都知道，我們不是一類的理論物理學家。雖然他跟我的關系一直很好，可是我認為不能從他那得到題目，就開始自己找題目了。

我可以跟大家講，研究生找題目感到沮喪是極普遍的現象。假如在座哪位研究生現在弄得很困難的話，你不要以為這是自己唯一的現象！

原因是因為在本科生的時候，學的是已經有的知識，而研究生要自己找題目，自己找方法，在本科念的多好，都不見得在這方面很快就容易達到一個順利的地步。

做的不成功，當然會不高興，不過也不要沮喪。這是我自己的經驗。

幸虧我在聯大的時候念了很多東西，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（Hans Bethe）在1930年關于自旋波（spin wave）的數學工作，自旋波跟固體的構造有密切的關系。在當時，有幾個很年輕、很重要的理論物理學家，他們有一套理論，在中國的時候，我就知道這個很重要，所以在芝加哥大學，我就把他們的文章拿來拼命的念。

第二個是昂薩格（L. Onsager）在1944年的文章，昂薩格做的是統計力學，其中有一個非常難的數學問題，被他在1944年解決了。我還記得這個文章當時印出來的時候，我還是王竹溪先生的研究生。王先生曾經研究過這個問題，沒能做出來。忽然看見昂薩格做出來了，他就告訴了我。王先生是一個平常不茍言笑的人，可是那天我可以看出來他很激動，這么困難的問題居然被解決了，我就知道這個里頭有文章！所以在1947年，就對這篇文章進行研究。

第三個題目是泡利（W. Pauli）關于場論的文章。

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。結果前三個都不成功！那個時候，除了第四個題目以外，芝加哥大學既沒有老師又沒有同學對那三個題目發(fā)生興趣，所以我就一個人在圖書館里頭研究。

又比如說昂薩格的文章，有十幾頁，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。以此類推都是正確的。但所以說不懂，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。最后感覺就像變戲法一樣得出了結果，這說明并沒有念通。

所以那一年是很不高興的。

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的博士學位。

但由于前三個題目都是沒有成功，所以在1947年，我曾經在給黃昆的一封信中，說自己 disillusioned（理想破滅）。

可是我今天要特別給大家講的是，前三項花的力量并沒有白費，因為后來都開花結果了！我要把這個經驗告訴大家。

在1948年得了博士學位以后，我留在芝加哥大學做了一年助教。1949年理論物理有個新的發(fā)展，叫做重整化（renormalization）理論，是個嶄新的理論。芝加哥大學沒人搞這東西。

在普林斯頓一個知名的高等研究所里聚集了很多重要的、年長的以及年輕的研究員在搞這些東西，所以我就請求到那兒去做博士后。

普林斯頓高等研究所

這是一個很小的機構。既沒有本科生也沒有研究生，只有大概十幾個教授，有幾百個博士后以及一些訪問學者。在那里前后待了17年。

在我去的第一學期，大概是1949年10月，因為一個同坐班車的機會，路丁格（Luttinger）對我說，昂薩格的文章被他的學生考夫曼（Bruria Kaufman）簡化了，昂薩格這個難懂的文章被用一個考夫曼的新方法解決了。他在那僅幾分鐘的功夫里，告訴我新方法的關鍵部分，是幾個反對易矩陣（anticommuting matrices），而我對這部分極熟悉。

所以一到研究所，立刻就放棄了當時在做的場論研究，把新的想法用到昂薩格的問題上去。因為這確實是關鍵，所以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域的一個重要貢獻者。

這個事情對我啟示是什么呢？為什么我能夠從路丁格的話得到那么大的好處呢？

第一，因為我曾經在昆明做過狄拉克矩陣（Dirac matrices）的仔細的研究；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，自然會把它們加在一起，也就成功了。

這是說明，第一就是要有興趣！我為什么有興趣？就是我做研究生的時候，王先生告訴我，昂薩格解決了一個非常困難的問題，簡直是難以想象的妙！第二個重要點，就要花功夫去研究。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；第三個是要有機遇，當然這是要有點運氣，我那天的運氣就是碰見了路丁格，產生了突破。

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

有趣的是100年前，王國維在他的《人間詞話》中寫到的境界論，非常有意思。

他說古今之成大事業(yè)、大學問者，必經過三種境界：昨夜西風凋碧樹，獨上高樓，望盡天涯路，此第一境；衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴，此第二境；眾里尋他千百度，驀然回首，那人正在燈火闌珊處，此第三境。

大家對這境界論的解釋多多少少都是統一解釋。

第一境界說的是對于想要追求的事情要有點執(zhí)著，所以要獨上高樓，去追尋你所要看見的天涯路。說的就是興趣。第二境是什么意思呢？就是說即使人變得消瘦了也不要后悔，還要繼續(xù)下去，要努力的準備；第三境中，在不經意間，一回頭，忽然發(fā)現秘訣在哪里，就是機遇帶來的突破。

我認為這就是代表興趣、準備、突破的三步曲，不僅在科學領域里是一個好的道路，在文學里同樣是這條重要的路徑。