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执拗的成长:专访日本诺贝尔物理学奖得主益川敏英

2016年11月20日 13:36 来源于 财新网
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这位有独特个性和惊人力量的学者,咬定青山,执拗成长,终获突破的故事

  编者按: 

  毫无海外留学背景、日本本土培养的理论物理学家益川敏英,直到2008年获颁诺贝尔物理学奖时,才第一次踏出国门。近年来日本物理学界令人惊讶地频频摘得诺贝尔奖,受到世界关注。2014年,两位中国学者专访了益川敏英,从中或可窥见日本学术界的文化和氛围,也让我们看到,这位有独特个性和惊人力量的学者,咬定青山,执拗成长,终获突破的故事。访谈中透露出来的日本科学家的坚韧个性,拼命文化以及一个能够持续交流,激励思想创新的稳固而强大的学术共同体,引人思考。

  撰文 | 李英杰(大连理工大学哲学系)白欣(首都师范大学初等教育学院)

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  受访人:

  益川敏英(Toshihide Masukawa,也可写成Maskawa),以下简称益川,现任名古屋大学特别教授、基本粒子起源研究机构总长(素粒子宇宙起源研究机构长)。1940年2月7日出生于日本爱知县名古屋市。1962年毕业于名古屋大学理学部。1967年在名古屋大学大学院理学研究科获得博士学位。1973年,与小林诚(1944年-,日本理论物理学家。2008年,凭借和益川敏英的合作,二人共获诺贝尔物理学奖)合作发表论文“CP violation in the renormalizable theory of weak interaction”[1]。2008年,凭借“小林·益川理论”获得诺贝尔物理学奖。

  访谈时间地点:

  2014年8月20日,名古屋大学ES综合馆益川敏英办公室;

  2014年8月21日,名古屋大学ES综合馆益川敏英办公室。

  ►汤川秀树(Yukawa Hideki),日本第一个诺贝尔奖获得者。来源:Wiki

  自日本物理学家汤川秀树获得日本第一个诺贝尔奖以来,迄今为止,日本物理学家已经有10人获得物理学奖,其他领域也有多人获奖,日本人为何屡获诺贝尔奖,这是一个非常值得研究的话题。受访者是日本本土培养出来的诺贝尔奖获得者———益川敏英,2008年去斯德哥尔摩领取诺奖是益川有生之年第一次出国。在此之前他从未踏出过日本国门,更别说有任何的留学经历,还因为英语不好,在诺奖颁奖典礼上用日文演讲。可以说,益川彻彻底底是一位日本本土培养的诺贝尔物理学奖获得者。希望通过对这样一位人物的访谈,一方面探讨如何能在本土现有条件下“土生土长”地培养出诺贝尔奖获得者;另一方面,更为重要的是看出日本理论物理学界在人才培养、学术传承、研究氛围等方面的独特之处。

  1 为何选择物理学———大师的影响

  ►坂田昌一(Shoichi Sakata)。来源:朝日新闻社

  ►问:您为什么要选择物理学专业?

  益川:我是名古屋人。1955年,我高中一年级的时候,坂田昌一(Shyoichi Sakata,1911-1970,日本理论物理学家。提出基本粒子结构模型<统称坂田模型>,1964年以日本学术代表团参加北京学士讨论会。著有《物理学和方法》、《科学家和社会》等)先生(日文中“先生”一词是对老师、医生等各领域专家的尊称,可以译为坂田老师,但是为了保持采访的原意,采访中的先生直译为先生)发表了成为夸克模型前身的“复合粒子模型”(即坂田模型。1955年,日本理论物理学家坂田昌一提出了一种模型,认为所有参加强相互作用的强子并非个个都基本,“基础粒子”只是质子、中子和超子,其余的强子则是“复合粒子”,都可以由“基础粒子”及它们的反粒子复合出来。该模型还认为,介子由一个基础粒子和一个反粒子构成,重子由两个基础粒子和一个反粒子构成。所谓构成一个粒子就是构成表征这个粒子的全部量子数)。

  我虽然读不懂,可是在新闻上看到这个消息还是很受鼓舞。我认为这样惊人的成果能在名古屋被研究出来很厉害,如果是东京的话就不会有那么大的影响了。在那之前,我幼稚地认为科学研究在19世纪末就结束了。然而名古屋大学却做出了世界性的研究工作。于是特别想加入到他们之中,想弄清楚到底是怎么研究的,就这样确立了目标。在那之前我是完全不学习的学生。有了进入名古屋大学的目标后,就想着必须突破它,向着那个目标发奋图强的学习。

  ►问:同时代在名古屋大学学物理的学生们也跟您抱有同样想法的吗?

