你在这里

杨振宁:关于培养技术人才和发展物理科学的意见

关于培养技术人才和发展物理科学的意见

杨振宁

(1973年7月28日)

        1973年7月28日下午4时,美籍中国物理学家杨振宁博士到中山大学进行参观访问。校革委会主任李嘉人同志亲自主持和参加了接待工作。参加接待的还有校革委会两位副主任和数学、物理系几位教授和教员。杨先生参观了物理系图书资料室,金属物理的金相、X光及金属物理性能实验室,半导体物理专业的晶体管车间,无线电物理专业的微波波谱实验室,核物理专业的硫化镉半导体辐射剂量仪实验室,光学专业的红外光谱、激光电视、全息照相和激光教学实验室。参观以后,由于时间关系来不及继续进行座谈。晚上,李嘉人同志带领全体接待人员到迎宾馆回访了杨先生,并进行两个半小时的座谈。在参观和座谈中,杨先生询问了我校的教育革命和物理专业的改革情况,当他了解到实验室的激光器是师生们自己动手做的时候,表示赞赏,并说:“在美国现在的年青人都不动手做事情,都想买现成的。”此外,杨振宁先生对我国的教育改革,诸如怎样培养技术人才,如何发展物理科学等问题发表了意见;同时,还介绍了国际物理科学发展的新动态。现就上述几个问题综合如下:

一、关于如何培养科学技术人才问题

        杨先生说,我的话不知是否符合实际,原则上教育是为工农兵,为大多数人的,连非中国人也认为这是最重要的原则,不过,怎样才能最好地符合这个原则,培养人才不是明年就成,要十年时间,应想到十年后的事情。

        当教师问到实验物理学家需不需要学量子力学时,杨先生说,真能想出主意的人,很多人是要学量子力学,第二次世界大战后,很多实验和量子力学有关,不是这样不能发展。新中国为工农兵的信心是坚定的,如果大家同意训练大量的人才,这问题就很好解决了,这时,很多方法都要发展,不仅是用一种方法来培养。

        在美国,从到美国的中国留学生身上就可以看出传统教育方法的缺点,搞实验物理的人,不易流动(即转去搞别行),这是灌注式的结果。去美国留学时,当初我并不想搞理论,想到在西南联大念书时动手太少,到了美国,想写一篇实验方面的博士论文,但不大成功,别人比自己灵活得多,后来改写了一篇理论方面的博士论文,但搞实验那两年,对我有决定性的影响,使我对实验有很多的了解,每个人对实验物理学应有所了解,少数人不去了解也不要勉强,把每个人都变成实验物理学家的看法是不正确的,但实验物理学家不学基本理论也不能融会贯通,也有少数人例外,大多数得要学一些基础理论。

        杨先生说,中国那么大,工业发展需要大量搞技术应用的人才,现在大量培养这些人才是对的,但是,必须有一部分人懂量子力学,否则只能跟别人做过的东西,不可能超过别人。广东省有4000万人口,这么大的区域到工业化时,所需要的人是很多的,总的人数是不够的,另外有些人要对量子力学很了解,当然不是所有人都要学量子力学,如果只培养一种人才,十年后,你们就会发现,有许多问题,没办法解决。能否同时培养两种类型的人才?这是复杂的问题,应培养一些数学修养高、量子力学高的学生,而这些学生可以去教别的学生,用这种方法增加训练人数,人数增加后,就有些人不需学这么多理论,所有人学理论也不行。

        还有一意见,曾经和周总理谈过,中国有很大的进步,和以前有非常大的不同,但是,中国是一个很大的国家,虽然工业产品在整个国家分配给每个人产品很低,总产值据总理讲有900亿美元,中国科学技术人才不够,特别是受过相当多尖端技术训练的人才更不够。在美国大学训练人,工厂也培养出很多技术人才,例如IBM公司(国际商用机器公司)就很大,它有三个部分,第一部分是研究现在的产品的,第二部分是研制远期产品的,例如小型化的技术,第三部分是进行纯科学的学术研究的。这部分开始研究和公司多少有点关系,如半导体、磁膜,后来和公司一点关系都没有,但训练了很多人。如加尔文(Grawin),他9月份要来,本来他是美国科学家代表团的成员之一,但美国官方不准他带夫人来访,他吵了一架,就不来了。他和我是同学,在做学生时,他就很喜欢动手做事情,毕业后到IBM公司工作,他的记忆力很好,并在很多方面做过重要的工作。如高能物理,测量弱作用中宇称不守恒,后来又到OERN(欧洲原子能研究中心)去工作,当时 他们正进行μ介子测量工作,他去解决了μ介子磁矩测量问题,后来他又搞低温H3e(氦3)和H4e(氦4),现在IBM公司一年的纯科学研究费用是3000万美元。Grawin到处打游击,到处去看看,开座谈会,把各方面所讨论的意见沟通,解决了不少问题,最近他又做引力波实验。亚尼亚雷兹(L.Aluares)比他是更会发明的人,而Grawin更注意原则性的物理。他对激光信息存储也很了解。像这两种,有这样的人就可以相互融会贯通,加尔文在美国是有很大贡献,他是总统科学顾问之一,当时美国要讨论空中和水下核爆炸的问题时,也把他请来讨论。美国参议院讨论是否拨款建造SAB超音速客机时,请他来发表意见,他发表了一篇很重要的演说,认为超音速客机带来更大的公害,从而使参议院停止试制这种飞机。一个体系要有些通材,但也必须有更多人不是通材,中国技术人才不够,一方面是在工厂中工作的,技术很好的人,这些有熟练技巧的人需要很多;另一方面学过量子力学的人不够,这是要念过相当多年书的人,如果一个国家有2000万吨钢,而没有足够懂量子力学的人,就有许多问题没有人去解决,中国也要大量训练这些人。两种人才都要训练,一些人短时间训练,主要掌握技巧,这是必要的,但不能因此而不去训练广泛的,能懂几门科学的通材。

