本周末,让我们来看一位物理学家的人生故事,就是《生活大爆炸》里的谢尔顿,等一下,我们说的是他在现实中的原型———美国物理学家谢尔登·格拉肖。
《生活大爆炸》里的谢尔顿喜欢物理,工作中有笑料,有乐趣,还有一群朋友。现实中的格拉肖生活里也有欢笑,也有友情,只是真实的人生除了喜剧,还有另一层不那么明亮的色彩。或许只有在电视剧里,所有人物能在大结局之前有个完美结局。那些未解决的种种困境,属于我们每天生活的真实世界。
希望这个故事能让你想起自己生活中的点滴,想起快乐,也接纳那些不完美的缝隙。
周末愉快!
文|查非
物理学家谢尔登·格拉肖(Sheldon Glashow)每次到中国访问,提问环节总有一个相同的问题——你是「谢耳朵」吗?
格拉肖最大的物理学贡献在基本粒子和量子场论,所以他花了一点时间才搞明白,这些年轻学生们老问他的The Big Bang Theory,并不是指宇宙学模型,而是电视剧《生活大爆炸》。他也因此知道这部剧的主角「谢耳朵」叫做Sheldon Cooper,据说Sheldon来自于他的名字,Cooper来自他的高中校友、另一位诺奖得主利昂·库珀(Leon Cooper)。
起初他会耐心解释这些背景,后来他累了。最近一次发生在2024年末的北京,他再次听到《生活大爆炸》的问题后,触电般地狠狠摇头,「No!我才不看什么愚蠢的电视剧,我做的是物理研究!(I don’t watch silly programs on television! I do physics!)」
2024年,格拉肖在北京交流图源央视《对话》栏目
事实上,格拉肖拥有一个远比剧本更精彩的人生。他拥有松弛自然的镜头感,天生就是喜剧主角,你一定会在人群中第一时间注意到他——在座无虚席的研讨会现场,坐在第一排的都是诺贝尔物理学奖得主,其中一位诺奖得主会在听报告时突然提问打断,另一位诺奖得主则习惯于跟台上频频点头互动,而坐在中间仰着头呼呼大睡的那个人,就是格拉肖。
轮到他上台演讲,只有他一个人的PPT里没有图表,也没有数据,他把拐杖放在讲台上,按照年份把自己的经历讲一遍,就是他的所有分享内容。他讲话永远有意料不到的后半句:他会在介绍同时代物理学家的时候,详述哪些人吃饭挑食;人们请他讲自己在波士顿大学工作的经历,他讲的是自己如何在一系列重磅讲座中全程睡着了。
还有一次发生在美国物理学会的访谈上,他讲述了科普的艰难,他和同行们专门到不同地方的学校给学生们组织活动,讲起如何让孩子们对物理感兴趣,以及为此他尝试过的种种努力。讲到最后,他说, 「这真是一趟了不起的旅行,我在那座城市找到了全世界最好的男装店。」
只要听他一直讲下去,你会觉得物理学是一门充满了笑料的学科,一个物理学家的生活几乎等同于一部没有剧本的情景喜剧。这个结论大部分时候成立,只是他的真实人生里并不都是乐趣,尽管幽默是他骨子里的特点,但他有过更严肃的时刻,一些他偶尔才会讲的、跟喜剧相悖的物理人生。
另一面的人生从小时候就开始了。上学时的格拉肖是一个喜欢假装正经的孩子。他小时候很胖,从六岁就开始戴眼镜,不擅长任何运动,在人群里很不起眼。物理给了他一种大人感。他从科幻小说里学到的物理知识,让他能在同学面前绘声绘色地讲解原子弹的原理。一个不会打棒球的小胖子也可以成为校园明星,这让他很得意。
