張 輝 尹曉冬 段菲菲

(首都師范大學(xué)物理系，北京 100048)

1964年8月21～31日，北京科學(xué)討論會隆重舉行。這次大型國際學(xué)術(shù)會議，旨在聯(lián)通新中國與亞洲、非洲、拉丁美洲及大洋洲的科技文化交流，從而打破美蘇冷戰(zhàn)持續(xù)升溫所造成的學(xué)術(shù)壁壘(主要在自然科學(xué)和技術(shù)方面)。會議的主題為研討“有關(guān)爭取和維護民族獨立，發(fā)展民族經(jīng)濟和文化，改善和提高人民生活的科學(xué)問題”[1]。會議的邀請得到了四大洲地區(qū)的積極響應(yīng)，來自亞、非、拉及大洋洲共44個國家和地區(qū)的367位代表參加此次盛會，共收到了299篇論文，論題涉及自然科學(xué)和人文社會科學(xué)等各個領(lǐng)域，為各國就彼此科技發(fā)展水平增進了解，也為后來進一步的科技文化交流、協(xié)議奠定了基礎(chǔ)。

討論會的召開主要有國內(nèi)外兩方面的原因。首先，新中國力圖沖破美蘇科技封鎖，在和全世界更廣泛地建立聯(lián)系的同時，塑造獨立自主、不為附庸的社會主義國家形象。隨著1959年中蘇關(guān)系惡化，中國加強同亞、非、拉國家尤其是日本的科學(xué)交流的愿望就更為迫切。其次，世界科學(xué)工作者協(xié)會(以下簡稱“世界科協(xié)”)為了更有效地促進會員國之間的溝通與合作，繼巴黎辦事處、布拉格中心和印度中心后，于第24屆執(zhí)行理事會全體一致通過了在北京建立世界科協(xié)東亞區(qū)域中心的決議。世界科協(xié)“北京中心”的建立符合當時中國建立反帝統(tǒng)一戰(zhàn)線的政治需求，并為中國日后舉辦國際科學(xué)交流活動提供了平臺。[2]這內(nèi)外兩方面原因共同促成了1964年北京科學(xué)討論會以及后續(xù)科學(xué)交流的相繼展開。

關(guān)于討論會的籌備與召開情況，一些評述性文章[3- 6]和幾位親歷者的回憶與訪談[7- 9]已有一定的反映。本文在此基礎(chǔ)上進一步挖掘史料，試圖更為深入地敘述討論會物理天文組的組織與召開情況，并以中國物理學(xué)家的兩篇學(xué)術(shù)報告為中心，管窺本次討論會整體的交流情況，揭示20世紀60年代初期在政治風(fēng)云變幻下國際學(xué)術(shù)交流的特點，以及中國粒子物理學(xué)早期發(fā)展對當今的啟示。

1 物理天文組的籌備與組織

1964年北京科學(xué)討論會將收到的299篇論文按科目分為8個大組：理科、工科、農(nóng)科、醫(yī)科、政治法律、經(jīng)濟、哲學(xué)歷史和教育語言文學(xué)，其下又分為27個小組，物理天文組即為理科組下轄的7個小組之一。大會從各國代表中每國各推選一名代表共同組成大會主席團，直接領(lǐng)導(dǎo)本次會議的學(xué)術(shù)活動，其成員多為各國代表團團長及官員。成立主席團后，成員倡議按照論文分組成立大會科學(xué)委員會和秘書處，負責(zé)本專業(yè)的論文宣讀討論和各項學(xué)術(shù)參觀、交流活動。科學(xué)委員會成員由各國相關(guān)專業(yè)的科學(xué)家推選一人組成。論文報告會和學(xué)術(shù)討論由各國代表輪流主持[4]，突顯本次學(xué)術(shù)會議公平民主的特點(圖1)。

圖1 毛澤東同黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人接見1964年北京科學(xué)討論會主席團成員和參加這次討論會的全體科學(xué)家(1964年8月23日)[10]

