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张永立:大师风范_雾里物理悟理

 下里巴人342 2016-06-17
张 永 立: 大 师 风 范
雾 里 物 理 悟 理
张永立(1912年一1972年),贵阳人,是云南大学物理系教授。张先生是学者、科学家、教育家,又是爱国者。他天资聪明、智慧过人;成果卓著、享誉全球。他高风亮节、人生光彩。
张永立早在上海震旦大学数学系读书期间就立著《矢算初步》,1937年由商务印书馆出版。
在比利时鲁汶大学留学期间,他开创了星际空间有机分子形成的研究工作,发表了《单氘乙烯分子的拉曼光谱》、《单氘乙烯分子的振动模式及频率的计算》等多篇论文,成为国际学术界讨论星际有机分子形成的奠基性论著,在分子振动论中有以他名字命名的“张永立函数”。
张永立留学比利时次年(1937)找到了宇宙线强度的锥体分布规律。他发表的《近赤道的宇宙线轨道》、《无限靠近赤道的宇宙线锥体》等论文成为这一理论的核心成果,与史笃默、勒梅特等人一道被誉为宇宙线锥体理论的主要奠基人。1994年,为纪念宇宙大爆炸起源理论之父勒梅特(张的导师)诞辰100周年,比利时举行国际性学术会议,会上对张永立的贡献给予了高度评价;会议主席美国物理学家多勃雷特专此致信张永立遗孀马瑚珍女士,表达对张的敬意。同时,张永立的照片和天体物理学的学术论文陈列于该纪念活动建立的勒梅特纪念馆。由于宇宙线强度理论对人类迈向太空的宇航事业有重要指导意义,学者又将张永立喻之为宇航路上的设标人。之后,张永立先生的业绩资料及照片又进入了设在美国马里兰州盖塞斯堡(Galthersburg)的人类航空航天历史博物馆,是进入该博物馆的唯一中国学者。
张先生是忠诚的爱国者。1939年,张永立婉拒史笃默教授请他去美国麻省理工学院工作的邀请,回到受日本军国主义侵略处在水深火热中拚死抗争的祖国,全身心效力于祖国的教育事业。著名的美国贵州籍物理学家易家训和数学家秦元勋、越民义皆出其门下。
大师高风亮节。张先生豪不计较文革中受到的不公正的待遇,坚守自己的信念,在半身瘫痪的艰难困苦中完成了著作《相对论导论》,于1980年正式出版,为祖国的科学教育事业又一次贡献了自己的智慧和力量。
笔者曾是云南大学物理系六七届理论物理专门化的学生,笔者所在班级的十位同学有幸在张永立先生亲自指导下学习理论物理,是先生教过的最后一届本科生。事情发生在
那个风云变幻的年代,我有生动的故事和读者分享,以便大家对张先生有一个立体的认识。
1966年我们班的同学聆听了张先生讲授的量子场论。量子场论是一门深奥的学问,想来讲授量子场论的教授也一定长得很“深奥”。可是当张先生走进教室的时候,我看到的是一位朴素、平实的老师,完全出乎我的预料。他穿一件蓝色的布料的中山装,脚下是一双黑色的布鞋。个头不高,含着微笑,有着一双明亮的真诚的眼睛。他的头不成比例地大,我想那里面一定装满了知识和智慧。这也许就是张先生身上体现的唯一“深奥”的地方。
张先生讲课深入浅出,趣味横生。 他给我们讲量子场论的基本原理、场的量子化的理由和方法。能量动量张量、能量动量算符、场的粒子性这些概念娓娓道来,方程和公式信手拈来。他操贵州口音,语调不高,可是句句是精要,有不可抗拒的说服力。知识像涌动的泉水源源不断,智慧如晶莹的宝石闪闪发光,听他讲课是一种精神享受。
玻尔曾经指出:“谁不为量子理论所震惊,谁就不理解量子理论。”张先生给我们讲了著名的薛定格猫佯谬。这是一个思想试验:在一个钢制的盒子里有一只猫,同时有一个残忍的装置,假定猫不对装置产生任何影响。这个装置是一个盖革计数器, 里面有一个小小的辐射源。辐射源是这样的小,以至于在一个小时中可能有一个原子衰变, 也可能没有原子衰变。如果发生衰变,计数器就计数,同时发出指令,通过继电器释放一个重锤,敲碎一个装着氢氰酸的玻璃瓶,释放出来的氢氰酸把猫毒死。如果让整个系统自在一个小时,这个猫或许被毒死,或许仍然活着,死和活的概率都是二分之一。用张先生的话说,这个猫函数是两个态的叠加,一个是死态,一个是活态。不幸的猫在一个小时中持续地处于一个悬而未决的死活状态中,直至人们打开盒子窥视其中为止。
