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发表于 2011-8-22 14:36:47
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本帖最后由 道可道 于 2011-8-26 23:38 编辑
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杨振宁
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(四)芝加哥岁月1 K) r \5 j2 s( A
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1945年11月,23岁的杨振宁告别故土,来到地球另一边的纽约。他原希望去师从比他大21岁的诺贝尔奖获得者(1938年物理学奖)费米(Enrico Fermi)。因为,他知道,在意大利待了37年的费米,也同样已离开故土,来到了美国。) w; S- O9 r7 k) k
费米于1938年,趁去瑞典领取诺贝尔奖的时机,离开墨索里尼(Benito Mussolini)当政的意大利,前往美国纽约。并在纽约哥伦比亚大学任教。# d/ d6 L6 S' P/ U# q) {/ w- \
1939年1月的哥伦比亚大学校内,费米与其他五人在物理系所在普平楼(Pupin Hall)的地下室里共同完成了美国本土上的第一个原子裂变(Nuclear fission)实验。同年,第一份原子能研究基金(六千美元,大约相当于现在的九万美元)被授予哥伦比亚大学进行中子实验(neutron experiments)。但是由于费米等还不是美国公民的人要参与此项秘密工作(费米于1944年加入美国国籍,同时也保有意大利国籍),这笔钱直到第二年春天,爱因斯坦写信给罗斯福总统(Franklin D. Roosevelt)以后才发出。这笔钱后来被用于费米领导设计的芝加哥原子反应堆一号(Chicago Pile-1)的建造。为什么不叫哥伦比亚反应堆或是纽约反应堆呢?可能是由于当时美国的铀委员会(Uranium Committee)负责人康普顿(Arthur H. Compton, 1927年诺贝尔物理学奖获得者)在芝加哥大学任教并组织了冶金实验室(Metallurgical Laboratory)的建立。
0 e+ m. O2 d* L) S3 X! ~: G9 | 1942年5月,费米最终离开哥伦比亚大学前往芝加哥。同年12月,芝加哥一号平衡临界(goes critical)成功。之后,费米于1944年夏,秘密前往在新墨西哥州新建的洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)任实验室副主任(主任为奥本海默(J. Robert Oppenheimer)。实验室专门为费米创立了一个分部,由四个小组组成: 特勒(Edward Teller)是理论小组负责人。费米在那里有个叫Joan Hinton的助手帮助他校正中子探测器,Joan Hinton后来定居在中国,中文名叫寒春,她有个哥哥叫韩丁。)。9 ^1 X& B4 G' E2 G' ~' O! y
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费米在洛斯阿拉莫斯实验室的铭牌照片3 X& |4 M% U2 [; u$ l) b( p& k/ z6 r
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费米早已不在纽约的情况,杨振宁当时并不知道。他先前往哥大,在普平楼的八层向系里的秘书打听费米教授是否即将开课,秘书一脸的错愕。在哥大扑空,使杨振宁甚为失望,随即前往普林斯顿大学拜访自己的第二选择维格纳教授(Eugene P. Wigner,1963年诺贝尔物理奖获得者)。他的妹夫是杨振宁自称的三位偶像之一的狄拉克(Paul Dirac,1933年诺贝尔物理学奖),他自从1937年妹妹和狄拉克结婚以后,就叫狄拉克“我的那位有名的妹夫”(My famous brother-in-law)。但是,杨振宁没有想到的是,当时维格纳即将前往田纳西州的橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory, 当时称为Clinton Laboratory)任职,并不打算继续在普林斯顿招收学生了,这第二选择也落了空。
' m! B8 K; @+ j 好不容易地,杨振宁才从当时任职于普林斯顿大学帕尔马物理实验室的(Palmer Physics Laboratory )张文裕先生(曾任西南联大物理系教授,1943年-1949年在该实验室工作)那里,打听到费米可能会去芝加哥大学加入一个新成立的研究所的消息。
4 B/ Q7 h/ ^& x9 ^0 _. a2 [原来,1945年夏,第二次世界大战结束后,康普顿说服了自己在芝加哥大学的校长哈金斯(Robert M. Hutchins)在芝大兴建三个研究所来吸引曼哈顿工程(Manhatton Project) 开创性的工作结束后的人才:核物理所,辐射生物学所和金属研究所。费米加入了核物理所,但却推辞了核物理所所长的职位,而推荐了艾立逊(Samuel K. Allison)来担当。得知这一消息后,杨振宁离开东海岸,于1945年圣诞节左右来到美国中部五大湖区的芝加哥。- `3 I3 e& `1 O, h$ X& B+ f# }
