追憶我的老師周光召先生:高山仰止 風范長存

追憶我的老師周光召先生:高山仰止 風范長存
2024年08月23日 12:39 媒體滾動

編者按 8月17日,“兩彈一星功勛獎章”獲得者、中國科學院資深院士周光召因病在京逝世,享年95歲。周光召先生畢生從事高能物理和核應用理論研究,在我國第一顆原子彈、第一顆氫彈和戰略核武器的設計、研制和試驗方面卓有成就,是國際公認的杰出理論物理學家。本報邀請周光召先生的學生和同事,追憶他胸懷祖國、服務人民,追求真理、敢為人先的精神風范。

獲悉周光召老師于2024年8月17日永遠離開了我們的消息,我幾乎不敢相信,心情久久不能平復。自己仿佛還沉浸在今年5月15日,為老師慶賀他從事科學事業70周年暨95華誕的情景中。那天,我們在他工作過多年的中國科學院理論物理研究所,舉辦了“周光召先生學術思想和科學精神研討會”。

回想起40多年來從老師那里得到的精心培育和持續鼓勵,以及他的學術思想、科學精神和家國情懷對我的熏陶,感慨萬分,腦海里總是浮現出他的音容笑貌以及與他探討和研究科學前沿的畫面。

“既要向同行專家學習,又不要輕易相信權威”

記得我第一次聽到周光召這個名字還是在南京大學求學期間。老師們在談及我國理論物理學界最為敬佩的中青年理論物理學家時,都曾不約而同地提到周光召。周光召作為著名理論物理學家彭桓武先生的得意弟子,在我國第一顆原子彈爆炸成功過程中發揮了不可替代的作用。早在20世紀50年代末,他在基本粒子物理領域就作出了具有國際影響的杰出成就,包括在國際上首次引入相對論螺旋散射振幅概念和相應的數學描述,建立起螺旋度的協變描述和極化粒子反應的相對論理論。而他簡明扼要并解析地推導出贗矢量流部分守恒定理(PCAC),更是對弱相互作用理論起到了重大推進作用。他也因此被國際粒子物理學界公認為是PCAC的奠基人之一。此外,他還較早注意到K介子和π介子之間的對稱關系等。在蘇聯杜布納聯合核子研究所工作的4年里(1957年2月—1961年2月),他發表了30余篇論文,引起了國際同行的高度關注,成為蜚聲國際科學界的青年理論物理學家。

周老師能在短短4年時間內做出如此多的原創性成果,一方面得益于他在大學本科和研究生學習期間打下的堅實數理基礎,并從導師彭桓武先生那里領悟到了科學思維的方式和科學研究的方法;另一方面得益于他勇于思考、善于分析、敢于挑戰、不迷信權威,追求真理的科學精神。

周老師曾給我講過他初到杜布納聯合核子研究所的一段難忘經歷,一直讓我記憶猶新。1957年春,年僅28歲的他被國家選派到該研究所從事基本粒子物理的研究工作。杜布納是位于莫斯科郊外的一個小鎮。當時有來自蘇聯、中國、越南、朝鮮等國家的粒子物理和核物理學家一起開展粒子物理前沿研究。

周老師剛到杜布納不久,在一次由各國物理學家參加的學術討論會上,一位蘇聯教授在會上報告了對粒子自旋問題的研究成果。周老師認為這位教授的觀點明顯不對,就站起來闡述了自己的觀點。而那位教授卻用不以為然的目光看了他一眼,很不高興地說:“你的觀點沒有道理!”面對權威專家的這種回答,周老師并沒有直接反駁。會后,他默默地研究了3個月,一步一步地證明了自己的學術觀點,并先后把研究成果寫成《極化粒子反應的相對論性理論》和《靜質量為零的極化粒子的反應》兩篇論文,發表在蘇聯的《實驗與理論物理》雜志上。這兩篇論文成為在散射理論中最先給出粒子螺旋度的相對論性協變描述。從此以后,這位教授不得不對這位來自中國的年輕科學家另眼看待。講完這個例子,周老師深有感觸地對我說:“要讓別人瞧得起自己,必須拿出令人信服的理論依據,做出比別人更突出的研究工作。既要向比自己強的同行專家學習,又不要輕易相信權威,要有自信。”他的這番經歷和教導,一直激勵著我之后的科研工作。

