物理學(xué)家的普遍理想是發(fā)現(xiàn)自然的規(guī)律,這可以稱為“格物致知”。此外,理論物理學(xué)家還希望自己的理論和預(yù)言被自然界認(rèn)可或日被實(shí)驗(yàn)證實(shí),這可以稱為“格知致物”。但是對(duì)于并不試圖在學(xué)術(shù)生涯之外尋求人生意義的物理學(xué)家而言,以上兩點(diǎn)還不足以概括他對(duì)人生的領(lǐng)悟。物理學(xué)家在對(duì)無涯之知的求索中安生立命,這可以稱為“格知致道”。
——廖瑋
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者維格納談到他的同鄉(xiāng)美籍匈牙利裔數(shù)學(xué)家馮·諾依曼時(shí)曾說:他總覺得自己是半夢半醒,而馮·諾依曼才是完全清醒過來的人。廖瑋說:“對(duì)物理學(xué)的求學(xué)與學(xué)術(shù)歷程對(duì)我而言就是一個(gè)逐步蘇醒的過程?!?/p>
物理之美,無處不在。蘋果落地,人類飛向太空:蝴蝶振羽,風(fēng)云為之色變。在看似平常的現(xiàn)象中,其實(shí)隱藏了很多簡單又神奇的物理知識(shí)。
廖瑋——這位年輕的物理學(xué)家,在“格物致知”的物理學(xué)中,在“性靈出萬象,風(fēng)骨超常倫”的物理學(xué)中,在物理學(xué)美麗的理性世界中,他像一位藝術(shù)家,將他的生命與活力融入物理學(xué)中,追求著那一片他信念中的上善之地。
七十年代初出生的他,光環(huán)里閃現(xiàn)的他那單純質(zhì)樸的人性。在追求自我對(duì)自然的認(rèn)知的過程中,他經(jīng)歷了盛事的涌現(xiàn)和個(gè)人心性的磨礪,在對(duì)無涯之知的求索中安生立命。
“成為好的物理學(xué)家也需要好的品味?!?/p>
“雖然興趣是最好的導(dǎo)師,它指引我學(xué)習(xí)物理,鉆研理論物理,但是必須承認(rèn)在到理論所攻讀博士學(xué)位之前我對(duì)物理學(xué)缺乏真正的認(rèn)識(shí),可以說比較糊涂。”廖瑋說。
在中科院理論物理研究所攻讀博士期間,廖瑋接觸到了大批知識(shí)淵博的杰出前輩,在這里的學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)研究使他真正認(rèn)識(shí)了物理學(xué),奠定了基礎(chǔ)。此外,理論所開放和自由的學(xué)術(shù)氛圍也擴(kuò)展了他的思路。
“剛到理論物理所的時(shí)候,帶著滿懷的激情,想要學(xué)習(xí)和研究深?yuàn)W的東西,例如超弦理論,對(duì)這些理論很著迷,是黃朝商老師的指導(dǎo)使我開始蘇醒?!绷维|回憶道,“他當(dāng)時(shí)對(duì)我說物理學(xué)的核心是現(xiàn)象學(xué),要求我去研究具體的物理過程”。
在黃朝商老師的要求之下,廖瑋開始研究B介子物理和超對(duì)稱現(xiàn)象學(xué)。當(dāng)時(shí)與他一起做這方面工作的還有現(xiàn)在任職于中國科學(xué)院大學(xué)的晏啟樹和任職于北京大學(xué)的朱守華。他們?cè)贐介子物理和超對(duì)稱現(xiàn)象學(xué)方面做了一系列的工作,得到了一些世界領(lǐng)先的重要研究成果,對(duì)其后十余年的超對(duì)稱現(xiàn)象學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響?!霸谘芯抗ぷ鬟^程中我逐步領(lǐng)會(huì)了‘現(xiàn)象學(xué)是物理學(xué)的核心’的含義。這是我在黃老師這里的最大收獲?!绷维|由衷說道。
同時(shí)對(duì)他產(chǎn)生重要影響的還有研究員李小源與研究員郭漢英。“兩人都sharp,但風(fēng)格明顯不同。漢語中沒有對(duì)應(yīng)sharp的詞匯,可以翻譯為:思想像刀鋒一樣銳利。特別喜歡聽他們對(duì)同一事物發(fā)表評(píng)論,因?yàn)樗麄兊脑u(píng)論常常不同,但都會(huì)讓你覺得很有道理。對(duì)擴(kuò)展思路有極大的幫助。僵硬的腦袋需要解凍的靈藥,他們的思維火花就是蘇醒過程中的靈藥。”廖瑋說。
