摘 要:2014年6月,應(yīng)上海和北京高校的邀請,2013年度諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、比利時法語布魯塞爾自由大學(xué)榮休教授弗朗索瓦·恩格勒(Fran?觭ois Englert)來華訪問。恩格勒于1932年出生在比利時,1959年在比利時法語布魯塞爾自由大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位。1959年至1961年,恩格勒在美國康奈爾大學(xué)從事研究工作;1964年起,恩格勒擔(dān)任布魯塞爾自由大學(xué)教授,之后與羅伯特·布繞特(Robert Brout,已故)擔(dān)任該校理論物理學(xué)小組聯(lián)合負(fù)責(zé)人。1977年,他獲得比利時皇家科學(xué)院頒發(fā)的A.Wetrems數(shù)學(xué)及物理學(xué)獎,1997年獲得由歐洲物理學(xué)會頒發(fā)的高能及粒子物理學(xué)獎,2004年獲得由沃爾夫基金會頒發(fā)的沃爾夫物理學(xué)獎,2010年獲得美國物理學(xué)會頒發(fā)的J.J櫻井理論粒子物理學(xué)獎。2013年10月8日,恩格勒和英國科學(xué)家彼得·希格斯(Peter Ware Higgs)共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎,以表彰其描述了粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型,并預(yù)測了希格斯玻色子(也就是公眾所熟知的“上帝粒子”)的存在。此外,恩格勒還被比利時蒙斯-海諾大學(xué)、比利時荷蘭語布魯塞爾自由大學(xué)、法國布萊斯·帕斯卡爾大學(xué)、英國愛丁堡大學(xué)授予榮譽(yù)博士學(xué)位,并成為索爾維研究所榮譽(yù)成員、比利時年輕科學(xué)家組織榮譽(yù)主席。在統(tǒng)計(jì)力學(xué)、粒子物理學(xué)、宇宙學(xué)等多個領(lǐng)域,恩格勒均取得了杰出成就,其理論研究發(fā)現(xiàn)為人們對于亞原子粒子起源的理解作出了巨大的貢獻(xiàn)。此次訪華,恩格勒先后訪問了華東師大、華東師大附屬第二中學(xué)、北京大學(xué)、北京航天航空大學(xué)、中國科學(xué)院高能物理研究所等,并做了主題為“布繞特-恩格勒-希格斯機(jī)制與標(biāo)量玻色子:用創(chuàng)造力超越我們眼見的世界”的科學(xué)講座,以自己從事科研的親身經(jīng)歷,向中國青年學(xué)子們講解了宇宙的奧秘和發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”的過程,鼓勵他們保持對科學(xué)研究的熱情,在浮躁的時代保守自己的內(nèi)心,尋求真理和光明。早在1964年,恩格勒和羅伯特·布繞特就提出了“上帝粒子”的假設(shè),但這一假設(shè)直到2012年才得到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。6月4日,為更深入了解諾貝爾獎得主的成功之道,本刊對恩格勒進(jìn)行了采訪。采訪期間,恩格勒提到最多的一個詞就是“好奇心”,對未知世界永遠(yuǎn)保持好奇心,這是他對待研究的態(tài)度。也許正是這種對待研究的態(tài)度,使恩格勒一直保持著對理論物理研究的高度興趣和熱情,讓這位將近82歲高齡的物理學(xué)家仍然精神抖擻、充滿活力。
關(guān)鍵詞:諾貝爾獎得主;物理學(xué)研究;科學(xué)研究;人才培養(yǎng);創(chuàng)造力;好奇心
一、良好的教育及合作互助
在我的研究生涯中影響深遠(yuǎn)
《世界教育信息》:尊敬的恩格勒教授,很高興您接受我們的采訪。應(yīng)華東師范大學(xué)的邀請,您此次中國之行開始于繁華的上海,并在華東師范大學(xué)閔行校區(qū)做了題為《布繞特-恩格勒-希格斯機(jī)制與標(biāo)量玻色子:用創(chuàng)造力超越我們眼見的世界》的科學(xué)講座,受到了青年大學(xué)生們的熱烈追捧。首先請您基于個人經(jīng)驗(yàn),談?wù)勈悄男┮蛩貙τ谀@得諾貝爾物理學(xué)獎產(chǎn)生了重要影響?
