略談諾貝爾獎物理學家湯川秀樹

    楊振寧有一次在演講中特別提到日本物理學家湯川秀樹。湯川秀樹是日本第一個得到諾貝爾獎金的。他得諾貝爾獎金是 1948 年，1949  年楊振寧去了普林斯頓以後認識了湯川秀樹。

    楊振寧在芝加哥做研究生時，（那時研究生都很窮）。忽然發現報紙上有一個廣告，說有一個 Crossword Puzzle  （填字競賽），最高獎金可以得 5 萬塊美金。當時參加這種比賽的人多半是家庭主婦，楊振寧心想「我們要比這些家庭主婦本領大一點」，於是就和幾個學生報名參加。果然兩個月以後，主辦單位來信恭賀他們，他們的分數是最高的。可是，還有一組人跟他們的分數一樣高。所以必須要再來一個難度更大的填字謎以決最後的勝負。於是楊振寧他們又開始分工合作。楊振寧分到的工作是在 Webster大字典裡頭，找 5 個字母的字，把它們都列出來。結果他就晝夜不停地在圖書館裡查這個。一天，到了早上五六點鐘，累得不行了，他想回去睡一覺。走到門口，看到一份《紐約時報》。楊振寧就把報紙拿起來，坐在沙發上，打開看到醒目的標題「湯川秀樹得了今年的物理學 Nobel Prize 」。這一下，如醍醐灌頂，他問自己：「楊振寧，你現在在做什麼？」楊振寧後來得到諾貝爾獎跟這個刺激有關。

    1949 年，湯川秀樹榮獲諾貝爾物理學獎，成為日本歷史上第一個獲得諾貝爾獎的科學家。湯川秀樹是一位沒有到過歐美留學，而是在日本國土生土長起來的理論物理學家。湯川秀樹自謙地說：「我不是非凡的人，而是在深山叢林中尋找道路的人。」但是，他的成功告訴人們：在落後的條件下，勤奮探求，勇往直前，同樣可以到達光輝的頂點。他的成功，他的榮譽，成為激勵日本人民在戰後廢墟上進行建設的精神力量。

    湯川秀樹 1907 年 1 月 23 日生於東京，父親是一位地質學家，為京都大學教授
。湯川秀樹原本姓小川，因入贅他妻子的家庭而改姓湯川。

    1919 年，秀樹進入京都第一初級中學，校長森外三郎是一開明、不保守的人，對秀樹日後的學習有很大的影響。上了初中，秀樹很快就對數學熱衷，尤其是幾何方面。幾何嚴密、清晰的結構深深地吸引他，使他沉醉於課本和參考書的習題中，可以一連幾個小時解幾何問題。另外，小學時期他還讀到一些老子、莊子的書。老莊的哲學和儒家思想不同，他們強調自然，而摒棄人文的粉飾。道家思想中的理性主義深深吸引秀樹，因為從小他就不喜歡不完整的思考方式。莊子是秀樹最喜歡的一本書，他熟讀再三。以後，老莊思想對他的人生觀、宇宙觀有著重大的影響，晚年他就常引用莊子的名言。在中學時期，父親還未能把握住他的個性，他總是沉默寡言，思緒未寧。有一段時間，父親甚至認為，也許工專比一般高中更適合秀樹。但母親和校長認為，由高中而大學才是秀樹應該接受的教育。秀樹的兄長們也都是這樣一路上來的，母親、校長很有信心，認為秀樹仍有天分未充分發揮，因此說服了他父親，秀樹因而步上了順應自己天性的方向。

    湯川秀樹在 1926 年進入京都大學，朝永振一郎（Sin-itiro Tomonaga）是他的同
班同學，朝永在 1965 年得諾貝爾物理獎。這是很稀罕的特例，兩個同班同學先後在基本粒子方面，得到諾貝爾獎。京都大學的風氣很開放，學生可以自由選課，必修課的限制很鬆。秀樹選了很多數學方面的課程，和一般物理系學生所選的課程不同。當時在日本，還沒有一所大學能開出在歐洲已廣被接受的早期量子論。量子力學的發展對湯川秀樹的震憾，是來自大學課程之外。有一次是在京都大學內的演講，講題是「物理的過去和現在」，由東京大學教授長岡半太郎（Hantaro Nagaoka）主講，長岡是日本做原子結構方面聞名的物理學家。講題主要是關於蒲朗克 1900 年量子論以後二十年的物理發展。秀樹已約略可猜到舊量子物理可能會有的改變。另外一次是波恩的「原子動力的問題」一書，是當時最新的書，陳述了新量子論的快速發展，以及相關方面的綜合檢討。秀樹對這新理論雖然不能全部瞭解，但十分入迷。

     1926 年，薛丁格波動力學的提出，震驚了全世界的物理學家。消息很快地也傳到了日本，秀樹感覺到自己正處在物理的革命時期。在大二那年，整天就待在系圖書館內，蒐集、研讀物理期刊內有關新量子力學的部分（當時主要為德文期刊）。本來他打算讀遍這方面的文章，但一方面，這不是一個大二學生程度所能勝任；另一方面，討論新發展物理的文章，實在是太多了。所以在茫然不著頭緒的情況下，他決定不再嚙啃這些川流彙集的文章，而決定只專心的精讀薛丁格的文章。由大二到大三上學期，這一年半期間，秀樹整個人被薛丁格吸引住了。