2001年博士畢業(yè)后廖瑋選擇去了意大利國際理論物理中心工作。這是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Salam創(chuàng)立的研究中心,學(xué)術(shù)氣氛十分活躍。當(dāng)時(shí)在該中心任職的有中微子物理領(lǐng)域的頭號(hào)權(quán)威斯米爾諾夫教授,還有宇稱對(duì)稱性自發(fā)破缺機(jī)制和seesaw機(jī)制的提出者森雅諾維奇教授。
斯米爾諾夫教授和森雅諾維奇教授的研究風(fēng)格可以說各走極端,但兩人都具有獨(dú)特的品味。廖瑋和他們?cè)谝獯罄崴垢浇囊粋€(gè)小城度過了愉快的三年,他們兩位對(duì)廖瑋個(gè)人的研究風(fēng)格以及對(duì)物理學(xué)的品味的形成產(chǎn)生了極大的影響。
聊到這里,廖瑋給記者打了個(gè)比方:某人不知道美食,吃到肯德基或者麥當(dāng)勞可能就認(rèn)為是很好的美味了:有一天也許吃到了法國餐或意大利美食,他會(huì)覺得人生真是美好:后來他品嘗到了真正的中國美食,他發(fā)覺自己發(fā)現(xiàn)了天堂:但直到他品嘗過四川美食和廣東美食兩種各走極端的美食之后,他才對(duì)天堂的豐富與美好產(chǎn)生深入的體悟。對(duì)廖瑋來說,與斯米爾諾夫和森雅諾維奇兩位教授的合作、交流和討論經(jīng)常是激烈的,但也常常是美好的,是值得回憶的精神美味。
“成為好的物理學(xué)家也需要好的品味。好的品味可以引導(dǎo)你關(guān)注好的物理問題,幫助你形成好的物理圖像和直覺?!绷维|說。
2004年開始,廖瑋在地處溫哥華的加拿大粒子物理與核物理國家實(shí)驗(yàn)室工作三年。在這里他接觸到了很多實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家,與實(shí)驗(yàn)家的交流使他獲益良多。在此期間,他與蘭志成教授、黃岳華教授一起鉆研宇宙學(xué),從此對(duì)宇宙學(xué)的方方面面有了比較全面的認(rèn)識(shí)。
“蘭教授曾說‘我想得很慢’,但他是我見識(shí)過的思考問題最清晰透徹的物理學(xué)家。對(duì)物理問題他總是尋求透徹的理解,不會(huì)放過追問哪些東西是我們不懂的,即使對(duì)于理解了的東西他還會(huì)追問有沒有簡單的辦法理解這一問題?”廖瑋說。
有一段時(shí)間廖瑋與他一起學(xué)習(xí)宇宙學(xué)的新知識(shí)、討論新的進(jìn)展,每星期討論一兩次。他當(dāng)時(shí)已經(jīng)70多歲了,但是仍然努力思考和學(xué)習(xí)新的知識(shí),正可謂“日新、日日新”。
最讓廖瑋難忘的是在一次討論之后,在公共汽車上,蘭教授與他談?wù)撟约旱睦斫?,蘭教授說“我是一個(gè)保守的物理學(xué)家”。這個(gè)難忘的瞬間使廖瑋懂得了“保守的物理學(xué)家”是什么含義。
“我們正處在新的物理學(xué)革命的前夜。”
2007年,為了祖國物理科學(xué)的發(fā)展,廖瑋回“家”了。廖瑋說:“前輩物理學(xué)家曾經(jīng)說過:‘回國不需要理由,不回國才需要理由’?!?/p>
回國后,廖瑋在自然科學(xué)基金的資助下研究超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理和中微子物理,同時(shí)他還開始研究強(qiáng)外場中的物理問題。期間在北京大學(xué)高能物理中心的支持下與中科院理論物理所李小源研究員、陳裕啟研究員和南開大學(xué)廖益教授一起對(duì)此類課題進(jìn)行了深入探討。
廖瑋研究過的內(nèi)容較多,包括:B介子物理、超對(duì)稱現(xiàn)象學(xué)、中微子、暗物質(zhì),額外維理論等等?!翱傊?,在學(xué)術(shù)上我是個(gè)十分不安分的人,‘轉(zhuǎn)進(jìn)’于不同的研究方向。但總的說來,我的研究工作主要圍繞超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理開展研究?!绷维|說。