二、对怎样发展物理科学的看法

        杨先生说,我对中国的了解还很少,这次在日本东京开会,遇到彭桓武、汪荣和翻译崔先生,他们住在我的隔壁,他们谈到了中国高能物理实验做的一些计划,使我知道许多有效的办法。你们物理系对技术问题研究较多,据我了解中国领导人对纯尖端的学问也是很重视的,问题是比例如何。大的尖端实验的发展,如高能加速器的建造,花钱太多的话,不如拿来发展你们现在正在发展的那一类学科。(如无线电、半导体、激光、低温、超导等)。北京在讨论大加速器时,估计要花一亿元人民币,这样多的钱能带来多少好处?会有好处的,但是否把这些钱花在和实际有关的实验科学更为有效,我的感觉是后者较为有利。因这一亿元人民币所能训练出来的人更为重要。做加速器要有四个条件:第一有几个关键技术,超导,非常高的真空等技术要解决,对这些研究都包括一亿元人民币之中。第二部分是把整个加速器合在一起的技巧,这技巧也相当花钱的,美国国家加速器实验室(NAL)的加速器就有一千个磁铁连在一起。第三个是所用的探测器,如汽泡室和火花室等都很花钱的。只有将上面三种技术连在一起才能做物理实验,此外还要有对研究工作有很大经验的人,这样庞大的计划,要花上千万人民币,这就要认真考虑。

        在中大看了原子核实验室,他们做了些没有加速器的工作,不要希望大多数学校都想做加速器,加速器的有些技巧很特殊,有许多其他地方不能应用的,中大因没有加速器,教员可以到有条件地方去训练,如你们说有一位就去过玻尔研究所,像高能物理是很花钱的,应用又不那么迫切,不宜花太多的力量去发展。但教育却不能偏废,高年级学生都应念原子和原子核物理。我去过日本,好多学校都有加速器,但做出贡献很少,我认为做出成绩的标准是有两条:

        1.日本没有做出重要的工作,苏联联合核子研究所成立了十多年,在物理学中做出非常重要的工作很少,只有一个王淦昌先生在时所做的。做加速器是危险的投资;

        2.是否训练出大量人才,日本是达到工业化水平的国家,他们能搞加速器,这次在日本举行的高能讨论会,有200人参加,其中150人是由日本来的,日本高能物理学家太多,给日本整个工业的贡献不够大,人多了为了争出文章,就钻牛角尖,人数少这问题可能会好些。

        当研究基本粒子的教员问到,没有加速器等实验设备时,基本粒子研究应如何办时,杨先生说,这里有3种方法:

        1.发展理论人才,这可以不花什么钱。

        2.不花太多钱的实验技术研究,如超导、磁铁等。

        3.像日本采取的方法那样,利用外国设备条件合作开展工作,日本现在有8组人与OERN联系,因OERN一年汽泡室的照片就有几百万张,他们初步分析后,认为没有东西,就不要了,日本人要来,一组人一年就可分析30万张照片,当然也要搞自动化技术,这样训练了一批人,当然他们12(Gev)加速器(即120亿电子伏)建成后,就可立即进行实验工作。

        这三个方面都是符合不花太多的钱,而又不会处于被动的地位,当中国工业发展后,建立了加速器,就能立即有成效地工作,现在中国在这方面经验太少,一个磁铁的问题还没有研究清楚,要问一千个磁铁串起来怎么样,这就不中肯,我也听有人说,如果不做加速器,就会有人才过剩的现象,一个训练搞高能物理的人,请他去解决激光的理论,也会有好处,受较深训练的人,很容易较窄,这要把他们请出来,如果中国要花一两千万元来做加速器,要做重离子加速器较好,我是说,如果中国有剩余力量,可做重离子加速器,世界上现在还没有这样大的加速器,做好了,容易跨进新的领域,对世界物理学的贡献就很大,如果做质子加速器,把人带到十年前人家已经做过工作的地方去,彭先生这次去开会,是我出的主意,我曾写了一封信给日本朋友,由他们邀请中国参加。日本在加速器上是落后的,他们的经验会给中国有帮助。今天彭先生等去参观日本正在建造的加速器,这加速器两年后达到120亿能量,美国相同大小的加速器有的都要退休了,当然还可以训练人,但是花那么多的钱,训练这么些人是不值得的。重离子加速器现在的工作都是新的,一般来说,第一个做出的加速器占便宜,第二个还可以做些遗留的工作,第三、四、五个就困难了,如果实验工作和理论工作配合得好,差了两年还可做很多的工作。张文裕先生访美时,曾想提出把麻省理工学院(MIT)加速器买来,如果太贵就不上算,如果中国有兴趣,可以讨论。V.F.Weisskopf说,如果要卖给中国,要便宜,可以发动物理学家来帮忙做工作,甚至不要付款。

