楊立銘(1919.2.5—2003.1.12),江蘇溧水人,著名物理學(xué)家,我國(guó)原子核理論研究的開拓者和奠基人之一。1942年畢業(yè)于重慶中央大學(xué)機(jī)械系,1946年進(jìn)入英國(guó)愛丁堡大學(xué),師從諾貝爾獎(jiǎng)獲得者玻恩教授。1948年取得理論物理博士學(xué)位并留校任研究助理。1951年回國(guó),歷任清華大學(xué)副教授,北京大學(xué)副教授、教授、博士生導(dǎo)師。1986—1991年任中國(guó)核物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)。1991年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。
楊立銘:原子核理論前沿領(lǐng)域的耕耘者
■蔡青竹
楊立銘是我國(guó)當(dāng)代著名物理學(xué)家,為我國(guó)核物理學(xué)理論的形成與發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。在英國(guó)留學(xué)期間,曾在量子化規(guī)則、流體統(tǒng)計(jì)理論及原子核幻數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋等方面成績(jī)斐然?;貒?guó)后集中研究原子核理論,在原子核理論前沿領(lǐng)域取得系列重要理論成果,受到國(guó)際同行的重視和贊賞。
立志向,科壇伉儷共筑夢(mèng)
1991年11月,中國(guó)科學(xué)院增補(bǔ)210位院士。在新當(dāng)選的院士中,有一對(duì)夫妻格外引人注目,他們就是北京大學(xué)物理系教授楊立銘和中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研究員夏培肅。
1919年2月5日,楊立銘出生于江蘇省溧水縣一個(gè)清貧的知識(shí)分子家庭。高中時(shí)期,他的家鄉(xiāng)不幸被日本侵略者占領(lǐng),家人不得不背井離鄉(xiāng),逃往大西南。在四川求學(xué)時(shí),楊立銘所在的中學(xué)又遭日本飛機(jī)轟炸,老師不幸在爆炸中喪生。這段經(jīng)歷讓楊立銘深感痛苦與震撼,他意識(shí)到日本之所以敢如此肆無(wú)忌憚地欺凌中國(guó),是因?yàn)樗麄儞碛袕?qiáng)大的工業(yè)實(shí)力。面對(duì)國(guó)家的屈辱和民族的苦難,楊立銘在心中默默立下誓言,要學(xué)習(xí)工程,以工業(yè)來(lái)拯救國(guó)家。1938年,憑借優(yōu)異的成績(jī),楊立銘獲得了重慶中央大學(xué)的保送資格,他毫不猶豫地選擇了機(jī)械系,踏上了工業(yè)救國(guó)的道路。
然而,楊立銘的愛好不是工程而是數(shù)理。進(jìn)入大學(xué)后,他逐漸領(lǐng)悟到國(guó)家的強(qiáng)盛是多元人才共同努力的結(jié)果。年輕時(shí),選擇最能發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)的方向去奮斗至關(guān)重要。審視自身?xiàng)l件與興趣,楊立銘發(fā)現(xiàn)物理學(xué)才是他真正的熱愛與擅長(zhǎng)所在。大學(xué)畢業(yè)后,在昆明中央機(jī)械廠工作的一年經(jīng)歷,讓楊立銘更加明確改學(xué)數(shù)理的決心。他隨后返回母校任機(jī)械系助教,同時(shí)旁聽和自學(xué)數(shù)學(xué)和物理課程。在這個(gè)過程中,楊立銘結(jié)識(shí)了志同道合的夏培肅,兩人均懷揣工業(yè)報(bào)國(guó)的夢(mèng)想,相互激勵(lì)、共同前行。
