文章

吴为民,美国费米国家实验室物理学家

我一直想写一篇关于"文章"的文章。迟迟没有动笔,直到最近,看到几位名不见经传的中国科学家,发表了几篇文章,认为重力不是一种规范场形式的力,而是热力学熵增加原理的一种衍生,这才激发了我的灵感,提起笔来。

当每个人找工作时,总要递上一份自己的履历,其中,曾经发表过哪些文章,总是履历的一项主要内容。象我这种搞高能实验物理的,规模很大,文章作者的署名,已超过上千人。至于哪一个人的贡献有多大,已经很难讲清楚了。现在中国制定了一个规则,凡是想得到博士学位的,必须有一篇文章是唯一作者或第一作者,并发表在国际公认的"科学文献索引"的学术刊物上,以杜绝"滥竽充数"的学术腐败。但这么做,我想并不能解决根本问题。

就我个人而言,要是把包含我的名字在内的文章都放在履历里,恐怕有一百多篇。其实,其中绝大部分,我完全是"滥竽充数"。即使我作为第一或唯一作者的文章,也是"多一篇不多","少一篇不少",可有可无!五十年过去了,在我看来,唯一的一篇在我十八岁那年写的文章,才是一篇真正值得发表,而可惜并没有发表的文章。只有这一篇文章,让我五十年来,难以忘怀。

那是一九六一年,我才十八岁,复旦大学原子能系的学生。文章的题目是"子与电的联想"。大家知道,物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由原子核及外层电子组成的,原子核是由质子、中子组成的。那时,人们的理解也就到此为止,至少是在中国。

我当时就问,质子、中子、电子这些粒子是什么组成的?当时,很少有人想,更别说有什么理论了。我的那篇文章,就提出并试图回答这个问题。我在文章中提出,这些粒子,是由更基本的两种粒子组成的。一种粒子叫做"电",它只带有电荷,而没有引力质量。另一种粒子叫做"子",它仅有引力质量,而不带电荷。我提出,有了这两个象积木似的"粒子",就能搭出质子、中子、电子等等当时已经知道的粒子,并凑出这些粒子所带的电荷与质量。

我的这篇文章,既不是学术论文,也不是研究成果,我自己称之为"联想"。那是在一九六一年,中国还处于非常封闭的学术环境中。图书馆里,除了有少数俄文参考文献外,几乎没有其他任何杂志。

我当时是中国文革前最后一批留苏预备生。由于中苏关系恶化,我们的留苏计划被取消,我们这批留苏预备生,共十五人,被分配到复旦大学原子能系。白天与普通同学一起上课,晚上在一幢神秘的楼里参加"58中队",进行浓缩铀的研制工作,为中国第一颗原子弹的"中国曼哈顿"计划,废寝忘食地工作。当时还正值三年灾荒,吃不饱,穿不暖,我就是在这样的环境下,写了这篇文章。

文章写好之后,给我当时的几位的老师看了。有一位"权威"老师,看了几眼,嗤之以鼻,当场就退回给我。其中倪光炯老师,认为文章很有创意,但认为这既没有理论基础,又没有量子力学计算,充其量,也只能算一篇"联想"或"猜测"。我也同意这些评价,所以没有送去发表。其实,即使送去发表,也一定是受到"退稿"的命运。这篇,写在粗糙的学生练习本上,短短五、六页的文章,我一直珍藏着。可惜,一九八九年,当我匆匆离开中国到美国时,丢失了。

尽管如此,某权威老师的冷漠,倪光炯老师的鼓励,伴随着我那"子与电的联想",寄载着一个求知少年对科学探索的真情,如同我的初恋的阴影,五十年来,挥之不去。

一九六五年,我考上了兰州大学徐躬耦教授的研究生。当时的研究生是凤毛麟角。据统计,从1949年到1965年,各行各业累计总数,全中国不到五千人。当时被批为"修正主义"的"象牙塔"。我研究的课题是,原子核的"壳层模型"。但在我心目中,用"子"与"电"两块积木,来搭出整个宇宙的所有粒子,始终是我的追求。

后来的事,是众所周知的了。我二十一岁进入兰州大学当研究生,千挑万选出来的"尖子",开始了放羊、养猪、辟梯田、炸山洞、盖房子、烧锅炉……我人生最宝贵的青春岁月,就这么度过了。一直到文化大革命结束后,在我三十六岁那年,才回到我梦寐以求的"子与电的联想"。当然,在这期间,我也做过一些有用之事。例如参加中国第一颗人造卫星的发射,研制出荣获1978年全国科学大会奖的90J仪器。可是我所做的这些工作,在我看来,仅是"小菜一碟",根本算不上什么"开创性"。

直到一九七九年,我通过李政道教授的授课及考试选拔,到了西欧核子研究中心,这才知道,"天地巨变"。人间才一日,天上已千年。原来,正是在一九六一年,盖尔曼等人,提出了八重法,把当时已知的粒子进行归类。一九六四年,盖尔曼等人,又提出了"夸克"模型。这些"夸克",也与"积木"一样,带有不同的质量与不同的分数电荷。盖尔曼用这三块积木(上、下、奇三种夸克),搭出了当时已知的许许多多粒子,甚至搭出了一个当时尚未观测到的沃米格负粒子,而得到实验的验证。这个"夸克模型",取得了极大的成功。在这以后的几十年间,这个"夸克模型"不断更新发展,三种夸克延伸为六种夸克,又把那些不能用"夸克"搭出来的粒子,归类为轻子,共六种。加上既不属于夸克,又不属于轻子,而专门传递相互作用的粒子,称之为"玻色"子。这些基本结构,组成了今天公认的所谓"标准模型"。