粒子物理學(xué)家通過眾多實(shí)驗(yàn)建立了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型。該理論對(duì)我們這個(gè)世界的構(gòu)成成份以及基本的相互作用規(guī)則都給出了嚴(yán)密、準(zhǔn)確的回答,取得了巨大的成功。但恰恰有兩種現(xiàn)象它不能解釋,一種是宇宙中暗物質(zhì)的存在,一種是中微子振蕩實(shí)驗(yàn)證實(shí)的中微子微小質(zhì)量的存在。有不少人認(rèn)為稍稍修改一下標(biāo)準(zhǔn)模型就可以容納這兩類新現(xiàn)象。
廖瑋個(gè)人認(rèn)為,恰恰是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型本身的嚴(yán)密性表明這兩種現(xiàn)象都是超出標(biāo)準(zhǔn)模型理論框架的東西,如同黑體輻射的現(xiàn)象是超出經(jīng)典力學(xué)的理論框架的。也就是說我們應(yīng)該正處在新的物理學(xué)革命的前夜。
“好的物理應(yīng)該是簡潔的”
科學(xué)創(chuàng)新有許多種。一種是發(fā)現(xiàn)或預(yù)言全新的現(xiàn)象,這物理學(xué)家的最高理想:一種是發(fā)展出新的研究領(lǐng)域,例如提出新的理論方法、新的實(shí)驗(yàn)手段擴(kuò)展科學(xué)研究的內(nèi)容:一種是在已有的研究領(lǐng)域中做出重要的工作,深刻影響甚至改變?cè)撗芯款I(lǐng)域的發(fā)展:一種是解決已有的研究領(lǐng)域中別人難以解決的問題。廖瑋認(rèn)為科學(xué)研究人員應(yīng)該力爭使自己的研究工作成為這四類創(chuàng)新工作之一。
廖瑋與黃朝商研究員、晏啟樹教授和朱守華教授關(guān)于標(biāo)量希格斯粒子和贗標(biāo)量希格斯粒子誘導(dǎo)的B介子衰變的研究深刻影響了超對(duì)稱現(xiàn)象學(xué)的發(fā)展,歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)將他們預(yù)言的衰變過程列為2011-2012年最重要的觀測目標(biāo)之一。廖瑋和斯米爾諾夫教授合作建立了一個(gè)關(guān)于太陽中微子振蕩中物質(zhì)效應(yīng)的簡潔理論,解決了這一方面的所有重要理論問題。
此后他還在國家自然科學(xué)基金的資助下研究了高能中微子振蕩中的地球物質(zhì)效應(yīng)。這也是一個(gè)一二十年內(nèi)沒人能夠清楚回答的問題。廖瑋發(fā)展了一個(gè)微擾論辦法處理復(fù)雜的地球物質(zhì)對(duì)中微子振蕩的影響,發(fā)現(xiàn)甚至可以使用簡潔的解析公式很好地描述長基線中微子振蕩中的地球物質(zhì)效應(yīng)。對(duì)此問題的這一簡單解決出乎他自己以及其他中微子專家的預(yù)料。
其后在自然科學(xué)基金的資助下廖瑋提出了一種使用β衰變?cè)雍颂綔y宇宙中惰性中微子溫暗物質(zhì)候選者的有效辦法,第一次找到了在實(shí)驗(yàn)室探測溫暗物質(zhì)候選者的有效方法。這一工作否定了前人的“無法在實(shí)驗(yàn)室直接探測低能標(biāo)溫暗物質(zhì)”的觀點(diǎn)。
“回想自己的這些工作,不禁更多地體悟到‘好的物理應(yīng)該是簡潔的’?!绷维|說。
“我們可以在其中安生立命,安時(shí)而處順,知之至?!?/p>
廖瑋認(rèn)為我們現(xiàn)在鼓勵(lì)創(chuàng)新,期望建立創(chuàng)新型社會(huì),但是如果我們培養(yǎng)的人才缺乏創(chuàng)新的能力,我們?cè)趺纯赡芙⒁粋€(gè)創(chuàng)新型國家?;A(chǔ)科學(xué)的教育和研究最重要的“應(yīng)用”就在于培養(yǎng)思維活躍、思路開闊而且基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的具有良好科學(xué)精神和創(chuàng)新能力的人才。如果中國不大力發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué),就不可能培養(yǎng)出大批的創(chuàng)新型科技人才,建設(shè)創(chuàng)新型社會(huì)也不可避免將僅僅停留為一個(gè)夢想。