1944年,楊立銘通過了留學(xué)生考試,于1945年公派至英國(guó)學(xué)習(xí)。1947年,夏培肅也乘風(fēng)破浪,來(lái)到了現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源地英國(guó)。同在愛丁堡大學(xué)求學(xué)和工作,楊立銘和夏培肅終于結(jié)束了牛郎織女的生活,于1950年結(jié)為伉儷。1951年冬,兩人受中國(guó)近代力學(xué)奠基人和理論物理奠基人周培源邀請(qǐng)返回祖國(guó),從此將畢生的熱情和精力全部貢獻(xiàn)給國(guó)家,并在40年后同時(shí)當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士,傳為科壇佳話。
直到暮年,楊立銘夫婦仍為祖國(guó)事業(yè)殫精竭慮,以只爭(zhēng)朝夕的精神在科學(xué)天地中不懈探索。20世紀(jì)90年代后期,為了幫助計(jì)算機(jī)科研人員破解量子計(jì)算機(jī)的謎團(tuán),接近耄耋之年的楊立銘花了近一年的時(shí)間指導(dǎo)夏培肅完成了一篇量子計(jì)算的綜述文章,在國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)界被廣泛引用,產(chǎn)生了很好的反響。
“一個(gè)最有天賦、最勤奮并認(rèn)真盡責(zé)的人”
1945年,26歲的楊立銘以學(xué)習(xí)工程的名義考取了公費(fèi)留英,只身前往英國(guó)曼徹斯特的一家大工廠實(shí)習(xí)。他運(yùn)用自身扎實(shí)的知識(shí)積累,幫工廠解決了一個(gè)困擾多年的設(shè)計(jì)難題,獲得了廠方的青睞。楊立銘不失時(shí)機(jī)地提出,他不要?jiǎng)e的回報(bào),只希望在英國(guó)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位。對(duì)于這個(gè)請(qǐng)求,廠方欣然應(yīng)允。1946年,楊立銘見到了當(dāng)代物理學(xué)巨匠、量子力學(xué)創(chuàng)始人之一——玻恩教授。楊立銘之子楊躍民曾在書信中回憶了楊立銘第一次面見玻恩教授的場(chǎng)景:“我父親當(dāng)年到英國(guó)留學(xué),希望拜玻恩為師,當(dāng)時(shí)玻恩給了我父親一個(gè)問題,讓他解決,我父親很快就做出來(lái)了,玻恩覺得出乎意料便收他做了學(xué)生?!本瓦@樣,楊立銘憑借自己的決心和能力獲得了玻恩的青睞,進(jìn)入了全新的原子世界。
在愛丁堡大學(xué),楊立銘以超人的毅力,在很短的時(shí)間內(nèi)打下了全面、堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),于1948年底順利獲得了愛丁堡大學(xué)的理論物理博士學(xué)位,并繼續(xù)留在玻恩身邊擔(dān)任研究助理。在此期間,楊立銘開始在國(guó)際理論物理學(xué)界嶄露頭角,許多研究成果得到了國(guó)際同行的認(rèn)可。他從運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),首次導(dǎo)出動(dòng)量在坐標(biāo)表象中最普遍的表達(dá)式和量子條件,被多名外國(guó)科學(xué)家借鑒運(yùn)用;他在量子場(chǎng)論研究中導(dǎo)出的狄拉克矩陣求跡的普遍公式,也被部分專著作為定理收錄;他在玻恩教授的啟發(fā)下,成功解釋了當(dāng)時(shí)剛發(fā)現(xiàn)的原子核中的幻數(shù),引起國(guó)際學(xué)界重視;他把Born-Green液體理論推廣到了混合液體,并在統(tǒng)計(jì)描述下對(duì)流體內(nèi)單個(gè)分子進(jìn)行追蹤,導(dǎo)出了擴(kuò)散系數(shù)。