  益川:嗯,是的。名古屋大学在坂田先生的周围聚集了很多优秀的研究者和研究生。坂田先生经常要参加学术会议、中日学术交流的工作等,非常忙碌。在研究室露面时都已经是休息的时间了。所以我们日常没有机会与坂田先生一起议论。在先生有空闲时间时,可以去先生那里单独询问。然而,其实准备好的问题自己心里已经有了答案,所以去请教老师时,更像是去确认一样,很有意思。名古屋大学还没有调整之前,这里是以前的工学部,物理教室在对面的山上。下雨时非常泥泞。我就穿着那样泥泞的鞋去找老师问问题,结束后就那样出来了。我忘了自己带着泥脚印这回事就闯进老师的房间。于是老师拼命地擦我的脚印,挖苦地说道:“益川穿着泥鞋就进来了”,这样一来,学生就不再拘谨,能轻松地向老师提问题、大胆地讨论。我没有考虑到这些事情,但老师考虑到了,他很努力地思考怎样使自己主办的研究室更好地发展,更好地运营。

  ►朝永振一郎(Sinitiro Tomonaga)。来源:Wiki

  ►问:汤川先生和朝永(朝永振一郎,Sinitiro Tomonaga,1906-1979,毕业于京都大学和东京大学,日本理论物理学家,1965年获得诺贝尔物理学奖。)先生陆续获奖,这样的事情是不是影响了与您同时代的高中生选择大学学习物理?

  益川:大体上,来研究粒子物理的同学们一般都会说想要取得像汤川、朝永那样的成就。但是我不一样。当时的人们经常念叨着“古桥·汤川”。汤川是指诺贝尔奖获得者,古桥是指当时获得游泳世界纪录的古桥广之进,他们的成就完全不同。那时候大家都说想要学粒子物理。我是小学、中学从来不学习的那种小孩,是掉队的差生,所以完全没那样的感觉。直到高中的时候,坂田模型发表后鼓舞了我想要学习基本粒子论,才开始发奋学习的。在那之前连学习是什么都不知道。

  ►问:自汤川获得诺贝尔奖之后,日本在物理学方面持续获奖,尤其是近年来的成绩也很显著,是不是有一种良好的社会气氛,普通人都愿意去投身科学研究?

  益川:日本战前的高等教育使用的是日本自行编写的教科书。中国就是现在也不得不依赖英语教材吧,所以从某种意义上来讲,我认为日本的高等教育是很优秀的。把优秀的学生作为留学生送往欧洲的同时,创作编写本土教科书。所以在战前的一段时间,数学也是,创作了很优秀的教材。正因为有了这样的基础,战争结束后,日本在国土狭小资源匮乏的情况下只能振兴科学。那时充满了科学立国的氛围。我还是学生的时候是那样,现在的学生不是那样,他们的视野面向全世界,也更有竞争意识。说个滑稽的事情,我们那时候想为什么美国和俄罗斯能够做出那样重要的运算,发表那么厉害的论文呢?答案是他们经常吃牛排,体力非常好。所以我们也要吃牛排,于是合资在研究室买了牛排烤来吃。然而却多出了两块,一块被谁给偷吃了。到底是谁偷吃的?最终也没有找到。

  ►问:在研究方法,研究题目,研究模型方面,您受到了坂田先生的哪些影响?

  益川:我1962年进入大学,那个时候,坂田先生非常忙碌,并没有亲自指导我。但是坂田先生会参与京都大学(以下简称为京大)的汤川研究所举办的模型和构造大型研究会,一年大概三次。先生非常忙碌平时没有时间学习。所以开会之前会给研究室的年轻人分配任务,向先生汇报讲解。先生在此基础上花三天左右的时间学习整理,在京大汤川研究所的研究会上的发言,使我们受益匪浅。先生有一句至理名言,“最好的组织和最高的哲学能成就好的事业”[2]。哲学是指前进的方针;所谓的方法也就是研究的同时应重视集体的讨论,这也是我们的风格。于是便有了“最好的组织和最高的哲学成就好的事业”。我们年轻人都认为有了这两点便可以成就事业,自我暗示,拼了命地工作。

  2 在名古屋大学的学习

  ►名古屋大学(Nagoya University)校碑

  ►问:您读大学时,名古屋大学都有哪些物理研究?

  益川:有坂田先生的素粒子(日语中素粒子一词对应英文为 Particle physics,在汉语中是粒子物理学之意,为了保持采访原意,本文中仍使用素粒子一词)论研究。还有有山兼孝(1904 - 1992,日本物理学家)先生的物性物理研究。以及以关户弥太郎(1912 - 1986,日本物理学家)先生为中心的宇宙线研究,他的研究没有方向性、一味地拼命寻找点光源,很遗憾以失败告终。然后就是以上田良二(1911 - 1997,日本物理学家)先生为代表的电子显微镜、结晶学研究。

  ►问:名古屋大学的研究方法和人才培养与其他大学有什么不同?

  益川:二战后,名古屋大学的培养方法是建立以坂田先生为中心的教室会议制度。名古屋大学在二战中曾对此已有尝试,战败后便建立了民主的、教授讲座式的研究小组培养制度。大规模的就演变成教室会议,但其中心构造也是研究小组。即使是研究预算也在研究会议上决定。

  ►问:全员都参加研究室会议吗?