这个思想试验使我们震撼,也使我们加深了对量子理论的理解。可是到了1967年“复课闹革命”的时候,有人问我:“听说张永立在你们班讲猫,是不是?” 当时把刘和邓捆在一起加以批判的趋势已经明朗。我回答他:“是的,张先生是讲了猫。可是张先生讲的猫没有颜色,既不是黑色的,也不是白色的,那只猫也不抓老鼠。”
量子场论没有上完,张先生就被送进“牛棚”,我们十个学生就被拉出了量子场,推上了阶级斗争的战场。我们没有学好量子场论,对不起张先生。确切地讲,我们根本就没有学完这门课。可是我们问心无愧,我们十个同学没有一个写过张先生的大字报,因为张先生释放的都是正能量。
量子场论在20世纪60、70年代发生了一场Veltman 在1999年诺贝尔演讲中称之为“扭转心灵的转变”。1965年重正化获诺贝尔奖,1967年电弱统一模型确立,1973年提出QCD (量子色动力学),以1954年杨振宁和Mills 提出的思想发展起来的规范场成为量子场论的核心,量子场论经历了一场革命性的转变。正当世界经历一场科学变革的时候,中国也在进行一场变革,这场变革的一个重要内容是把一批有名望的科学家打成资产阶级反动学术权威加以批判,张永立先生这位享誉全球的科学家在劫难逃。
更为不解的是,张先生还有一个鲜为人知的、莫须有的罪名——特嫌。这个伪命题的提出仅仅是因为张先生 在1949这个历史的关节点来到了云南边疆。张先生比薛定格猫更为无辜和不幸,在“文革表象”中,他的“波函数” 是反动学术权威和特嫌这两个态的叠加,其中任何一个态都不是“活态”。
有一天我走进学生宿舍旁边的厕所,一眼就看见张先生在打扫卫生。我本能地叫了一声:“张先生!” 话音刚落,就听见一个人说:“你是什么人?”分贝数不亚于敲一只铁桶。我说:“我是物理系的学生,你是谁?”他说:“我是放牛的。” 听了这句话,我和他顶了起来。我说:“我是革命小将。” 他冷冷地说:“小将,你不要跟我犟,小心我收拾你。”我正要回嘴,站在一旁一直不作声的张先生突然冲我说:“我不认识你!” 张先生在课堂上讲的话我没有完全听懂,可是这句话我是听懂了,他是在用他的勇气和智慧来保护我。当我想溜之大吉的时候,才想起我进厕所来的目的,于是就去办那事。这时那只铁桶又响了:“磨磨蹭蹭地,你到底要干什么?”我实在忍不住了,说:“生理现象你也要管哪?”他坚定地、毫不迟疑地、斩钉截铁地说:“管!”分贝数依然很高。
今天,我们的老师们可以自由地、毫无顾忌地讨论物理学问题而不用当心会惹什么麻烦、冒什么政治风险;我们的青年学生不会因为非个人的问题中断学习;我们的人格尊严得到最低限度的尊重。当我回首那段我曾经骄傲地自称为“革命小将”的历史时,我的心中有一个梦,这个梦就是:历史的悲剧、荒唐的历史永远不要在中华大地重演。这就是我的梦,我的中国梦!
我们这代人是不幸的,因为文革中断了我们的学习。我们这代人又是幸运的,因为我们得到像张永立、杨桂宫、顾建中这样的老科学家、教育大师的栽培和熏陶。他们把科学当作神圣的、毕生的事业,无怨无悔,而不仅仅把科学当作美丽而动人的口号、赚钱的工具。他们对大自然、自然规律和人类的文明成果怀着敬畏,从不扮演征服者的角色。他们严谨而不浮躁、深邃而不浅薄、思辨而不盲从、勤勉而不懈怠、执着而不功利、低调而不张扬。在振兴中华的今天,我们更要学习张永立先生的治学态度、他的科学精神、他的高尚情怀。这样,我们就会少一点浮躁,少一点功利,少一点腐败,少受一点诱惑。这也是我的梦,我的中国梦!
(本文根据笔者2013年3月29日在云南大学张永立先生诞辰一百周年纪念会上的发言修改而成)
2015年2月25日

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