玻恩高度評(píng)價(jià)了他的這位中國(guó)弟子。他在20世紀(jì)50年代初向包括玻爾、海森伯、費(fèi)米、魏格納、約當(dāng)、菲爾特在內(nèi)的幾十位著名物理學(xué)家以及數(shù)家重要期刊推介楊立銘的研究成果。為了讓楊立銘的成果得到應(yīng)有的認(rèn)可,玻恩花費(fèi)大量精力與其他物理學(xué)家進(jìn)行交流、辯論。玻恩對(duì)楊立銘學(xué)術(shù)成就的評(píng)價(jià)之高甚至超過他親手指導(dǎo)出來(lái)的最得意的博士門生之一——戈佩特·邁耶。楊立銘攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的重要文章,幾乎都是在玻恩的幫助下完成的。玻恩為楊立銘據(jù)理申辯所付出的心血,不亞于他自己寫幾篇文章。當(dāng)楊立銘決定回國(guó)后,玻恩同樣表達(dá)了充分的理解和支持,并寫信給他的中國(guó)大弟子彭桓武和周培源先生進(jìn)行推薦。在給周培源的信中,玻恩將楊立銘描述為“一個(gè)最有天賦、最勤奮并認(rèn)真盡責(zé)的人”。
玻恩教授的言傳身教和大師風(fēng)范讓楊立銘深受感動(dòng)。據(jù)楊躍民回憶,楊立銘與夏培肅在愛丁堡喜結(jié)連理時(shí),玻恩曾送一塊臺(tái)布作為結(jié)婚禮物。楊立銘在世時(shí)一直珍藏著這份滿載著回憶與懷念的禮物。
“從此開始了我們生命中新的一頁(yè)”
1949年10月,新中國(guó)成立,身在異國(guó)他鄉(xiāng)的楊立銘夫婦心情十分激動(dòng),徹夜難眠,歸心似箭。1950年冬,周培源赴英訪問,并到愛丁堡大學(xué)拜訪了玻恩教授,向楊立銘、夏培肅夫婦發(fā)出了回國(guó)工作的盛情邀請(qǐng)。多年以后,楊立銘仍能清楚地記起當(dāng)年的心情:“當(dāng)時(shí)我們已有較好的工作待遇,但作為中國(guó)人,我們想一定要回祖國(guó)參加建設(shè)。何況當(dāng)時(shí)解放不久,百?gòu)U待興,迫切需要專業(yè)人才。至于回國(guó)后的工作條件、生活條件我們沒有特殊要求,只認(rèn)為我們已具備了必要的專業(yè)基礎(chǔ)和科研經(jīng)驗(yàn),可以在任何地方獨(dú)立開展工作?,F(xiàn)在正是我們報(bào)效祖國(guó)的時(shí)候。于是我們于1951年秋登上了回國(guó)的客輪,從此開始了我們生命中新的一頁(yè)。”
回國(guó)后,楊立銘先到清華大學(xué)物理系工作,1952年院系調(diào)整后到北京大學(xué)物理系。用楊立銘自己的話說,他回國(guó)后的科研工作與之前有了很大的不同。如果把在英國(guó)時(shí)期的工作比作“游擊戰(zhàn)”,那么回國(guó)后的工作就是“攻堅(jiān)戰(zhàn)”。楊立銘專注于原子核理論方面,特別是核多體理論與核集體運(yùn)動(dòng)。并且他的工作都是與國(guó)際上核物理的新發(fā)展相呼應(yīng)的。20世紀(jì)50年代末期,國(guó)際上出現(xiàn)了Brueckner理論,它是核多體理論的重要發(fā)展。楊立銘通過對(duì)核內(nèi)多次散射的分析導(dǎo)出了這一理論。60年代,超導(dǎo)體的“對(duì)關(guān)聯(lián)”理論在原子核中的應(yīng)用促進(jìn)了原子核理論的又一次重要發(fā)展。楊立銘在1964年提出了處理變形核中核子對(duì)相互作用的新方法。這個(gè)方法在有關(guān)計(jì)算中得到了大量的應(yīng)用。從70年代起,楊立銘開展了原子核集體運(yùn)動(dòng)的微觀研究。為了深化對(duì)原子核低激發(fā)區(qū)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí),楊立銘提出了系統(tǒng)的IBM微觀理論。后來(lái),他又對(duì)該理論進(jìn)行了擴(kuò)展,成功地處理了滿殼核附近原子核的闖入態(tài)。該理論于80年代發(fā)表后,受到國(guó)際同行的高度重視和贊賞。