  益川:是的。我们研究生和教授们一样,参会人员都有投票的权利。

  ►问:您进入名古屋大学后,从什么时候开始参加研讨室(研讨日语为コロキウム,即为 colloquium,意为研讨会)?

  益川:是从博士一年级分配研究小组后开始的。在那之前也不是完全封闭的,但是参加了也不能很好理解,只能作为研究生被指导。像先前所说的由于理论之间的差异性,所以每个研究室都要进去学习一遍,大概4个月循环一遍,从物性小组到素粒子小组。

  ►问:这个研讨室多长时间开一次?

  益川:一周一次,如果有重要的问题,有时追加到一周两次。

  ►问:举办人是谁呢?

  益川:举办者是研究室主席,一般都是研究生里面的佼佼者担任。大家在会议上集体讨论下次研讨会想要听什么样的理论、邀请谁来。集体决定后由主席负责联络。

  ►问:老师和学生全体都参加吗?

  益川:是的。老师和学生是没有区别的。当然了,有立场和影响力的不同。

  ►问:议论的时候是什么样的形式?

  益川:是非常自由的。尤其我经常会大声地说:“不是这样的!”就连坂田先生在那个场合的发言也是畅所欲言的。那时先生忙于各种学术交流会议和中日学术交流等事物,没有时间直接指导我们。但是有实在无法解决的事情的情况,先生会亲自听我们的汇报,然后花3天左右的时间推敲,解答的时候使我们受益匪浅。

  ►问:也读其他研究者的论文吗?

  益川:所谓的研讨方式,一种说法是快报,英语的说法就是journal club。每人阅读学习最新文献后发表报告。这是很恐怖的。对于新入学的研究生来说,即使读也有很多读不懂的地方,汇报不好时前辈就会突然闯进纠正,真的很锻炼人。

  ►问:论文是自己选择吗?

  益川:在journal club这样的方式下,每周会一下子送来很多论文,工作量很大。一周大概必须读70篇左右。然而,由于自己初涉研究还是个新人,不懂的地方特别多。在研究室进行解说的时候就会被围攻。经常会被说:“不对!再认真读一读!”一般是先决定一个题目再指定一个题目相关的人一起研究学习,尽可能是年轻人。因为解释不好的话会被围攻,所以这对于双方来说都不是简单的事情,挺吃劲儿的。

  ►问:对别人论文的观点是批判还是学习呢?

  益川:对别人的论文刚开始主要以学习为主。对于新入学的研究生来说,不可能了解所有的领域。即使是自己的研究也有很多是一知半解,除此之外的一点也不懂。但是即使不懂也必须拼命阅读和理解,是很好的学习。

  ►问:除了阅读别人的文章外,还发表自己的文章吗?

  益川:嗯,会大量印刷与投稿论文相同的东西,大概200份吧,给全世界分送。这样一来投稿发表的论文,一开始就在研讨室上讨论过。

  ►问:那您做过什么样的汇报呢?

  益川:名古屋在模型和构造方面的研究非常强,有很多杰作。但是对于像在美国和东京很流行的dispersion也就是分散之类的研究却不擅长。越不擅长越想要去做。于是我便被要求做这些方面的研究。所以会做与坂田模型不同的领域的研究。

  ►问:被前辈们要求?

  益川:是的,是这样的。并且很严厉。有一次不是在京大的基础研究所,而是在与之相邻的数理解析研究所。在那里参加数学和基本粒子领域研究会。那时候有一个题目要求从素粒子角度进行报告。我从大贯义郎(1928-,日本物理学家,是益川研究生时代的指导老师之一)先生那里得到了一篇特别难的数学方面的论文,要求我用一周的时间做出来。

  ►问:不是自己喜欢的题目吗?

  益川:我并不讨厌数学,还能很好地消化。

  ►问:发表了多少次呢?

  益川:没有计算过。

  ►问:发表之前会做什么样的准备呢?

  益川:我比较懒,并不很早准备。大概在临出发去京都之前的一两天吧。带上相关的论文,提前一天会学到半夜三点。

  ►问:遇到研究中的问题,您是怎么解决的呢?

  益川:做研究还是一步一步来比较好。还记得我当助教指导博士论文时,论文里有一个最初的数式出现问题。但那时他的论文已经完成的差不多了,失败的话会对找工作有影响。说起来很辛苦,我51个小时没有睡觉修改论文,终于起死回生。这样的事情发生过两次,还有一次是因为电脑的程序的问题。还是在那个博士的论文中,程序的基础是我负责,发现有错误后,花了51个小时进行修改,通宵达旦才通过的。

  ►问:您这次获奖的论文是从研讨会中获得的灵感吗?