弗朗索瓦·恩格勒:其實(shí),在整個職業(yè)生涯中,我從未想過獲諾貝爾獎,所以只能告訴你我是怎么學(xué)習(xí)和工作的。從中學(xué)開始,我逐漸成為一名成績優(yōu)秀的學(xué)生,但也有成績不好的課程,比如地理。究其原因,與其說是因?yàn)榈乩砜颇坷锏牡乩砦恢眯枰烙浻脖?,不如說是由于地理老師的緣故,這是一個很嚴(yán)肅的教育問題。幸運(yùn)的是,我遇到了一位優(yōu)秀的數(shù)學(xué)老師,他讓我感受到了數(shù)學(xué)的美妙,并讓我對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了興趣,之后也一直鼓勵我獲得物理學(xué)博士,成為一名科學(xué)家,我很感激他。另外,我所在的比利時布魯塞爾自由大學(xué)很注重人才的培養(yǎng),并一直堅(jiān)持思想自由與科研自由的建校理念。
在我看來,學(xué)校教育和家庭教育在孩子成長過程中都很重要,并且只有將家庭教育和學(xué)校教育結(jié)合起來,才能產(chǎn)生更好的效果。我出生于猶太家庭,猶太人和中國人一樣,非常注重家庭和教育。另外,不同年齡的人之間的對話十分重要,在中國,人們尊重老年人,前輩將經(jīng)驗(yàn)和知識傳遞給下一代,這難能可貴。
我從事物理研究的過程并不是一帆風(fēng)順的。最初,我想從事工程學(xué)研究。于是,我進(jìn)入了法語布魯塞爾自由大學(xué)理工學(xué)院學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)期間,我慢慢意識到,自己真正的興趣在于研究與了解埋藏于表象之下的規(guī)律與法則,而不是簡單地運(yùn)用一些原理。本科畢業(yè)后,我留在法語布魯塞爾自由大學(xué)攻讀物理學(xué),后來獲得了博士學(xué)位。學(xué)習(xí)期間,我遇到了法國教授皮埃爾·艾格蘭(Pierre Algrain),并成為他的助教,我們一起發(fā)表了有關(guān)半導(dǎo)體的研究文章。1959年,正在美國康奈爾大學(xué)做研究的羅伯特·布繞特教授在為他的實(shí)驗(yàn)室尋找一名研究員。他向艾格蘭征詢意見,艾格蘭向他推薦了我。我和布繞特的合作由此開始。
我和布繞特見面后很快便成為很好的朋友及密切的工作伙伴。我們在物理方面的很多觀點(diǎn)經(jīng)常是互補(bǔ)的,布繞特的思維和觀點(diǎn)傾向于英式的嚴(yán)謹(jǐn)風(fēng)格,而我的思維和觀點(diǎn)則更傾向于天馬行空的拉丁風(fēng)格。1961年,在我博士后研究快結(jié)束的時候,康奈爾大學(xué)給我提供了一份工作,但我拒絕了,因?yàn)槲姨肽畋壤麜r了。之后,布繞特和我一起離開美國,來到了法語布魯塞爾自由大學(xué)工作。布繞特喜歡歐洲文化,而且是一名藝術(shù)愛好者。因此,在比利時政府的支持下,他決定放棄美國公民身份,來到布魯塞爾。從1980年開始,布繞特與我一起在法語布魯塞爾自由大學(xué)擔(dān)任理論物理學(xué)小組負(fù)責(zé)人。在科學(xué)研究的道路上,合作互助是科學(xué)家們提高效率的重要辦法。我和布繞特教授一直合作得很愉快,當(dāng)然,爭執(zhí)在所難免。對于我們合作的糾紛,一方面,我會接納爭執(zhí)存在的事實(shí),不予回避,雙方多多溝通;另一方面,雙方在爭執(zhí)之后要有反思和總結(jié),矛盾雖然細(xì)微但也不能長期積累。
二、對物理學(xué)的喜愛使我從未放棄科學(xué)研究
《世界教育信息》:早在1964年,您和羅伯特·布繞特教授就提出了“上帝粒子”的假設(shè),但這一假設(shè)直到2012年才得到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。請問,在將近半個世紀(jì)漫長等待的過程中,您想得最多的是什么?能再次跟我們回憶一下“上帝粒子”假設(shè)提出的過程嗎?