也正是物理,带来了新的友谊。在布朗克斯理科中学读书的时候,他认识了一群志同道合的小伙伴,其中有两个关系最要好的死党,杰拉尔德·费恩伯格(Gerald Feinberg)和史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)。三个人经常一起坐地铁放学回家,也会凑在一起去第四大道上的二手书店,淘那些印着「量子力学」字眼的书。他们一起读科幻小说,一起给喜欢的科幻作家写信,还组建了一个科幻俱乐部,办了一本校园科学杂志,费恩伯格担任主编,温伯格和格拉肖负责写稿,他们还给自己的刊物做宣传,邀请知名作家给他们供稿。
三个人在一起的时候,最喜欢像大人那样讨论物理。吃午饭的时候,费恩伯格喜欢讨论量子力学问题,虽然内容限于他当天学到的知识,而格拉肖的午餐更忙,因为中学数学只学到立体几何,他在餐厅里找了一位懂微积分的同学,边吃饭边跟他学习微积分。温伯格、费恩伯格和格拉肖回家的路线相似,放学路上就是三个男孩的物理幻想时间。这是格拉肖直到80多岁依然能够绘声绘色复述的回忆场景——在地铁里,他跟小伙伴炫耀,「我今天学了微积分!」温伯格马上回了一句,「那有什么,我学了测不准原理!」费恩伯格出来说,「那么,为什么没有任何东西能够超越光速?接下来我们就来讨论一下这个问题吧!」
那是人生最纯粹的一段时间。三个中学生想象自己是真正的物理学家,讨论着宇宙中最深邃的问题。
这份快乐一直延续着,直到时间一步步地把他们变成了真正的大人。考大学那一年,费恩伯格去了哥伦比亚大学,温伯格和格拉肖都被哈佛拒绝了。因为两个人选择的学校一样,温伯格的爸爸开车带着他俩一起去看他们的备选学校——他们先去看了普林斯顿大学,当时的普林斯顿校园里只有男生,吃饭时要像英国的大学那样穿着正装,两个人一看就放弃了;第二站是康奈尔大学,「我们俩都是在城市里长大的孩子,从来没有去过农场,看到学校在山上,还能看到牛啊猪啊和小鸡,我们觉得有趣极了」;就这样,第三站的MIT以「平淡无奇的城里学校」迅速落败,他们决定去康奈尔大学。
他们一起开始了大学生活,一起上课,一起听讲座。温伯格住在大学兄弟会的宿舍,格拉肖和几个同学合租在校园外。那时候他们开始有各自的生活,不过还是会常常聚在一起。碰上物理学讲座,俩人像中学的时候一样结伴去听,听完互相嘀咕,「我一个字也没听懂」,他们还会写信给留在纽约的费恩伯格,跟他分享各自的新发现。
就是在长大的日子里,格拉肖开始立志成为一名理论物理学家。他喜欢研究理论,但另一个原因是,他知道自己没有办法成为实验物理学家。在康奈尔大学读书的时候,他在实验室打碎了所有他碰过的试管,导师很快给了他一个及格成绩,然后要求他再也不要进入实验室。他被同学们列为一种新的物理现象——物理学家泡利只要待在房间里,什么实验都进行不下去,这是物理学中出名的「泡利效应」,鉴于格拉肖造成的损失有限,他暂时被称为「小一号的泡利效应」。
格拉肖图源视觉中国
后来,格拉肖进入哈佛大学继续攻读,而温伯格去了普林斯顿大学。他们开始在物理学中深造,兴趣和天赋让他们在这条路上越走越远,只是渐渐地他们都开始发现,物理的深处,里面并不总是物理。