由于楊立銘在原子核集體態(tài)研究方面的出色成績(jī),1982年,他應(yīng)邀作為主講人赴意大利講授IBM微觀理論;1983年,在國(guó)際同行的建議下在蘇州主持了原子核集體態(tài)的國(guó)際會(huì)議;1985年,應(yīng)邀赴耶魯大學(xué)做訪問學(xué)者;1986年,被聘為西德慕尼黑工業(yè)大學(xué)的客座教授;1987年,東京大學(xué)主動(dòng)提出與北京大學(xué)的核理論研究組簽訂合作協(xié)定。楊立銘也因此項(xiàng)工作獲得了1985年國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和1987年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。
“回國(guó)前的愿望果真實(shí)現(xiàn)了”
回國(guó)后的前幾年,為了滿足國(guó)家原子能事業(yè)的需要,楊立銘把絕大部分時(shí)間都花在了培養(yǎng)青年教師和研究生上。他在教學(xué)工作中盡心盡力,先后講授了原子物理學(xué)、量子力學(xué)、群論和原子核物理等課程。還在20世紀(jì)50年代末,和于敏院士合作舉辦全國(guó)范圍的核物理講習(xí)班。他們合著的《原子核理論講義》是我國(guó)最早的原子核理論教科書,已成為一部經(jīng)典教材。
楊立銘培養(yǎng)了大批理論物理和原子核理論的高水平人才,其中博士、碩士研究生30余名,分布在全國(guó)各地,成為各單位的業(yè)務(wù)骨干。楊立銘在帶領(lǐng)年輕人開展研究工作時(shí),總是充分發(fā)揚(yáng)學(xué)術(shù)民主,以平等的身份開展學(xué)術(shù)討論,鼓勵(lì)年輕人虛心學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處,充分發(fā)揮自己的聰明才智。晚年的楊立銘曾感慨:“當(dāng)我發(fā)現(xiàn)我國(guó)核物理界的很多骨干都是我的學(xué)生,這對(duì)我是莫大的安慰,回國(guó)前的愿望果真實(shí)現(xiàn)了?!?/p>
楊立銘在學(xué)術(shù)領(lǐng)域默默耕耘,為人謙虛、低調(diào),他晉升教授和當(dāng)選為院士的時(shí)間都相對(duì)較晚,然而,他深厚的學(xué)術(shù)造詣和卓越的研究成果在國(guó)際物理學(xué)界享有較高的聲譽(yù)。據(jù)楊躍民回憶,楊立銘是亞太地區(qū)被授權(quán)有資格推薦諾貝爾物理獎(jiǎng)候選人的學(xué)者之一,曾積極履行相關(guān)職責(zé)。楊立銘院士的一生,是對(duì)核物理研究不懈追求和無(wú)私奉獻(xiàn)的縮影。在一次與學(xué)生的聚會(huì)中,他笑稱自己仿佛是神話中受到天神懲罰的人,必須永不停歇地奔跑。這種堅(jiān)韌不拔、永不停息的精神,正是他科研生涯的真實(shí)寫照。然而,楊立銘院士的人生并非一帆風(fēng)順。由于一心撲在工作上,他和夫人年輕時(shí)因疏忽而痛失愛子,這成為他們心中永遠(yuǎn)的痛。但即便如此,他們依然堅(jiān)守在科研崗位上,為人類的科學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
2003年1月12日,楊立銘因病逝世,但他的崇高品質(zhì)和敬業(yè)精神永遠(yuǎn)活在人們心中。他的故事將激勵(lì)著后來(lái)的科研工作者,為人類的科學(xué)事業(yè)繼續(xù)努力奮斗。