  益川:不是。但是,它可以说是我对目前为止所学习和研究过的内容进行的一个总结,就某种意义而言注重开发和运用数学本身的一些专业技术和知识。

  3 在素粒子论讨论班(素粒子論グループ)中成长

  ►问:您是从什么时候开始接触素粒子论讨论班的?

  益川:具体来说,我从进入硕士阶段开始接触素粒子论讨论班的,也就是1962年开始的。在那之前,读大学的时候,我虽说隶属于物理研究室,但与老师直接接触的时候很少,只是听听课而已没有深入了解。

  之后,进入物理研究室进行研究是从名古屋大学硕士一二年级的时候开始,但硕士阶段也是很多人一起集体学习谈不上研究。老师要求我们要经常在理论研究室学习,所以我每三个月循环一次,物性理论,原子核理论都要体验一遍。在此基础上,老师再来指导我们经过了理论学习以后看自己适合哪个研究团体,再结合自己的意向,确定硕士论文的题目。题目确定以后再推荐去适合这项题目的研究室。如果自己无论如何也确定不了题目的话,老师会提供一个论文题目的目录单,从中选择题目后,再决定去哪个研究室。

  硕士二年级后半期虽然还不能算正式进入研究室,但是该研究室的老师会指导你的硕士论文。

  博士一年级的时候才会被正式分派到各个研究室。我们必须要学习与实验相关的技术,但是在这方面花费的时间不能太长,没有时间让你考虑太多,必须早一点决定自己要去哪个研究室。

  理论上来讲,早早决定自己的专业或方向是不妥当,盲目的。因此,每个理论研究室都不能错过,都要经历一遍。所以我花了三四个月的时间,循环了三四个研究室。

  ►问:那您是在这些研究室学习过之后马上就决定去素粒子研究室了吗?

  益川:不是的。我不是马上就进行研究的。当老师问我想以什么题目写硕士论文的时候,我说了一些不符合实际的话。老师说,你想进行的研究哪里都不能提供,没有条件实现。但是如果哪个方面都想接触的话,只有素粒子研究室才能做到,所以我才决定去素粒子研究室。我的题目跟哪个研究室都没有多大关系,是很特殊的题目。我试图解开这个S矩阵的方程式。所以其实我也不是直接在素粒子理论团队进行研究的。进入坂田研究室以后也不单单只学习基本粒子理论,原子核理论我也学习过,也发表过论文。

  ►问:您硕士阶段决定去坂田研究室的时候就已经确定指导教授了吗?

  益川:硕士的时候没有独立的指导教授,是大家一起学习,集体指导。

  ►问:那就不是单独的老师指导您,对吗?

  益川:是的,我所研究的东西题目很特殊,没有老师能指导,能指导的我都不做,做别的事情。我的情况是,不拘束于条条框框,喜欢什么就做什么。

  ►问:进入素粒子研究室以后,每次的小组讨论您都出席吗?

  益川:是的,硕士刚进入研究室的时候有大概半年的时间是由研究室的前辈指导我,所以那时候还找不到进入研究室的感觉。进入博士阶段后才算正式隶属于此研究室。进入博士以后基本上我就不接受指导了,就随便做自己喜欢的事。

  ►问:那您每次参加研究室的研讨会是从博士开始以后吗?

  益川:是的。我是从1964年开始的。当时名古屋大学还不是自由制。虽然隶属于那个研究室,但是要成为该研究室的研究员,要由研究组的人推荐以后在教师会议上投票来决定。当时是这种情况。

  ►问:素粒子论讨论班是全国性质的组织吧。

  益川:是的,是这样的。

  ►问:那么那时素粒子论讨论班的学科带头人是谁呢?

  益川:那就要谈一点历史[3]了,战前还没有素粒子理论组,那时有数物学会,也就是数学和物理共同的学会。在那之中,最开始做研究的人们开展了所谓的介子讨论会(日文原文为メソン会),有四五十人集中议论问题,除此之外没有别的,逐渐发展到现在大概有数千人了。介子讨论会的成立是在战后不久。除此之外,坂田先生于1942年在名古屋大学成立了研究组。京都的话,就是汤川先生了。朝永先生也是在战后成立的研究组。只有这些,没别的人研究。朝永先生那时条件很恶劣,居住环境也不好,只能寄宿在大学。随后经过体制的改革后,当我们进入到素粒子论讨论班的时候,在较具规模的大学里,素粒子论讨论班已经形成规模了。

  ►问:全国的研究者们会不会聚集在一起发表,讨论?