格拉肖的导师是朱利安·施温格(Julian Schwinger),量子电动力学的创始人之一。入学的时候他还不知道,自己的导师将在11年后获得诺贝尔物理学奖,也不知道那一年与他共同获奖的还有费曼和朝永振一郎,但格拉肖那时候就知道,这些名字是跟导师对话时的禁词。「他们共同获得了诺贝尔奖,但他们也是竞争对手,所以你不能在施温格在房间里的时候使用费曼图,但这件事真的让我为难了好一阵子,因为我觉得费曼图就是描述粒子之间相互作用最合适的工具,我真的想不出来第二种描述方式。」他在跟美国中学生对谈的时候说。
另一个现实领悟是,作为职业的物理并不总是一份好工作。他看到身边的人陆陆续续转行,尤其是在20世纪五六十年代,计算机和金融行业成为更有吸引力的选择。他的大学舍友投身金融行业,很快成为开着玛莎拉蒂来接他吃饭的亿万富翁。格拉肖培养的博士生在交往了计算机系女朋友后,回来告诉他,他不想继续研究物理了,他要去研究计算机。后来格拉肖在北京见到了这位学生,那时候他已经获得了图灵奖,欢迎仪式上他的名字比格拉肖更为人熟知——姚期智。
格拉肖一辈子都在研究理论物理,但是,找工作、换工作、升职、加薪、谋求业界声名——这些也是物理人生的一部分。他博士毕业后想去莫斯科,结果收到了苏联大使馆的签证拒签信。他后来先去了加州理工学院当研究员,又去了斯坦福大学当助理教授,工作几个月后他发现当时的斯坦福大学不允许助理教授转终身教职,格拉肖跑去找负责人确认,他们的对话是这样的:
「我可以得到终身教职吗?」
「老实说,不行。」
「那么我干到年底就走。」
格拉肖很快转去了伯克利大学,在那里获得了终身教职,之后回到哈佛大学,担任教授。他和同事聊天的时候会互相打趣,「只有失败的物理学家才能成为大富翁。」
就在等苏联签证的时间里,格拉肖在哥本哈根的玻尔研究所工作了两年,正是在那段失意的时间里,他发现了SU(2)×U(1)结构,在1960年9月完成了题为「弱相互作用的部分对称性」(Partial Symmetries of Weak Interactions)的论文,次年2月发表在欧洲物理学会主办的《核物理学》(Nuclear Physics)期刊上。
这篇论文成为他最终获得诺贝尔物理学奖的主要依据。格拉肖的想法在十几年后才在实验中得到证实是正确的,当时能够理解这一想法的只有他、他的导师施温格,以及他的博士后导师默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)。盖尔曼在1960年的罗切斯特会议上将格拉肖的文章做了公开报告,但反响冷淡。
格拉肖年轻时的讲座图源CERN
与此同时,他的老同学也在做相关研究。1967年11月20日,温伯格题为「轻子模型」(A Model of Leptons)的论文发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,它标志着粒子物理学标准模型的电弱统一理论的正式诞生。在接受《CERN信报》(CERN Courier)采访时,温伯格回忆了他的发现过程,当时他们一家人从伯克利搬到了剑桥,妻子正在哈佛大学攻读法律学位,所以温伯格要负责照顾4岁的女儿,送她去幼儿园,陪她出去玩,关于电弱统一的很多思考都是坐在公园长椅上看女儿玩耍时完成的。
随着越来越多人加入讨论,更多人推动了研究进展,电弱统一理论逐渐凸显出它的价值。它成为了那段时间争夺诺贝尔奖最热门的话题,也正在这个时候,故事开始变得现实。