1961年,周老師剛從蘇聯回國就正式加入核武器研制隊伍,協助鄧稼先完成核武器理論設計工作。這期間,他仔細檢查了原子彈理論設計過程中的“九次計算”,最后巧用“最大功”原理反證了蘇聯數據有誤,結束了原子彈設計過程中近一年的爭論,為原子彈的研制成功作出了突破性貢獻。

周老師隱姓埋名近20年,后被調到成立不久的中國科學院理論物理研究所。在不到8年的時間里,他只爭朝夕,在很短時間內迅速站到理論物理研究的前沿,再次做出了一系列有重要學術意義的科研成果,包括指導和帶領國內一批中青年理論物理學家在相互作用的統一、時空對稱性破壞、非線性σ模型、量子場論的大范圍拓撲性質及其與量子反常的聯系等方面做出許多獨創性工作。在統計物理和凝聚態物理方面,他與合作者一起系統地發展了非平衡態統計的閉路格林函數方法,并應用到激光、等離子體、臨界力學、隨機淬火系統等領域。他所取得的一系列科研成果得到了國內外學者的普遍重視。

取得這些科研成果和周老師與自然對話的科學思維方式分不開。在跟隨老師5年的博士學習生涯中,他常常對我說,理論物理研究是去探索和發現自然界的基本規律,而不是去創造規律。因此,我們要從整個自然界(從極小粒子到極大宇宙)本身可能的運動和演化規律來思考和探討。在與老師的研討中,不難發現,他的思維方式是一種與自然對話式的和聯想式的創造性思維方式,是一種從第一性原理思考和求解問題的思維方式。這樣的思維方式不受局限、不易固化。老師總是堅信,任何復雜現象背后一定會有一個更簡約的規律在支配。這也是為什么跟他合作和共事過的人,都會有一個共同的感受:他總是會很快抓住問題的要點,并能做到化繁為簡,使得遇到的問題迎刃而解。

“時刻準備接受祖國交給的任務”

周老師非常熱愛理論物理研究。在他看來,理論物理是研究宇宙、物質、能量、時間和空間以及其相互作用和運動演化所遵循的最基本規律的一門學科,也是最具基礎性、前沿性、交叉性和綜合性的一門學科。理論物理研究需基于大量物理現象和物理實驗,依據簡單的物理原理和物理圖像,運用嚴密的邏輯推理和辯證思維,利用嚴格的數學公式和數學方法,高度概括和演繹歸納出具有更普遍意義和深刻本質的基本理論。

一個成功的理論不僅能成為描述和解釋自然界已知的各種物理現象和運動規律的理論基礎,而且還將是預言和發現自然界未知的物理現象和基本規律的理論依據。科學史表明,一旦基礎理論研究獲得根本性突破,必將導致科學革命,并促進多學科的交叉融合和應用基礎研究的創新,引發變革性技術和顛覆性技術的涌現,觸發相應的工業革命。

即便如此,面對國家需要,周老師曾放棄他熱愛的理論物理研究。

老師所處的那個年代,可謂是粒子物理發展的黃金時代。他在杜布納的研究工作處于粒子物理研究的最前沿。他的研究成果與同時代做相關研究工作而后來以此獲得諾貝爾物理學獎的物理學家處在同一水平。

楊振寧先生評價:“周光召在杜布納工作時期是多產的。他在蘇聯《實驗與理論物理》雜志上發表了很多文章。當時我在美國研究了他的這些論文,尤其是他關于贗矢量流部分守恒的工作。他在美國被認為是杜布納聯合核子研究所最杰出的年輕科學家。”李政道先生也曾這樣評價道:“周光召是世界著名理論物理學家。20世紀70年代在和他見面之前,我就已經知道了他在20世紀50年代末的許多重要工作。他的工作得到國際科學界的高度評價。另外他的文章通常都寫得深入和簡潔。”周光召的合作導師馬爾可夫說:“周光召同志在杜布納聯合核子研究所理論物理研究室工作期間完成了一系列研究工作……他是一位特別有能力且有前景的科研人員……”

