2020年2月28日,普林斯顿高等研究院教授弗里曼·戴森去世,享年96岁。这篇文章,初稿曾以“弗里曼·戴森:科学家与作家的一生”为题发表于《科学文化评论》2013年第3期,也曾作为附录重印于戴森的中译本著作《一面多彩的镜子》,后又刊登于《数学文化》2015年第3期和《数理人文》2016年第9期,并在微信公众号数理人文与赛先生分期推送过。
弗里曼·戴森(Freeman Dyson)的名字在中国也许已经不陌生。作为杰出的科普作家,他有广泛的读者。他有好几本著作被译成中文,其中处女作《宇宙波澜》甚至有三个译本,而邱显正的译本在2002年荣获了台湾吴大猷学术基金会颁发的首届吴大猷科普著作奖。《全方位的无限》、《想象中的世界》、《太阳、基因组与互联网》、《反叛的科学家》和《一面多彩的镜子》也先后出版了中译本。
想必很多读者都为戴森的文笔所吸引,而对他作为数学家和物理学家的身份却未必很了解。本文将尝试解读这位集科学才能与人文修养于一身的大家。
现今的戴森即将九十二岁,仍在继续写文章、做研究,包括纯数学方面的一些有趣工作。十多年前,戴森接受南开大学数学所葛墨林教授的邀请访问中国,并游览了首都北京和古城西安。中国悠久的文化与飞速的发展,给他留下了深刻的印象。他对中国在世界舞台上将扮演的角色寄予了厚望。
这尤其反映在他于2013年7月26日回复给老朋友杨振宁的邮件中:你写道,当我们年轻时,研究的重心从欧洲转移到美国。现在我看到了二十一世纪的一个最重要的事实,就是世界舞台的中心将从美国转移到中国。你可以因为能够有机会先后为这两大转变做出贡献而骄傲。留给我们儿孙辈的主要任务是,要见证这个转变和平地发生。
弗里曼·戴森1923年12月15日生于英国。
母亲雅特琪(M. L. Atkey)是律师,在40岁生下爱丽丝·戴森(Alice Dyson),43岁生下弗里曼·戴森,之后一直以社会工作者为职。父亲乔治·戴森(George Dyson)是音乐家,曾任教于英国历史悠久的温彻斯特学院,后来迁升为伦敦皇家音乐学院院长。
乔治对科学很有兴趣,书架上有很多科学书籍,如怀特海(A. N. Whitehead)、爱丁顿(A. S. Eddington)、金斯(J. Jeans)、霍格本(L. Hogben)和霍尔丹(J. B. S. Haldane)的作品。这使得戴森从小就接触到科学。但戴森说,其实在成为科学家之前,他早就是作家了。因为他九岁时就写了一篇科幻小说。
这篇未完成的处女作后来作为开篇收入到他的通俗文集《从爱神到盖娅》中。
1947年9月,戴森入学康奈尔师从贝特。他立即发现,自己来对地方了:在整个康奈尔大学,居然只有他一个人懂量子场论。量子场论是一个成熟的数学构造,当初欧洲人创造这个理论时,更多的是基于对数学美的考虑而不是解释实验方面的成功,因此大多数持实用主义的美国物理学家不愿费力去学它。
但后来发现,有很多实验需要用量子场论才能解释,这使得学习量子场论成为必要。戴森的到来恰逢其时。因此,戴森一边跟指导老师贝特与聪明的年轻教员费恩曼(R. P. Feynman)学习物理,一边又教他们如何处理量子场论的问题。戴森带去的技巧可以计算一些原子碰撞过程,而得到的数据又能够为实验证实,因此他立即得到了师友的青睐。
1948-1949年,戴森遵循贝特的建议前往普林斯顿高等研究院访学一年。这是戴森科学生涯中最关键的一年。那一年,年仅25岁的戴森做出了他在物理学上的最重要的贡献——量子电动力学的重正化,一年之间,他从一个小卒一跃成为物理学界一颗闪亮的新星。他成功转行了!