评选诺贝尔物理学奖的过程中,凭借这项研究获得最多提名的候选人既不是格拉肖,也不是温伯格,而是巴基斯坦物理学家阿卜杜勒·萨拉姆(Abdus Salam)。这在很长时间内是一个争议问题,萨拉姆并没有就此工作发表过任何期刊论文,他的报告方式是在1968年的诺贝尔研讨会上做的学术报告,这个时间也明显晚于格拉肖和温伯格的研究工作。他的学生诺曼·多姆贝(Norman Dombey)曾公开发文批评自己的导师,指责萨拉姆用各种手段跟诺奖评委拉关系,借助人脉向评委兜售「萨拉姆模型」,还利用自己掌控的资源招待包括狄拉克在内的大师级物理学家,从而获得更多重量级提名。据说格拉肖一开始连提名候选人的机会也没有,当年的评委会几乎要确定授予温伯格和萨拉姆两个人,最后是在另外两位大师级物理学家强烈要求下,格拉肖才在最后时间跻身名单。
这些是他小时候未曾想到的「大人的物理」。在接受历史学家大卫·齐泽勒(David Zierler)专访时,格拉肖说起自己的诺贝尔奖经历,讲起的并不是愉快的回忆:
「到了1970年代的后面几年,我意识到自己可能成为诺贝尔奖候选人,但与此同时,我发现我的老朋友史蒂文·温伯格正在竭尽全力为他自己和萨拉姆争取同一个奖项。特别是在一次东京的会议上,他在讲述弱相互作用理论的历史时,刻意没有提到我的名字。这让我非常生气,也直接终结了我们的友谊。1979年夏天,我应邀参加斯德哥尔摩的一场会议,讨论物理学的最新进展。会议之前,我把我的讲稿寄给了史蒂文,他对我的演讲表达了强烈反对,因为里面探讨了一些可能替代温伯格-萨拉姆理论的观点,实际上,我的演讲是开放性的,我是在探讨他们的——更准确说应该是我们的——理论是否正确」,「他认为这会威胁到他为自己和萨拉姆争取诺贝尔奖」,「我们的争论非常激烈,最后我只能挂断了电话」。
1979年,格拉肖、温伯格和萨拉姆三个人共同分享了诺贝尔物理学奖。颁奖典礼上,他们依次接过了诺贝尔奖奖章。在此之前,电弱统一理论一直被广泛称为「温伯格-萨拉姆理论」,在那之后,才改称为「格拉肖-萨拉姆-温伯格理论」。
1979年获诺奖后,格拉肖(右)和温伯格握手图源诺贝尔奖官网
此后许多年,他们变成了陌生人。格拉肖的学生后来写文章回忆,当时他知道格拉肖和温伯格应该是高中同学,他们在哈佛大学的办公室就在隔壁,但是从来没有人见过他们俩说话。
三年后,温伯格离开哈佛大学,和家人一起到德克萨斯大学奥斯汀分校工作。格拉肖在哈佛大学工作到2009年,之后转去了波士顿大学,直至退休。此后他们的人生只有两次交集,一次是格拉肖去奥斯汀做演讲,另一次是格拉肖想约温伯格写文章,讨论疫情后的物理学发展受阻,但温伯格没有写。
只有在电视剧里,一切冲突才能在剧终之前得到完美解决。真实的生活里更多是说不出口的苦涩,不会愈合的伤疤,和漫长而徒劳的等待。
1992年,费恩伯格因癌症去世,享年58岁。他是格拉肖一生的朋友,高中毕业后的费恩伯格一直留在哥伦比亚大学,他成为李政道的研究生,随后留校成为本校教授,一直到生命的最后。小时候他们老喜欢比赛谁学得多,后来他们比赛谁发明了更多新词。接受美国中学生采访时,格拉肖还会饶有兴致地介绍,费恩伯格发明了一个新词Tackyon,一种速度超过光速的假想粒子;格拉肖发明了更多新词,其中一个是Metaquestion,一种不能用现有规则解释、没人知道规则是什么的问题。只是,温伯格缺席了这样的对话。
访谈中齐泽勒问他,诺贝尔奖背后的故事,对你来说是个人伤害更大,还是职业伤害更大?