  益川:最开始在战后介子讨论会那时会在一起讨论。那时提出了研究应该更加深入和细致的建议。于是给每个人分配任务,然后在下次集中讨论的时候把研究成果综合起来变成论文。那时是这样的方法,充其量也就40人。1950年以后体制改革才变成了现在的素粒子论讨论班。所以那个时候如果说能算作研究小组的话,只有汤川先生那边和坂田先生的名古屋以及朝永先生所在的东京教育大学(日本筑波大学的前身)。还有大阪市大学,那里有实力很强的研究组,聚集了现在看来很有影响力的前辈成员。那里的中心人物是南部(南部阳一郎,1921 -,日裔美国物理学家。2008 年与益川、小林一同获得诺贝尔物理学奖)先生。但是南部先生在35岁左右的时候,虽然在日本已经当了教授可还是放下研究组去了美国。也许是想跟最尖端的人们一起共事。

  ►问:现在素粒子论讨论班还存在吗?

  益川:现在有些过于大了,但也只是形式上变大了。因为现在学会聚集讨论的时候,与其说讨论物理问题不如说讨论该如何组织讨论班的问题。

  ►问:素粒子论领域在最初的时候聚集了各个大学的教授们,其中领导者都有谁呢?

  益川:那个时候的大师有汤川、朝永、坂田。以他们为中心,每次集会的时候学会之间互相汇报和讨论研究的内容,并且一起讨论下次集会之前应该研究的内容,非常和谐。也许与汤川先生获得诺贝尔奖这件事情有关吧,日本在战后马上在各个大学进行研究体制的改革与整顿。于是每个大学都有了自己的研究室,在里面进行日常的讨论和研究。以汤川先生为首的京大基础物理学研究所也进行了整顿。他们是根据题目授课,然后把人们聚集在一起议论和发表研究内容。所以有几个大学的研究会都是自己干自己的。而后,由于讨论逐渐参有行政事务的内容,物理学会便根据科目分成了几个小组,有素粒子论讨论班、原子理论讨论班等。

  4 与小林诚的合作

  ►进入研究生院学习的益川敏英(Toshihide Maskawa)和小林诚(Makoto Kobayashi)

  ►与益川敏英同获2008年诺贝尔奖的小林诚(Makoto Kobayashi)。来源:nobelprize.org

  ►问:您为什么要把“CP对称性破缺”作为研究课题呢?

  益川:这个问题我想若是要小林来作答的话肯定会给出一个充分合理的理由。我的话,其实可以说是非常偶然的。在当时一个特别简短的交流会上,递到我手里的一篇论文引起了我的注意。大致浏览之后,觉得“CP对称性破缺”的实验验证是存在问题的。可是问题具体出在哪里,因为当时时间紧迫,一点儿头绪都没有。后来,由于实验数据与现有理论的不匹配,仅靠“四个夸克模型”来解释“CP对称性破缺”困难重重,研究就这样搁浅了。1967年,温伯格(Steven Weinberg,1933-,美国物理学家,1979 年获诺贝尔物理学奖)实验验证了统一电磁作用和弱相互作用的模型,从而解决了质量项破坏规范对称性的问题。根据这一理论,我们的实验验证才得以顺利进行下去。

  ►问:对于理论物理学,共同研究是很重要的吗?

  益川:实验小组现在有上千人。然而理论小组经常2到3个人就能组成一个团队,这是很常见的。有年轻人需要亲自指导的话,也有5到6个人的时候。

  ►问:那么,研究的时候,您和小林先生是如何分工的呢?

  益川:我在名古屋大学当助教时,他进入研究生院。他是他那个年级里唯一对素粒子论有抱负的人。那时我为要博士毕业的学生召开研讨会,共同研究论文相关的内容,小林君经常会偷偷溜进来参加,我也不说什么。于是,不光是他,组里的学生在写论文、研究等各个方面都借鉴到了很好的经验。

  1970年,我到京都大学工作,2年后也就是1972年,他也来了。于是便有了一起工作的想法。

  那时候只发现了3个夸克,4个夸克理论的提出还是在1969年格拉肖、李尔普罗斯、马伊阿尼(三人分别是 Sheldon Glashow,John Iliopoulos and Luciano Maiani,这里是益川的记忆有误,三人是在 1970 年发表的夸克相关的文章)等人的论文的基础上才有的。于是以那些论文为基础,我便思考到是否可以运用场理论来对CP对称性破缺这一问题进行说明。所以,趁着和小林谈话的契机,我们俩不谋而合决定研究这个课题。

  4月初,小林一直在忙于适应新的生活环境。虽然在日本,4月末到5月初是休假时间,但他却一直在忙。所以,大概在5月10日左右,在思考后我们决定利用场理论来研究CP对称性破缺这一问题。我们开始运用4个夸克结构来做各种各样的实验,但对于CP对称性破缺这个研究从一开始就不能很顺利地进行,刚起步就遇到很大困难。我又是在业界出了名执拗的人,总想着哪里跌倒就在哪里爬起来。小林君也在反复摸索后发现四个夸克模型确实存在问题,研究陷入困境。

  你知道,在做决定的时候,浴室[4]和厕所是转换思维的好地方。走投无路时突然想到既然“四个夸克模型”不能很好地解释“CP对称性破缺”的话,那么为什么不把夸克增加到6个呢。因为我是个急性子的人,所以比小林君更早一些就否定了四个夸克的方法。第二天去了学校把我的想法跟他说了以后,他考虑了不到一分钟就同意了我的观点。