弗朗索瓦·恩格勒:吃飯,工作(幽默一笑)。遺憾的是,我一生的同事和摯友羅伯特·布繞特于2011年去世,沒能迎來實(shí)驗(yàn)結(jié)果,無法分享我們合作贏得的榮譽(yù)。1961年,在康奈爾大學(xué),布繞特教授和我認(rèn)識了美籍日裔理論物理學(xué)家南部陽一郎,他因把自發(fā)對稱性破缺機(jī)制引入基本粒子理論而獲得2008年諾貝爾物理學(xué)獎。與南部陽一郎教授的交流促進(jìn)了我們對基礎(chǔ)粒子理論的研究。那時,長程力(即作用于遙遠(yuǎn)天體間的力)已被人們所理解。然而,作用于原子核和亞原子核之間的短程力卻仍然是個謎。以南部提出的破缺機(jī)制作為研究的基礎(chǔ),我們建立了一個產(chǎn)生短程力的機(jī)制,從更廣泛的角度來講,即其他粒子在它的作用下產(chǎn)生質(zhì)量。1964年,我們在《物理評論快報》上發(fā)表文章,提出了這個機(jī)制理論。數(shù)周后,英國物理學(xué)家彼得·希格斯也提出了同一機(jī)制。我們的理論預(yù)測了希格斯玻色子的存在,這個粒子在2012年被歐洲核子研究中心證實(shí)。在我看來,一個真正的科學(xué)家就要耐得住寂寞。我在1998年退休,但并沒有因此而停止對物理學(xué)的研究,能夠堅(jiān)持是因?yàn)閷ξ锢韺W(xué)的真心喜歡和團(tuán)隊(duì)的支持。
三、科學(xué)研究者應(yīng)保持對未知世界的好奇心
《世界教育信息》:您認(rèn)為,作為一名物理學(xué)家最重要的素質(zhì)是什么?
弗朗索瓦·恩格勒:對于從事物理工作的研究者來說,我認(rèn)為最重要的素質(zhì)應(yīng)該是保持對物理的直覺、獨(dú)立工作及運(yùn)用的能力和好奇心。當(dāng)然,保持好奇心是最基本和最重要的。對于物理研究,研究者自身要有了解未知世界的強(qiáng)烈愿望,才會去思考如何去做好研究,以及如何運(yùn)用研究成果。另外,他們還需要熟悉兩個領(lǐng)域,即物理學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)學(xué)。
物理對我來說就像是“毒品”,我一直從物理研究中得到樂趣,這體現(xiàn)在,一方面我選擇這門學(xué)科遵從了我內(nèi)心對物理的好奇,另一方面我非常享受與同事一起做研究。很顯然,我們已不處于文藝復(fù)興時期,知識是如此廣泛以至于人們不可能攝取到所有內(nèi)容。因此,我們沒有必要去研究我們感興趣領(lǐng)域的所有內(nèi)容,關(guān)鍵在于學(xué)會在廣泛的知識內(nèi)容中鑒別出對你重要或有用的,然后再進(jìn)行深入研究。科學(xué)創(chuàng)新的喜悅就像藝術(shù)家發(fā)現(xiàn)了某種特定的美學(xué)表現(xiàn)形式。好像沒有了自然神,研究者自己會去思考:如果我是上帝,我將如何去創(chuàng)造東西?
四、基礎(chǔ)研究是研究創(chuàng)造力
和可持續(xù)發(fā)展的保障
《世界教育信息》:物理學(xué)研究越來越聚焦于對于現(xiàn)實(shí)問題的研究,作為一名粒子物理學(xué)家,您如何看待這一現(xiàn)象?
弗朗索瓦·恩格勒:現(xiàn)在,世界上有許多科學(xué)家總認(rèn)為,自己研究的成果最好能立即轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益,甚至提出了“基礎(chǔ)科學(xué)要服務(wù)于應(yīng)用科學(xué)”的口號,而我不是這么想的。人們的生活離不開及時而實(shí)用的物品,離不開應(yīng)用物理學(xué)。新的事物被不斷發(fā)明出來以滿足實(shí)際生活的需求,這更加凸顯了應(yīng)用物理學(xué)的重要性?;ヂ?lián)網(wǎng)的運(yùn)用就是一個很好的例子,它向人們證明應(yīng)用物理學(xué)可以帶來效益。
但我們必須注意的是,人們通常很容易淪為他們正在做的事情的奴隸?,F(xiàn)代社會的發(fā)展中存在的一個問題是人們樂此不疲地去被很多東西牽絆,比如手機(jī)。我看見很多人有兩部手機(jī),不僅用來通訊,還用來娛樂。這在一定程度上預(yù)示著很多人已經(jīng)完全淪為技術(shù)發(fā)展的奴隸,對這個世界失去了好奇心,而這都是我們不愿意看到的。沒有了好奇心,你將不會有了解世界的愿望。我強(qiáng)調(diào)了解未知世界的重要性的原因有兩個:首先,通過了解未知世界,你將會成為一個有辨識能力的人;其次,對未知世界的了解與基礎(chǔ)研究密切相關(guān),基礎(chǔ)研究的發(fā)展有助于創(chuàng)造美好的生活。
基礎(chǔ)研究是知識原創(chuàng)的源泉,從這個意義上說,應(yīng)用研究只是知識原創(chuàng)的復(fù)制。若沒有新思想,應(yīng)用研究將會“窒息”。我理解,特別是在經(jīng)濟(jì)危機(jī)期間,納稅人和納稅人選出的政府愈來愈趨向應(yīng)用研究,但社會發(fā)展需要科學(xué)發(fā)明,基礎(chǔ)研究是探索科學(xué)規(guī)律的必然。