    1929 年 3 月秀樹畢業於京都大學物理系，然後留在玉城研究室任無薪助教。1932年任京都大學講師，1933 － 1939 年在大阪大學任教，研究原子核和量子場論，隨即以湯川為中心在大阪大學形成了一個非常活躍的理論物理學家組成的學派。他和詈田昌一等人在 1937 年展開了介子場理論的研究。

    1945 年大戰結束，介子物理開始了它的新紀元。1947 年，鮑威爾（C. F. Powell
）證實了在宇宙射線中，確有兩種介子存在。其中較重的一個（p 介子），和核成子有強交互作用，並且會蛻變成較輕的另一個介子（渺子）；渺子和核成子及輕子間則只有弱作用，這些完全符合秀樹他們提出的「兩種介子」理論。1948 年，也由加速器打出了介子；後來，也在宇宙射線中發現了中性介子及其 r 蛻變的性質。至此介子理論的基本結構終於完全被證實了。

    1947 年秀樹提出了非局域場理論（non-local field theory），試圖解決場的發
散問題。在 1953 年 9 月在京都召開國際理論物理學會上，湯川秀樹發表了非局域場的統一理論。他從 1946 年起主編英文雜誌《理論物理學進展》，向國外介紹日本理論物理學的研究成果。這本雜誌在理論物理學界中有很重要的地位。

    湯川秀樹啟蒙於《論語》、《孟子》、《老子》、《莊子》。他最愛《莊子》是因《莊子》使他開竅。「一天，我正在思考基本粒子時，忽然想起莊子一段話，『南海之帝為倏，北海之帝為忽，中央之帝為混沌，倏與忽時相遇於混沌之地……』『倏』與『忽』如兩個粒子相遇於混沌之地，是粒子對撞嗎？『混沌』是更基本的粒子構造嗎？」由是，《莊子》確定了湯川秀樹的「介子」理論。湯川秀樹所著 11 種著作中，3 本物理，8 本哲學。他的哲學思想基於中國古代哲學。其中一本書開篇即引《莊子》語「判天地之美，析萬物之理」。他評說《莊子》「文中有嚴厲的真理」。他承認：「中國傳統文化給了我作為一個科學家的思維和個性。」另一感悟，「科學、哲學間存在『高度的統一』。」

    黃昏已至，童猶不歸，

    紙上觀戲，時日已遠。

    寫的是他在京大研究生時代，有天坐在大學研究所的椅上，一個人靜靜地感受黃昏正以貓的輕盈腳步，悄然掩至窗畔的氣息。「研究室房間有點變冷了，好像也起風了，映在窗玻璃上的樹影飛舞不息。我眼底浮現那些在大學的歸途中，不時四處張望的一群少年身影，那是在晚風呼嘯而過的街角，是在寂寥而狹小的神社鳥居下……。」

    湯川秀樹回憶幼年讀經「真是不懂，但在不知不覺間竟無師自通了」。

    秀樹覺得 30 年代以後的核物理學漸漸依賴於大型加速器和高等數學，人們似乎已經喪失了想像、直覺和預言的能力，多麼讓人遺憾！如果說愛因斯坦以相對論打破了人們過去的時空直覺，但建立起一種新的直覺取而代之，那麼理論物理學的新發展在抽像的方向上已經走得越來越遠。年輕的物理學家們也許不關心函數背後基本粒子的體質和心情了，就像惠子不關心「魚之樂」，子非魚呀。

    在科學思維的直覺與想像領域，湯川秀樹找到了文學和科學互通的地下根繫。他總結物理學發展遵循直覺–抽像–直覺–抽像的螺旋上升道路，他認為創造性與想像、直覺、類比關繫曖昧、親密。他喜歡將《莊子》《源氏物語》中的世界與科學的世界、現實的世界進行類比。

    秀樹感受到，《源氏物語》中一切的事物、人物都「在一種朦矓的光輝中運動著，慢慢地晃動著」，有時一道強光投射在其中一個人物的情感上，使得他的情感變化浮現出來，不過人物和事物的輪廓與細緻線條始終是模糊的不存在的–––在現實和其他的學作品中，我們多半對人物的外貌都有一個清晰的概念，而對人物的內心深處卻不清楚，但在《源氏物語》中亮處和暗處的關繫正好相反。這種明暗顛倒創造的幻美的世界深深吸引了湯川。

    他發現，現代科學的世界和《源氏物語》的世界在明暗的表現方面是相反的，其間又存在微妙聯繫和轉化的可能，猶如正片和負片。現代科學追求精確性，以最大限度地說明物質存在，但在每一處明晰之外總存在著一種新的模糊性，猶如燈光到處陰影跟隨。憂鬱的悲觀主義者湯川秀樹說，能夠隨心所欲地出入這兩個世界間，是作為人活著的一個樂趣。

    湯川秀樹的世界多半更接近《莊子》和《源氏物語》。一個敏感孤獨沉默的人，他靠近自己的內心生活。「一個人在鏡中看到的自己的臉，也就是別人看到的那張臉，但當他自己揭示出別人所看不到的內心世界時，聽者可能會感到意外」，「我總是在表達自己的看法時感到困難，同時我傾向於主觀地看待問題，倘使我努力作到客觀些，那麼我可能會背叛自己」，這些都是《旅人》中的話。

（參考資料來自網路）