  我用日语写的论文的结构和草稿,花了将近1个月的时间才写完,大概是论文(指实际发表出来的那篇获诺奖论文)的三倍那么多。小林君在此基础上删减后,以不同的顺序也写出三个CP对称性破缺模型。现在成功的六元模型我在最开始写的时候是在希格斯粒子为复数的条件下达成的,大概写得乱七八糟的就给他送过去了。论文从开始撰写到完成大约花了50天左右的时间。因为当时是8月份,小林要返乡(这里指的是 8 月份是日本的盂兰盆节,小林诚返乡祭祖)。我把日语的原稿写完之后立即交给小林,他在返乡期间就完成了英文的译稿。8月末他回来后,我们又再次修改润色,觉得差不多了之后就向京大的《理论物理学进展》(该杂志名为 Progress of Theoretical Physics,是日本的一个物理学期刊,由日本物理学会出版发行。该杂志创刊于 1946 年,杂志语言使

  用英语)投稿了。关于他是怎样思考颠倒顺序以及为何这样做的原因我从来没有问过。结束后,我就忙别的事情了。我如果写特别长的论文的话要经过一年左右的时间反复思考、深思熟虑以后才写。

  ►左:小林诚(Makoto Kobayashi)、右:益川敏英(Toshihide Maskawa),2001年。来源:KEK

  ►验证小林益川理论使用的贝拉探测器和KEK B加速器。来源:KEK

  ►问:过去研究者们之间经常一起讨论,甚至还会有争吵,是这样吗?

  益川:会啊。事实上那样的事情每天都会发生。经常是边吃饭边讨论。总会有两个人讨论着然后第三者插话这样的事情发生。这样形式的讨论在小组中并不是说在听到“好,下面开始讨论吧”诸如此类的话后为了讨论去讨论,而是每时每刻像本能似的很随意地在做着这样的事情,不用引导。不过,这样的情况仅限于日本国内。比如美国的某个大学,像这样边吃边聊物理学的话题是不被允许的。为什么这么说呢?比如甲说了“这个问题……”的话后,而乙正好就甲刚说的这一问题与甲有相同的观点,或许有比甲更成熟的想法。听了甲这样的话后,乙只有去和甲两个人共同完成论文的撰写了。因为若是乙就相同的观点发表论文的话,在甲看来乙这样的行为就属于剽窃、抄袭了。所以,为了避免这样的事情发生,他们是不会边吃边聊的。

  ►问:在日本国内诸如此类的事情会发生吗?

  益川:不会。硬要说的话,我觉得大家是在一种特别自由、浓厚的学术氛围中做研究的。

  ►问:名古屋大学像这样的学术氛围很浓厚,但是您在名古屋大学做了助教后就去了京都大学吧?

  益川:是,开始是在名古屋大学。去了京都大学后呆了6年,又在东大的原子核研究所呆了4年后返回了京都大学。

  ►问:为什么是这样的一种路线呢?

  益川:学术交流对于研究者来说是极其有益的一件事情。正是因为持有这样的一种价值观,促使我们会努力去很多地方与不同的研究者进行交流和探讨,所以我从名古屋、去了京大、东大,后来又返回了京大。即便是回了京大,实际上也是在京大的不同地方做研究。先是在基础物理学研究所,后来又去了理学院。结果是在做了研究所的所长后,我在学术研究方面反而搞得比较少了。

  5 从未出国、英语不好却为何获奖?

  ►问:您一直在日本国内进行研究,与国外的研究者有交流吗?

  益川:因为用英语交流对我来说是非常困难的,所以平时不会去在意这些事情,也极少参加一些国际性的学术会议。获诺奖后在瑞典发表演讲的时候我也用的是日语。当时也有一个用法语做演讲的研究者,所以我是第二个没有用英语发表演讲的人[5]。

  ►问:既没有留学的经历,也很少与国外的研究者进行交流,您觉得这是一种遗憾吗?

  益川:不会。当然,有留学的经历是很好的,能够频繁参加一些国际性的学术会议肯定对我目前的研究会有所帮助。但是,即便是身在国内,我也会通过各种途径去获取和收集研究所需要的最新资料。所以,我觉得应该一分为二地去看待这个问题。虽然英语交流有困难,但是在阅读英文的学术论文的时候,我会一边读一边去揣摩撰写者的遣词造句。因此,在精读这些论文的过程中,无论是在研究方面还是在语言学习方面,我都获益匪浅。

  ►问:您虽身在国内却做了国际性的学术研究,究其原因您认为是什么呢?