然而就在周老師的研究工作取得重要進展并可能獲得重大突破時,國際環境變化,蘇聯撤回對華技術援助,使得中國原子彈研制面臨巨大困難,急需相關人才。為此,他主動請纓,決定立即回國。由他負責起草給第二機械工業部領導的聯名信中有這樣一段記載:“作為新中國培養的一代科學家,我們時刻準備放棄我們的基礎研究,接受祖國交給的任務。我們深信,中國一定能夠造出自己的原子彈。”

當時杜布納聯合核子研究所所長布洛欣采夫給錢三強寫信要求延長周光召在杜布納的訪問時間。他在信中寫道:“特別關注年輕的科學家周光召,他已經獨立完成了大量的理論研究。按照波戈留波夫教授的建議,周光召至少還應該延期1年,這樣可以豐富他自己的研究,對研究所也是很有益的。”

然而,周老師謝絕了杜布納聯合核子研究所的挽留,于1961年2月回到祖國,擔任第二機械工業部九院理論部第一副主任。他與彭桓武、鄧稼先等一批科學家一起,進入中國原子彈研究核心部門,開始了近20年隱姓埋名的奮斗歷程。直到20世紀80年代,周老師才回歸了他熱愛的理論物理研究事業。

“真理的獲得只有通過百家爭鳴、百花齊放才能達到”

1980年9月,周老師應邀赴美國弗吉尼亞大學和加州大學任客座教授,受到美國物理學界的熱烈歡迎。他被國外同行視為中國理論物理學界的代表人物。時任美國物理學會主席馬夏克教授為歡迎周老師的訪問,專門為他在弗吉尼亞理工學院舉行了以弱相互作用為題的學術研討會。許多國際知名物理學家包括多位諾貝爾物理學獎獲得者參加了會議。1981年9月,周老師又受邀赴歐洲核子研究中心訪問。正當他全身心地投入到新的學術生涯時,一個重大的人生轉折又出現在他的面前。他被急召回國參加黨的第十二次代表大會,并當選為中央候補委員,后選為中央委員。

為推薦周老師擔任中國科學院理論物理研究所所長,彭桓武先生在寫給盧嘉錫院長和胡克實副院長的信中這樣評價他:“周光召同志是我的研究生,后又長期和我一道進行核武器的理論研究。他具有優秀的學習成績,經過國際競爭性的基礎科研鍛煉,也經過迫切性的國防科研鍛煉,能體會和處理理論與實驗、科研與實用的結合問題。除工作富有創造性和學風嚴謹外,他還具有較強的組織能力、一定的行政領導和對外競爭、聯系的經驗。所以,為進一步發展我所的工作,我現在正式建議由周光召同志擔任我所所長,并免去我的兼所長職務。”

在彭桓武先生的力薦下,他被任命為中國科學院理論物理研究所所長。1984年4月開始擔任中國科學院副院長。1987年1月,周老師擔任中國科學院院長、黨組書記。

在擔任中國科學院院長期間,周老師努力倡導和營造一種清新的學術生態環境,奉行開拓精神,在中國科學院形成民主、團結、融洽、活潑的學術氣氛,決不允許用行政手段干涉學術自由,為科學家們創造了一個身心舒暢的工作環境。他認為“科學研究中不存在先驗的‘框框’”“真理的獲得只有通過百家爭鳴、百花齊放才能達到”。他倡導的這些理念使中國科學院形成了濃厚的學術氣氛,為出成果、出人才奠定了良好的基礎。這也是他親身參與和領導“兩彈一星”并取得巨大成功所總結和歸納出來的寶貴經驗。

面對當時的國情和院情,為推進科技體制改革,他在中國科學院提出新的辦院方針:把主要力量動員和組織到國民經濟建設的主戰場,同時保持一支精干力量從事基礎研究和高技術創新,并提出了“一院兩制”的辦院模式。此外他實施了一系列新的舉措,包括推動建立聯合實驗室、聯合研究中心、科技促進經濟發展基金會、科技園區,發展高技術產業,進行產學研聯合開發等,并倡導有條件的研究所創辦高新技術企業,改革完善管理機制,使中國科學院在改革中進一步蓬勃發展。在今天看來,這些都是在國家改革開放和社會發展變化步入特定歷史時期,為順應時代前進的步伐,對國家最高學術機構進行的一次重大變革。