1949-1951年,戴森回到英国,在伯明翰大学担任研究员。物理系主任派尔斯(R. Peierls)接待了他。在伯明翰,刚刚完成博士学位的萨拉姆(A. Salam)打电话给他的“英雄”戴森,请求拜访。这次会面激发萨拉姆推进了戴森关于重正化的工作,开启了他辉煌的学术生涯。
1950年,戴森与来普林斯顿高等研究院访问的数学家胡贝尔(V. Huber)结婚。1951年,戴森返回美国。
为了吸引戴森,康奈尔大学在戴森没有博士学位的情况下,破格聘他为物理教授。1951-1953年,戴森在康奈尔一边讲课,一边指导麾下的博士后和研究生做理论计算。他的讲义《高等量子力学》帮助了许多人进入这个领域,六十多年以后作为书籍正式出版了。而在指导学生方面,他认为是极其失败的,以至于决定从此以后不带研究生。
1953年,戴森告别康奈尔来到普林斯顿,而立之年的戴森被聘为高等研究院的教授(直到1994年退休)。应该说,戴森在这里如鱼得水,找到了家。能够在普林斯顿高等研究院这个修道院里工作,当属戴森一生中最大的幸运。戴森在高等研究院结交了许多科学同仁。例如,在研究院的同事与访问学者中就有杨振宁、李政道、梅塔(M. L. Mehta)、约斯特(R. Jost)、勒纳(A. Lenard)。
与戴森交流频繁的还有附近普林斯顿大学的教授维格纳(E. P. Wigner)、伯格曼(V. Bargmann)、李布(E. H. Lieb)等。戴森的许多工作就是通过与他们的交流讨论而成型的。
1957年,一个偶然的原因——英国政府不承认戴森在瑞士和美国生的孩子,因而不给他们发护照——导致戴森最终加入了美国籍。戴森在《引路人》一文中写道:“我原本是英国人,只是阴差阳错才加入了美国籍。我同时为这两个国家而骄傲。”
1961年,戴森关于随机矩阵的工作,是戴森与其创立者维格纳交谈的结果。对戴森而言,这个工作令他极为兴奋,他在《戴森论文选集附评注》中写道:1961年我在布鲁克海文度学术假,以极快的速度写完了三篇系列论文。好像我每天都在发现新的要解答的问题。每一个优美的等式在第二天又引出另一个更加优美的等式。
1965-1966年,戴森与勒纳合作,首次从数学上严格证明了物质的稳定性。这个问题在一年前由费希尔(M. Fisher)和吕埃勒(D. Ruelle)作为悬赏(香槟一瓶)问题提出。戴森与勒纳用到的数学技巧源于他1957年对李政道、杨振宁的一项工作之改进。
1975年,斯隆基金会邀请戴森写一本科学自传。在考虑如何回复时,戴森想起了老师哈代的话:“年轻人应该证明定理,而老年人应该写书。
”于是接受了这一邀请,开启了他的写作生涯。这引出了他的处女作《宇宙波澜》,1979年出版。戴森曾说,他的生命是从55岁开始的,因为在那个年纪他写成了他的第一部作品。自那以后,戴森研究和写作的时间各占一半。戴森作为作家的名望很快赶超了他作为科学家的名望。除了本文开头提到的那些译成中文的书外,颇具影响的还有《生命起源》、《武器与希望》、《从爱神到盖娅》等。
因其杰出成就,戴森获得了1996年的享有“诗人科学家”美誉的托马斯奖。
1993年,戴森为邱显正翻译的《宇宙波澜》专门写过一篇很精彩的序言。他在序言中写道:本书从浪漫的角度来看科学世界,把科学家的生活比作个人灵魂的航程;它有意略过每个科学家生活、工作所在的机构,以及政治、经济的既定框架。在科学史上,团体与个人是等量齐观的,但大多数历史学家往往侧重于机构与团体的活动。
本书特别强调个人,因为我希望写点新鲜而与众不同的东西。我对科学的浪漫观点虽然并不代表全部的真理,却是真理中不可或缺的重点。
2013年,浙江大学出版社出版了戴森的书评集The Scientist as Rebel的中译本。就在最近,戴森出版了他的第二本书评集Dreams of Earth and Sky。
近些年来,国内出版了许多优秀的科普书,其实很多都有戴森写的书评,如美国科普作家瑞德(C. Reid)的《希尔伯特》,格雷克(J. Gleick)的《牛顿传》与《信息简史》,理论物理学家格林(B. Greene)的《宇宙的结构》,费恩曼的女儿米雪·费恩曼(Michelle Feynman)编辑的《费曼手札》,法国数学家埃克朗(I. Ekeland)的《最佳可能的世界》,英国传记作家法米罗(G. Farmelo)的《量子怪杰:保罗·狄拉克传》。
如果译者能将这些优美的书评一并翻译过来附在中译本中,想必会令读者颇受教益。