  益川:因为物理学本身就是一门非常客观的学科,从实际出发,把现有的理论与实验数据相结合去实验验证的话,肯定会得出与之相应的结论。任何理论也是如此,若是对现有的设想没有一个合理的解释的话,你所要提出的理论肯定是不会被认可和接受的。

  ►问:物理本身是一门客观的学科,对此能否再详细解释一下呢。

  益川:最近的话,信息传递很及时。以前不是这样的。以前国外的最新研究成果都是从海运的途径被送到日本,但也仅限于送到有名的研究所或者大学里然后再被逐渐分下来,这也是没办法的事情。这样的话国外的最新研究成果到达我们这里也需要半年的时间了。我们写的论文给外面的杂志投稿到印刷下来也需要半年的时间。所以等不及就会在教室印刷誊写版本,大概200册左右,称为预印本向全世界范围发送。分送的时候就在想,要是有一个能公开展示的地方就好了。有的一听说是从日本的研究所来的论文直接就被仍在垃圾桶里面了。

  特别是最近的话,可以保存在电脑的服务器里,哪里都能看得到,只要不是特别奇怪稀奇的文章都可以刊登。有的外行或者不懂行的同伴来的投稿,大致由主编删选后决定是否刊登。最近刊登的大部分都是具有一定水平的文章。所以即使是定居在日本的乡村,写的文章在第一时间也都会被全世界看到。

  但是这样一来也出现了问题,由于信息的发达反而缺少了一起讨论的环境和伙伴。从前大家一起研究,讨论再投稿发表最少需要半年,现在一篇文章三四天就能发表,稍微晚两天就只能说借鉴过前人的研究,所以同等程度的研究者们反而缺少了一起讨论的环境,也没有那么容易就写出精彩的论文了。

  ►问:物理学的客观性是最重要的原因么?

  益川:是的。但也不全是,自由的讨论也很重要。有时一起吃饭的时候,比如甲关于某一研究课题聊了自己的一些想法后,恰巧在场的乙与甲的想法是一样的,或许比甲现有的想法更成熟。但是听了甲的话之后,乙若是撰写与甲的想法相关的论文,那就成剽窃、抄袭了。如果乙不想放弃自己现有的研究的话,那除了和甲两个人一起去实验验证完成这项研究之外别无他法。所以,刚开始研究的时候是一个人,等研究完成的时候或许是两个人、三个人,这样的事在日本国内屡见不鲜。这方面国外具体是怎样做的我不太清楚,日本是很自由的。自由的集会,畅所欲言的发表看法,有的甚至从最初的两三人到后来演变成六七人。

  6 得奖与思想传承

  ►问:您所说的汤川、朝永的传统具体指的是什么呢?

  益川:汤川先生可以说是国内素粒子研究的第一人,对于他来说,1949年获得诺奖可以说是为自己目前为止的研究画上了一个完美的句号。我反而是受坂田的影响比较大。在名古屋这样一个不像东京那样中心的地方进行物理学研究并能获得世界级的水平,可想而知对于当时的我是非常震撼的,同时也让我更加坚定了进行物理学研究的决心。

  ►问:您接受过汤川、朝永以及南部怎样的指导呢?

  益川:这些前辈们所提出的研究理论使研究进入一个日趋成熟的阶段,再加上自由浓厚的学术氛围,我觉得我的研究得以顺利的进行在很大程度上是得益于此。

  ►问:他们的研究方法有什么特点?对于现在的年轻研究者来说有哪些值得借鉴的地方?

  益川:研究方法的话可以说是各有所长,因人而异。前面也提到汤川先生是国内素粒子研究的第一人,他的获奖不仅使日本的物理学研究获得了国际方面的关注,在精神上也极大地鼓舞了国内其他的研究者和年轻人。朝永先生在获奖之后需要参加很多的学术会议,即便这样他还是在百忙之中抽空来了我们学校,近距离地和年轻研究者们进行谈话,并且提了一些非常有价值的意见。

  ►问:您是在什么时候接触到《自然辩证法》[6]一书的?

  益川:大学二三年级的时候吧。在当时如果不知道这些的话是会被嘲笑的。除此之外,我还读了马克思的《资本论》。恩格斯、黑格尔的书我也有看。其中,黑格尔的书我觉得很深奥,难于理解。特别是他的《法哲学原理》一书,我记得有时候即使是一两页的内容,在看了日文的译文后,还是花了将近2周左右的时间才弄明白。这样晦涩难懂的内容,是需要花很多的时间才能融会贯通、运用自如的。

  ►问:接触了这样的书之后,对您的研究有什么启发呢?

  益川:简单来说,就是自然界的万物生存都遵循着一定的法则。把自然辩证法和唯物论相结合后,能够使我更客观地去看待一些问题。

  ►问:坂田先生的“无限层次性”和武谷三男的“三阶段论”对您的研究有什么启发?