格拉肖的回答是:「其实我和史蒂文作为朋友的亲密,早在很久之前就淡化了。我们在高中时十分亲近,之后也持续了很多年,后来开始慢慢变淡。只是他在那次东京会议上的报告,彻底终结了我们的友谊,在接下来的日子我们不再有任何交流的可能。」
2021年7月23日,温伯格去世,享年88岁。格拉肖写了一篇文章,纪念了这位他的科学上的伙伴。文章是这样开头的,「在我们88年的生命里,我和史蒂文认识了74年。」他讲了他们在中学一起组建的科幻俱乐部,一起做的课堂作业,一起去康奈尔大学,一起合作的最后一篇论文,一起拿诺贝尔奖。他们的故事只讲到诺奖颁奖礼之后的官方活动就戛然而止。讣文最后,格拉肖这样写道——
「自那以后,我和史蒂文几乎不再说话。我们的友谊绵长而富有成果,但它不可能继续下去,为此我感到遗憾。无论如何,我们的生命早已如此密切地交织在一起,以至于他的死亡不仅仅是科学界的巨大创伤,对我个人来说也是一样。」
整个职业生涯里,格拉肖写过一本教材,叫做《从炼金术到夸克:给文科生的物理学》(From Alchemy to Quarks: The Study of Physics As a Liberal Art)。这是一本写给外行看的物理学教科书。格拉肖说自己上中学的时候,物理教材特别枯燥(dull),他一直记着那本教材的作者叫做查尔斯·达尔(Charles Dull),当时他常对着这个名字感叹物理的晦涩,「Dull先生的书还真是Dull」。后来他到哈佛教书的时候,正好赶上哈佛大学的教授们纷纷自己写教材,推动教育改革,他也投身其中,把自己的幽默天赋倾注在这本书里,一边讲故事一边讲物理。他在编撰这本教材的时候特意强调,希望这是一本给「会算数的诗人看的物理学」。
到了真正上课的时候,他才渐渐领悟到现实的真相——阻碍年轻人学习自然科学的并不是枯燥的教材,坐在台下的很多学生既不了解自然科学,也对它不感兴趣,更重要的是,他们不在乎。把文章写得再精彩,多半也是徒劳。
2005年11月,格拉肖到中国科学院高能物理所访问并作报告。图源中科院高能物理所官网
只要活得足够久,同一种沮丧就会反反复复出现。他的孩子们在当地最好的教育系统读书,但他发现学校教平面几何的方法有问题,没人教孩子用圆规画等边三角形,以至于他的孩子放学后跑来问,「爸爸,你有三把直尺吗?我需要画一个等边三角形。」格拉肖一度积极参与当地教育改革项目,也会协助审核教育标准,想要改变这种教育状况。但这和他所经历的物理生涯一样,里面掺杂着不同利益、不同立场,每个人都在为自己的立场争论,很难协调,也很难改变。过了几年,家里年纪更小的孩子上学回来,还是照样问他,「爸爸,你有三把直尺吗?我需要画一个等边三角形。」
格拉肖放弃了继续写教材,也不再参与教育改革。只在说起这些事的时候,他失去了自己的喜剧天赋,「这一切真的挺让人沮丧的。」
这才是真实的物理和人生,没有英雄结局,也没有团圆与和解。真实的人生不像任何一部电视剧,更像是一部悲喜剧,里面藏着所有人只会讲一半的困局。
他最近一次来北京,活动现场专门有一位工作人员负责拦住那些找他签名的人,挨个劝退他们,「不要打扰谢耳朵」。他依然被问到了《生活大爆炸》的问题,但在那之前,他先讲了一遍自己的故事,然后反过来向这些观众提问:
「我发明了一个词,leucippity。这个词意味着那些需要等待很长时间才会得到证实的预言,就像等了十几年才被实验证实的电弱统一理论,等了50年才被发现的希格斯粒子,还有等了100年的引力波。这个词还没有收录进牛津英语词典。不过,我已经有一个词在牛津英语词典里了。」讲话中途,他突然向台下的观众提问,「你们能猜出来是什么吗?」
等了好一会儿,台下无人响应。「Charm!」他大声喊道,「我为它提供了一种新释义,粲夸克(charm quark)!」
说这句话的格拉肖已经92岁了。他的人生足够丰富,里面包含了发现、乐趣、友情、奋斗,也有孤独、背叛、伤痕和遗憾。现实早已为他准备了一出最独特的剧目,他根本不需要去看电视剧。这就是至今依然不喜欢看电视、一辈子活在现实和物理中的谢尔登·格拉肖。
2008年,格拉肖来到北航与师生交流图源视觉中国