另一方面,為穩定支持基礎研究,周老師推動實行國家科學基金制,并推進國家重點實驗室的開放;在體制機制和人才隊伍建設方面,提倡開放、流動、聯合、競爭,實施研究所分類定位,建立了青年基金、所長擇優基金、博士后制度、職稱特批制度,以及香山科學會議研討模式等。

與此同時,周老師集中精力培養人才,著力解決中國科學院科研隊伍的“代際轉移”問題。他特別愛惜年輕人才,每當看到年輕人的科研取得重大進展和突破時,他都會特別關注,有時還會專門請他們做成果介紹,甚至親臨實驗現場進行考察,給予青年人才及時的鼓勵和支持。

“要努力做時代需要的事情”

在中國科學院經過多年改革,逐步邁入穩定發展的新階段時,周老師開始思考提拔年輕人來擔任中國科學院的領導職務。

1995年,我回北京參加第17屆國際輕子—光子會議。該會議是在我國首次舉辦的國際高能物理領域最大規模的一次會議,周老師擔任大會主席。會議期間,我給周老師匯報了我的一些科研進展,并探討了粒子物理的未來發展和我感興趣的研究方向。他向我透露了他的一個愿望,希望從領導工作崗位上退下來,繼續開展粒子物理的前沿研究,讓年輕同志來擔當領導重任。得知老師的這個愿望,我當即表示,將全職回國與老師一起進行研究。這之后,我保持與老師更多的聯系,對粒子物理理論前沿方向進行深入探討,很快構建了一類大統一模型(電弱強三種相互作用力的統一),并對粒子物理標準模型中十多個參數給出與實驗相自洽的預言。

1996年,我全職回國,與老師一起瞄準粒子物理理論的理想目標,對所有相互作用力的統一理論開展研究。記得有一天,我們討論中遇到了一個疑難問題,沒想到第二天一早還不到7點就接到老師的電話,他說找到了解決方法。我既興奮又擔心,老師這么大年紀,還在不停地思考,想必他一夜都沒有睡好。有時我們討論問題會忘記時間,直到師母催促才會想起還沒吃飯。我們持續研究了大半年時間,把初步研究結果整理后,在《中國科學》雜志上發表了題為《對所有基本力的一種可能的統一模型》的論文。

1997年,當我們的研究告一段落后,老師對我說,他又不能繼續再做理論物理研究了,統一理論這個目標和愿望希望我能繼續思考和研究。我知道,他已當選為中國科協主席,并領銜擔任973計劃顧問組組長,必須面向國家的需要和社會的期望,發揮他在那個崗位上應有的作用。

自20世紀20年代愛因斯坦提出統一場論思想以來,無數理論物理學家為建立統一理論而不斷探索。為了不辜負老師的期望,實現能描述從極小粒子到極大宇宙的統一理論,我從沒停下探索的步伐,沿著與老師起初研究的思路,經過不斷地從肯定—否定—再肯定—再否定—再肯定這樣循環往復的思考探索,直到2018年基于新的引力量子場論框架建立起理論上自洽的超統一場論。當得知老師希望了解超統一場論的進展時,我專門去醫院給他詳細匯報了這個理論的建立過程和引入的相關新概念。盡管不知老師究竟聽清楚了多少,但見他不時地用眼睛看著我,有時露出會意的微笑,其中的一只手緊緊地握著我的手。我再次被老師感動,心里默默地想著,能給予老師最大的安慰就是在理論物理前沿研究中不斷取得突破,在世界科學史上留下中國科學家濃墨重彩的一筆。

周老師熱愛科研,但他更愛祖國。

他曾說,時代決定選擇的大方向,要努力做時代需要的事情。周老師以他高尚的愛國情操、包容的人格魅力、淵博的學術造詣、嚴謹的科學作風、長遠的戰略眼光作出了無愧于時代的杰出貢獻,贏得了國內外的高度評價,成為功勛卓著的一代科學巨匠和學界楷模。他的學術思想、科學精神和家國情懷將世代相傳、永續千秋。

惟楚有才光召,智韜略惠乾坤,乘騏驥以馳騁兮,來吾道夫先路!

(作者系中國科學院大學學術副校長、中國科學院院士)

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