  益川:可以说现有的任何理论在被反复实验验证之后,有的也许会被推翻,有的也许是在得以证明后使其变得更为成熟和完善。原子之后有原子核,原子核之后还有质子、中子,而这类亚原子粒子是由更基本的单元———夸克组成的,那么夸克之后呢?像这样的实验验证和科学追求是永无止境的,所以结果也就会有无限的可能性。我是无神论者,坂田也是。而且坂田在基本粒子的物理研究中特别注意借鉴和运用自然辩证法的思想,也许正是因为如此,所以他才提出了这一理论吧。

  7 迄今为止,中国自然科学为何无缘诺奖?(编者注:访谈时中国还没有自然科学诺贝尔奖)

  ►问:目前中国还没有取得自然科学类的诺贝尔奖。对此,您有什么看法和建议呢?

  益川:听说中国在选拔人才向诺贝尔奖冲击,并不是说你出类拔萃被选拔上了就能证明你是适合去搞研究的,也不是说你在搞了研究之后就一定能够有所成就。

  为什么这么说呢?因为被选拔上的这些人较之其他人而言在某些方面,比如说学习方面,一定是非常优秀的。但是,搞研究与你会不会学习关系不大。会学习的人那是秀才,这些人往往脑子灵活、反应迅速,能够快速而准确地应对一些突发状况,解决一些棘手的问题。但只注重追求结果的他们却疏忽了对过程的思考,而这恰巧是搞研究的人不可缺少的一个基本条件。所以,我认为搞研究需要的是具有脚踏实地,持之以恒,永不放弃等等这些品质的人。

  日本在二战时期曾经推广过“英才教育”。把全国各地被称为“神童”的人集合到一起,让他们去解一些难题、迷题。那这些人无疑是优秀的,因为他们是秀才,会学习。虽然这一点是毋庸置疑的,但是这些孩子们并不是那种适合创新的类型。仅是聪明是不够的,也正是这一点其实是不适合搞研究的。因为搞研究并不是一个立竿见影的事情。它每前进一步都是很难的,而要突破那一点是需要投入相当的精力、大量的时间的。这些人是很难朝着一个方向孜孜不倦、持之以恒的去努力的,会很容易改变目标,朝另一个方向前进。所以这些人在成为助手之前虽然也做了一些成功的研究,但是之后就会进入一个瓶颈期。一旦陷入这样的困境之中,他们是做不出突破这个瓶颈所需要的努力的。倒不如说反应不太灵活但善于思考的人是比较适合搞研究的,最后能够取得重大的学术研究成果的也往往是这些人。所以,我是不太喜欢“英才教育”的。

  学术研究并不是靠三天打鱼两天晒网就能做来的。它需要对当前陷入的难题去积极思考,坚持不懈地努力。这种持之以恒、不屈不挠的精神是非常重要的。

  “英才教育”聚集起来的这些人当中没有一个人最终成为天才。天才是在某一方面或多方面拥有异于常人的天赋,并不是什么都会什么都懂。如果当时能够意识到这一点的话,也许结果会大有不同。给研究者提供一些经济方面的援助这一点我觉得是很好的。

  有时候我也会被问到“像中国、韩国这样的国家在什么时候才能获得诺奖呢?”类似这样的一些问题。也许汤川先生也遇到过这样的情况吧。国外具体是怎样的我不太清楚,但是日本在明治时期就教育这一块儿做得非常好。把国内的学者送到海外学习,与此同时,引进海外先进的教育技术等。光是注重教材的编写这一点就为研究者进行实验研究提供了很多方便。这也是被国外的很多学者认为值得推崇的地方。

  总之,我觉得踏实勤奋,一心一意去做研究的话,即便是大学生也可以在5年之后能够写一些比较有价值的论文了。若是有人指导就更好了。过于依赖外界也不好,这也是为什么我虽身在日本国内却能做出国际性的研究成果的一个原因。

  此次采访得到了日本物理学家坂田文彦教授以及东京工业大学博士生益田须美子女士的鼎力支持,特此致谢。

  ►左起:本文作者白欣、李英杰、益川敏英。来源:作者提供

  本文原载《科学学研究》2016年4月第34卷第4期,《知识分子》获授权刊载,配图为编者所加。

  参考文献:

  [1]KobayashiM,MaskawaT.CP-Violationintherenor-malizabletheoryofweakinteraction[J].ProgressofTheoreticalPhysics,1973,49(2):652-657.

  [2]山中伸弥,益川敏英.“大发现”的思考法两位诺贝尔奖得主的公开课[M].北京:世界知识出版社,2014.112.

  [3]小長谷大介.素粒子論グループの形成と湯川記念館設立[J].龍谷紀要,2011,(2):103-114.

  [4]益川敏英.浴缸里的灵感:益川敏英的诺贝尔奖人生[M].北京:科学出版社,2010.

  [5]邢志忠.益川敏英:高调的谦虚与低调的张扬[J].科学世界,2012,(8):95.

  [6]益川敏英.自然科学と自然弁証法[M].益川敏英と科学の仲間.東京:本の泉社,2009.111-118.

责任编辑:崔筝 | 版面编辑:李丽莎
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