        当谈到中大想参加探测引力波时,杨先生说,引力波的实验规模小,完全可以做这种实验,但工作不是一年能做成的,要三年才能出成果,这是一重大的计划,Weber做了实验,很多实验室也在试,GraWin来的时候应请他演讲,我想他现在也许有成果,但结果也可能是负的,如果他发现了引力波,我们都会知道,问题是目前没有发现是多少标准误差(Standard error)情况下,你们可以看看“Physiic Today”(今日物理)的有关文章,多少使人感到实验不可靠,大家对这结果也有怀疑。问题是中国是否值得去做?假若结果是负的,当然可以学到一些技巧,值不值得这样去搞,这是三年前讨论的问题,在美国很多学校三年前在讨论这问题,现在讨论太慢了,起码三年后才有结果。

        你们现在还没有做超导工作和液氦工作,但这方面的工作值得搞,和加速器也有关系,超导输电,不到十年,十五年就会有很大的应用,超导要用液态氦来冷却。Ferman(费曼)正在做超导共振的实验,做了一个很大的冷却器,因海军感兴趣,所以支持他,低温在工业上将得到很大的应用是必然的。

三、介绍了有关国际物理科学发展的一些新动态

        当问到高能理论研究动向时,杨先生说,这次在日本开会,对高能问题讨论很多,几件事值得钻研:

        1.近年来发现质子散射总截面随能量增加而上升的新现象,这两年有关这方面的文章很多,讨论是多重数之间的关系。其中吴大俊和郑洪两人就写了三四十篇文章,数学用得很多,很难看懂,不过,1970年在Phys.Rev.Lette上,他们就大胆地预言质子散射的全截面要上去,他们有一定的看法,值得注意。他们用的数学很多,我最近也在这方面做工作,很多是重复的,不过,我对数学注意不多,而全截面增加的现象是值得注意。

        2.多介子关联现象。

        3.纯理论方面,用规范场来研究强和弱相互作用,韩国人本之名利(译音),也在这方面做工作,还没有达到成功的阶段,但有一很重要的观念,是未来成功理论的希望——规范场加上对称性的破坏(Symmetry Breahing),这就是在量子化后,`A=0,在平均场为0的周围振动,Higgs已讨论了这个问题,他把20年前的规范场和现在的观念合在一起,可以获得重正化,但并不完全成功,问题还很多,很可能是不完美的理论。

        规范场和Higgs的方法是未来完整的理论中的重要的理论部分,但目前还很缺少一两个见解,两年前我和木之名利(韩国人)提出这个问题,当时他不同意这看法,昨天他在日本演讲时,他认为我当时讲的是对的,他得出结论是,将它们混合在一起是重要的,但还要有新观念加进去,这观念目前还不知道是什么,数学是复杂的,在中国算术复杂反而是容易学的。物理思想也不容易懂。

        另外希望全国多讨论,大家各了解一部分,合起来就很多了。我在东京有一篇长的演讲,其中最新的只有一点:大家都在研究质子的构造,今天,几何的想法有很大的好处,实验证实,几何的想法显得越来越有效,全截面增加意味着一个质子看另一个质子是有限大小的,并且越近越黑,这和吸收有很大的关系,能量增加时边缘原来是灰的也变成黑的了,因此,截面就越来越大,就是这么一个观念,不过,文章还没有写出来,是和邹祖德一起在做这问题。假若几何形状是存在的,那么还有别的几何形状可用实验来验证,例如,把一个质子使其极化,自旋角动量向上,如果存在几何形状的话,用π介子从正面和反面来打这质子,这会出现正面比反面大,右边比左边黑一些,这样就会发现向右和向左散射的π介子几率不相等,这实验是可以测出的,但一两年内可能还不成。这将证明以1/2自旋确实是几何那样转动。在东京时对这问题讨论了很多。如果实验做出来不是一边黑一边白,证明质子中有不动的1/2自旋,不论哪一种,都对几何内容了解有帮助,把黑度量出来后,知道半径可知道运动速度。在北京科学院陆启铿、郭汉英等在搞规范场,他们能力很强,看出些苗头,我鼓励他们做。

        当问到国外光谱实验室采用激光是否很多时,杨先生说,激光在工业利用很多,用激  光干涉的方法测量密度很少的改变,全息照相在工业上也有很多的应用,现正在研究用全息照相法来提高电子显微镜的分辨率。

        此外,杨先生在参观时还说到,国外不少人用电子衍射的方法研究金属的表面现象;当谈到进行一些空气和水中放射测量的工作时,他说现在很多国家对这个问题也很重视。

(中山大学档案馆档案,1973年8月1日)