在歐美國家大量的物理專業(yè)學(xué)生畢業(yè)之后并不從事物理研究,他們轉(zhuǎn)向生物、醫(yī)藥、化學(xué)、材料、信息、金融等等眾多領(lǐng)域,并且在這些領(lǐng)域做出卓越貢獻(xiàn)。物理專業(yè)的學(xué)習(xí)和經(jīng)歷對(duì)這些人的成長產(chǎn)生了極大的推動(dòng)。物理學(xué)這樣的基礎(chǔ)科學(xué)不太可能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益,但此類基礎(chǔ)學(xué)科在中國的發(fā)展事關(guān)中國的長期競爭力,事關(guān)我國是否能夠源源不斷地培養(yǎng)出杰出的創(chuàng)新性科技人才。但是我們的國家和社會(huì)對(duì)這一點(diǎn)還沒有清醒的認(rèn)識(shí)。
廖瑋認(rèn)為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才十分依賴于我們對(duì)大學(xué)教育的目的是否具有清醒的認(rèn)識(shí)。他認(rèn)為大學(xué)教育不應(yīng)該滿足于讓學(xué)生僅僅學(xué)到某些可以幫助找到工作的具體知識(shí),而應(yīng)該注重培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維能力。大學(xué)教育應(yīng)該在教授具體知識(shí)的過程中幫助學(xué)生拷問這些知識(shí)的根據(jù)和起源,通過對(duì)知識(shí)的拷問幫助學(xué)生掌握知識(shí)、吸收知識(shí)成為學(xué)生自己的一部分,同時(shí)鍛煉他們的能力。這也就是古人所說的“為學(xué)日益,為道日損”。同時(shí)學(xué)生要對(duì)自己在大學(xué)階段學(xué)習(xí)的目的有清醒的認(rèn)識(shí),避免越學(xué)越糊涂,爭取越學(xué)越明白,為自我的覺醒和實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。只有明確了大學(xué)教育的目的,我們才能培養(yǎng)出大量的創(chuàng)新型人才。
他還認(rèn)為科研人員應(yīng)該關(guān)注大的問題,同時(shí)多研究和試著解決一些具體的小問題。一方面可以在這一過程中鍛煉自己解決問題的能力,另一方面可以積累經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)自己對(duì)物理的直覺。物理研究有許多成功的經(jīng)驗(yàn),需要言傳身教才可能讓年輕人才快速掌握。歐美的科學(xué)研究之所以領(lǐng)先我國,從根本上說是因?yàn)樗麄兡抢镉斜姸嗑哂谐晒?jīng)驗(yàn)的好的學(xué)者,這些學(xué)者營造了很好的氛圍,有利于年輕人快速成長。年輕的科研人員應(yīng)該大膽地與眾多前輩和同齡人接觸、合作,多吸取他人的有益經(jīng)驗(yàn)。如果沒有這樣的氛圍,或者離開了這樣的師長之后,年輕人只能靠自己摸索以積累這類經(jīng)驗(yàn)。但是這需要研究人員意識(shí)到這一重要方面。如果對(duì)這一重要方面缺乏意識(shí),就不可能通過研究工作有效地積累經(jīng)驗(yàn)、鍛煉個(gè)人的能力。
廖瑋說:“非常感謝中國高能物理學(xué)界的許多杰出前輩和同行營造了一個(gè)十分自由和活躍的學(xué)術(shù)氛圍,在其中我吸取到了非常多的有益經(jīng)驗(yàn)和教益:雖然不能確定自己是完全清醒,但至少已經(jīng)不是‘人生如夢’了?!?/p>
“后一個(gè)階段的自己看前一個(gè)階段的自己總會(huì)覺得前一個(gè)階段的自己還沒有完全醒過來,也許未來一個(gè)階段的自己在回顧現(xiàn)在的自己的時(shí)候也會(huì)有類似的感想,也許這樣一條道路永遠(yuǎn)沒有盡頭。幸運(yùn)的是造物給予我等以無涯之知,我們可以格知以致道,在其中安生立命,安時(shí)而處順,知之至。”廖瑋領(lǐng)悟著。
他就是這樣一位對(duì)自然和諧充滿敬意的探索者。20世紀(jì)初,物理學(xué)家開創(chuàng)了一個(gè)新時(shí)代?,F(xiàn)在這個(gè)以全球化為特征的新的世紀(jì)也是如此,我們的成功將同樣有賴于創(chuàng)造性。