1946年1月,杨振宁注册为芝加哥大学的博士研究生,正式开始了在美国的求学生涯。为了便于交流(Chen Ning即使是在现在的美国,一般人也很难发清楚,更不要论当时黑人白人还在种族隔离之中的美国了,某按。),他为自己起了个英文名Franklin,简称Frank,这个名字是因为他本人很敬佩美国的开国先贤,文理兼通的本杰明-富兰克林(Benjamin Franklin)。
& u8 S. ]$ h! l' F" i3 c$ G 同年8月,在杨振宁已读了一个学期之后,20岁的李政道和22岁的朱光亚由国民政府安排,吴大猷教授推荐,在华罗庚教授的带领下从上海前往美国。他们此行的目的原是学习原子能知识,但是,9月来到美国后的他们,发现美国政府并不允许外国人参与相关研究。无奈之下,没有来得及获得大学文凭的李政道前往芝加哥大学要求入学研究生院(该大学研究生院对大学文凭没有死硬要求,只要读过当时哈金斯校长指定的西方名著就能报名 )。李政道在物理系不少教师的帮助下,以东方名著和西方名著等价的观点说服了招生处的工作人员 ,进入芝加哥大学攻读物理博士学位,博士论文导师为费米。而已有文凭的朱光亚就不用那么大费周章,随吴大猷前往密歇根大学攻读博士学位,导师为很有实验经验,参加过曼哈顿工程的青年物理学家,1945年在圣母大学(University of Notre Dame)获得博士学位的怀登贝克(Marcellus L. Wiedenbeck)。
7 B; H# b8 g" ]' J 费米全家确实于1945年12月31日离开洛斯阿拉莫斯,回到了芝加哥。但是直到杨振宁在课堂上亲眼看到费米以后,他近两个月一直悬着的心才放了下来。那时坐在课堂里听讲的杨振宁也没有想到,三年后的1949年春天,费米由于需要外出,他所教的一堂核物理课(费米的核物理课都是早上八点开讲的,道按)便让时任物理系讲师(Instructor,美国大学的教学职位)的杨振宁代教。
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0 N0 T+ z5 ^$ F上课中的费米
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1946年10月起,杨振宁开始参加每周一到两次,由费米组织的非正式物理讨论会,李政道也在其中。1946年秋,来到芝大大半年后,24岁的杨振宁开始在所长艾利逊的实验室里研究学习, 寒春也在同一个实验室。很快杨振宁就了解到了自己的动手能力确实很差,有一次还差点电死寒春。艾利逊实验室的同事们开玩笑道:“哪里有响,那里就有杨(Where there is a bang, there is Yang.)。”
. Y$ m& p. o5 D6 I! V4 I1 u 尽管年轻的杨振宁意识到了自己动手能力差,并想通过多做实验来弥补自己的缺陷,但是不断的失败是很令人灰心的 。1948年初,当杨振宁在艾利逊实验室屡败屡战一年多之后,富有洞察力的特勒坦诚地建议杨振宁转向理论研究,并提出做他的博士论文导师;骄傲的杨振宁一开始很难过,但是几天后就毅然释然地接受了这个意见。1948年5月,他正式结束了在艾利逊实验室的工作,6月,26岁的杨振宁在入学两年半后,获得了芝加哥大学博士学位。同年9月,杨振宁从密歇根大学回到芝加哥大学,成为物理系的一名讲师。; d7 G0 v1 k3 ~2 A
1948年下半年,杨振宁,李政道和罗森布鲁斯(Marshall N. Rosenbluth, 那个“爱德华,我想你通过了,马歇尔,你也是,恭喜(Well, I guess you pass, Edward,--and you too, Marshall, Congratulations!”的费米故事中的主人公 。)从同学斯坦伯格(Jack Steinberger,1988年诺贝尔物理学奖获得者。)对谬衰减(μ-decay)的研究工作受到启发,开始合作寻找对类似贝塔衰减(β-decay)、谬衰减那样能被费米理论所描述的相互作用。在这个小组活动中,他们遇到了一点弱相互作用中宇称不守恒的暗示。- g9 }# R' Q0 o8 w2 |
当这一研究工作于12月中结束后,这年的圣诞节假期,同门师兄弟的杨振宁和罗森布鲁斯从芝加哥坐长途汽车前往纽约市旅游,途遇大雪,滞留在宾夕法尼亚州的匹兹堡(Pittsburgh)市。在车上,杨振宁从报纸上获悉了平津战役,天津已从国民党手中转到了共产党手中。1949年1月,当二人回到芝加哥后,费米告诉他们,希望他们把这一小组的研究成果发表出来,因为之前的12月底,费米收到了两份由蒂欧姆诺(J. Tiomno)和惠勒(J. Wheeler)关于弱相互作用的预印件,费米认为他们三人小组的工作是独立做出的,也应该被同时发表出来。于是就有了这篇以Letter的形式发表的文章(Interaction of Mesons with Nucleons and Light Particles, Lee, T. D.; Rosenbluth, M.; Yang, C. N. The Physical Review, 75, 5, 1949)。
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