尽管在标准模型中还有一个"希格斯"粒子尚未被发现,但无论如何,标准模型迄今为止,还是为大多数的实验所证实。

回顾我的那篇从未发表的文章"子与电的联想",其中包含着一个十分重要的创意,即当时已知的"基本"粒子,其实并不基本。它们是由最基本的物质最小单位"子"与"电"组成。可以用这两块积木,搭出其它的粒子。依我看来,就凭这一个创意,就足以成为超越我一百多篇学术论文的文章了。尤其值得注意的是,这是一篇在没有任何学术交流环境下,年仅十八岁,刚刚进入大学时所写的文章。

时隔四分之一个世纪,当我在瑞典乌普塞拉国际高能物理大会上,遇到了倪光炯老师。他在听众席上聆听我作的报告。我报告之后,长达几分钟的掌声,令他感动。他写道,"我从事教学几十年,学生上千人,吴为民可算是为数极少的成功者"。不知我的那篇"子与电的联想"的文章,他是否还记得。那可是我这一辈子,最值得发表,可惜并没有发表的文章啊!

即使是今天,标准模型并未完全解释清楚,六种夸克与六种轻子,为何要截然分为两大类?为什么世界还必须有这两大类的"积木"共同组成。现在,有一种"后标准模型"认为,存在一种"轻子夸克",即它同时含有夸克与轻子。我还在想,为什么不是更进一步简化为存在"子"与"电"两种积木,而组成万物世界呢?还有一种"后标准模型"认为,夸克也有更进一步的精细结构,但这需要更强大的加速器来研究证实。这更进一步的层次,是否为我所说的更基本的"子"与"电"呢?但是,认为"引力"不是一种规范场形式的"力",而是一种热力学概念中的"熵力",又彻底地打破了人们对自然界目前的认识。如果这个理论能被实验证实,其意义,完全可以与杨振宁、李政道在半个多世纪前提出的宇称不守恒的重要性相提并论,具有革命性的意义。

我在一九八六年八月二十五日,由北京向瑞士日内瓦的西欧核子研究中心,发出了中国第一个国际电子邮件,被载入史册。可是,这仅仅是把在国外早已实现的技术与概念,第一次在中国实现而已,根本不算创新。我的工作真正应载入史册的,在我看来,还是那短短四、五页,从未发表过的"子与电的联想"这篇文章。因为这是一篇真正有"开创性"思想的文章啊!

人们在报刊杂志上,经常讨论,为什么在中国本土上,迄今没有产生诺贝尔奖获得者。我年轻时中国那些荒唐的岁月就别提它了,即使是今天,科学的春天已经来到了中国有五千年文明的土地,可是学术民主与学术自由,仍然不够健全,严重妨碍了年轻人的创造性。我知道北京某著名大学的一位博士生"导师",当他的一位学生在美国一流研究所做论文时,仅仅用业余的时间,参加了其它几位科学家所研究的自己又感兴趣的一个项目,那位"教授"便胁迫他的学生,立刻终止所有相关的研究。这也许是一个个例,但把学生当作自己做研究工作的"劳动力",则是普遍现象。岂不知,年轻人的灵感与直觉,是远远超过经验丰富但容易墨守成规的年长者。

造成这一现象,原因很多。其中一个原因是,目前中国的研究生导师素质"贬值",研究生数量质量"通货膨胀"。我并不赞成我年青时,一个大学仅仅有屈指可数的几位研究生导师,而研究生则是"宁缺毋滥"、百里挑一。但是目前中国研究生招生计划的急剧膨胀的直接后果是,导师不再亲临第一线做研究,仅仅指手划脚,而学生成了只是"埋头拉车",从不"抬头看路"的工作人员。

我的老师,诺贝尔奖获得者斯坦伯格教授给我讲过,要想获得诺贝尔奖,一是要在年轻时做过一些开创性的工作,二是要活得足够长,因为一项开创性的工作,也许要经历很长的时间,才能被证实、认可,那时,这些开拓者,也许已经仙逝了。

我的这篇文章想呼吁所有的年长老师、科学家与教授们,给年轻人更多的学术民主与自由,更多的创想空间,哪怕是异想天开。如果有这么一种宽松的学术环境,我想,有着这么多才华横溢的年轻人的文明古国,别说是一、二个诺贝尔奖,中国成为产生许许多多的诺贝尔奖的大国,也是完全可能的。

美国费米国家实验室的创始人威尔逊,是一位有远见卓识的领导者。他不仅仅专门为年青人设立了"威尔逊奖学金",让年轻人早早就能在美国顶尖研究所工作,而且在许多细节上,鼓励年青人与年长科学家讨论交流。费米实验室的电梯故意设计得很慢,目的是让人们哪怕在电梯里也能聊上几句。几十年来,包括财政危机时,每天下午,研究所免费提供茶点,让年青人能与一流科学家们有平起平坐讨论问题的机会。我知道,中国一流大学,常常能录取到从小在穷山僻壤的环境中长大,"山沟里飞出的金凤凰",我呼吁年长的前辈们,千万不要冷漠这些孩子,他们不仅是人才,简直就是无师自通的天才,请千万要善待他们。

山不在高,有仙则名;水不在深,有龙则灵。我想说,文既不在长、更不在多,有创意则精。

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