由此可見,應(yīng)用科學(xué)固然重要,但世界還需要科學(xué)家們?nèi)ヌ骄恳恍┙裉炜磥硭坪跏恰盁o關(guān)緊要”的東西。比如,宇宙到底是怎么形成的,暗物質(zhì)究竟是什么。從這樣的研究中,我們可以看出一個科學(xué)家的心智,看出他的心無旁騖和內(nèi)心的堅(jiān)強(qiáng)定力,而這樣的基礎(chǔ)性研究同樣是極具創(chuàng)造力的,也會對人類的發(fā)展產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
雖然類似尋找“上帝粒子”這樣的基礎(chǔ)科學(xué)研究在短期內(nèi)很難帶來經(jīng)濟(jì)效益,且許多基礎(chǔ)科研成果要經(jīng)過漫長的科學(xué)實(shí)驗(yàn)才能夠得到證實(shí),但基礎(chǔ)研究是研究創(chuàng)造力和可持續(xù)發(fā)展的保障。我們應(yīng)該加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新研究。
五、中國應(yīng)加大對基礎(chǔ)研究的投入
《世界教育信息》:據(jù)我們所知,這是您第二次來中國。請問,此次來華您有何感受?若有機(jī)會,您對將來來中國工作有何想法?您是如何培養(yǎng)年輕的科學(xué)家的?您對中國物理學(xué)的發(fā)展有何建議?
弗朗索瓦·恩格勒:第一次來中國是在20年前,那時我看到的中國與當(dāng)下差距甚大,中國的飛速發(fā)展令世界矚目。高樓大廈和繁榮的物質(zhì)生活都是表象,在和人們的深入交流中,我感受到中國的發(fā)展?jié)摿?。昨日,在和華東師范大學(xué)理論物理研究所的老師們探討關(guān)于質(zhì)量起源、超對稱、超弦理論、暗物質(zhì)暗能量以及未來大加速器等問題過程中,我感受到了他們對于理論物理學(xué)研究的熱情。此外,我還和華東師范大學(xué)附屬第二中學(xué)的中學(xué)生進(jìn)行了一場對話,覺得中國的學(xué)生勤奮好學(xué),有很強(qiáng)的求知欲望,他們提的問題質(zhì)量很高而且有深度。
在培養(yǎng)年輕的科學(xué)家方面,我認(rèn)為,我們應(yīng)該多提倡歸納思維(Inductive Thinking),即利用事實(shí)真相向通常的實(shí)驗(yàn)性創(chuàng)意提供強(qiáng)有力的依據(jù),而不僅僅是教育學(xué)生演繹思維(Deductive Thinking),即集中灌輸各種有用信息的邏輯結(jié)論。歸納思維教育更容易在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場實(shí)現(xiàn),主要在于指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行有價值的觀察分析和幫助學(xué)生掌握歸納方法,而目前規(guī)?;拇髮W(xué)教育制度很難做到這一點(diǎn)。教學(xué)生真正掌握學(xué)習(xí)方法論要比純粹的知識擴(kuò)散好。教育不能忽視人類潛意識的積極作用,這直接關(guān)系到創(chuàng)意靈感,非常接近藝術(shù)創(chuàng)作。我本人非常喜歡彈鋼琴,彈古典音樂會調(diào)動身體所有協(xié)調(diào)功能及復(fù)雜的邏輯結(jié)構(gòu)與毅力,這同科學(xué)研究的規(guī)律非常相似。歸納和演繹思維為我提供了必要的科學(xué)方法基礎(chǔ),但我絕大多數(shù)的全新理念來自躺在床墊上大腦自由翱翔時產(chǎn)生的靈感。
中國在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域取得了豐碩的成果,但在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域還存在一定的“短板”,應(yīng)加大對基礎(chǔ)研究的投入力度,相信中國科學(xué)家有一天也能夠發(fā)現(xiàn)新的粒子,在這一領(lǐng)域拔得頭籌,這將是對世界科學(xué)界的偉大貢獻(xiàn)。目前,世界上最強(qiáng)大的粒子加速器是歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī),其環(huán)狀隧道有27公里長,希望中國能夠制造出周長達(dá)到100公里的加速器。如果我自己有機(jī)會來中國工作,比如在華東師范大學(xué)講學(xué),希望能推動相關(guān)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展。
編輯 張力瑋