物理天文分組有來自11個國家的16位外國代表參加，他們是克里斯琴森*克里斯琴森(Wibur Noman Christiansen)，澳大利亞天文學(xué)家，1959年當選為澳大利亞科學(xué)院院士，1996年當選為中國科學(xué)院外籍院士。(澳大利亞)，吳山達昂(緬甸)，西瓦倍西夫人(印尼)，阿比德(伊拉克)，坂田昌一*坂田昌一(1911～1970)，日本理論物理學(xué)家，提出“雙介子理論”(1942)和“坂田模型”(1955)。、有山兼孝*有山兼孝 (1904～1992)，日本物理學(xué)家，1977年任日中科學(xué)技術(shù)交流協(xié)會會長。、町田茂、永田忍、森田右(皆為日本)，納薩爾(黎巴嫩)，普拉特漠、約希(尼泊爾)，詹遜(新西蘭)，胡塞恩(巴基斯坦)、阮簧芳(越南)，阿伊達拉(馬里)。我國參加討論的人員共有21人，分別是來自中國科學(xué)院原子能研究所的朱洪元、何澤慧*朱洪元和何澤慧是代表。、肖健、楊楨、何祚庥、汪容、于敏、力一，物理研究所的洪朝生、李蔭遠、吳錫九、郝柏林、于淥，地球物理研究所的周志文，數(shù)學(xué)研究所的戴元本，聲學(xué)研究所的汪德昭，以及來自北京大學(xué)的高崇壽、胡寧、孫潔和北京天文臺的王綬綰、吳懷偉。

物理天文小組宣讀了外國物理學(xué)論文10篇及天文學(xué)1篇，中國物理學(xué)論文7篇及天文學(xué)1篇，另有1篇書面論文*即北京科學(xué)討論會日本物理學(xué)實行委員會核潛艇小組的《原子科學(xué)家在反對核潛艇運動中的作用》。。在會議期間共舉行了7場報告會，5次討論會，2次專業(yè)座談，以及2次少數(shù)人參加的哲學(xué)方法討論會，還組織參觀了中國科學(xué)院物理研究所，北京大學(xué)物理系和技術(shù)物理系，中國科學(xué)院原子能研究所一部和二部等研究機構(gòu)和高校。大會閉幕后，在9月1日又舉行了一次座談會，討論大會之后進一步加強交流合作的相關(guān)事宜。

中國作為這次科學(xué)討論會的東道主，力求在會上展現(xiàn)最為優(yōu)秀的科研成果，因此在報告論文的選擇上規(guī)定了嚴格標準。中國代表團*由以張勁夫為組長，張致祥、范長江為副組長的12人組成，直接負責(zé)代表團參與討論會的各項事宜。領(lǐng)導(dǎo)小組在會議的籌備階段就提出了對中國方面論文選拔的基本原則：

北京科學(xué)討論會的論文分為兩類，一是社會科學(xué)論文，一是自然科學(xué)論文。社會科學(xué)論文由中宣部和中國科學(xué)院哲學(xué)社會科學(xué)部負責(zé)準備，自然科學(xué)論文方面，除全面的專題報告由全國科協(xié)負責(zé)準備外，一切學(xué)術(shù)論文由各部學(xué)會負責(zé)準備。已發(fā)表過的論文，凡是在國外學(xué)術(shù)會議或在對外交換的學(xué)報上發(fā)表過的論文不能再提到科學(xué)討論會上原文宣讀。但若經(jīng)過系統(tǒng)分析并有新的創(chuàng)造性內(nèi)容，則可引用已發(fā)表過的成果。另外，凡在國內(nèi)學(xué)術(shù)會議或年會上宣讀過或是在國內(nèi)發(fā)行(不出國)的學(xué)報上發(fā)表過的論文均可以采用。論文水平要高，寧缺毋濫。但又要照顧亞、非、拉地區(qū)的科學(xué)水平。也要針對地區(qū)的特點，做到既保持學(xué)術(shù)論文的規(guī)格，又能注意論文的主要精神能使各國科學(xué)家都能理解。論文字數(shù)：一般論文本文不超過一萬字，論文摘要要求在五百至一千字。1月15日以前要求各學(xué)會把初步考慮好的論文題目報送給科協(xié)。[11]

中國的論文選拔工作是從1963年年底開始的，當時就對論文的內(nèi)容、篇幅、 提交日期等都做了具體要求。基于以上原則，在物理學(xué)方面，據(jù)戴元本和高崇壽的回憶，通過物理學(xué)界同行評議，最初確定的報告有兩個。首先確定的是來自中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所戴元本的《高度奇異位勢和一類非定域位勢的Regge極點》，因其最鍥合當時粒子物理學(xué)的國際研究熱點。之后在籌備過程中得知坂田昌一要作為日本代表團團長出席會議，因其關(guān)于對稱性的研究在國際上享有盛譽，作為響應(yīng)中國方面則安排了北京大學(xué)物理系高崇壽的《SU(3)群八重態(tài)理論和強相互作用粒子的分類》*據(jù)尹曉冬等于2012年8月25日對戴元本的訪談，及2014年1月17日對高崇壽的訪談。。在討論會開始之前又增加了5個來自原子能研究所的報告，分別是《應(yīng)用飛行時間方法測量快中子散射能譜》、《高能宇宙線粒子與石蠟核作用的角分布》、《原子核在短程力作用下的相干效應(yīng)》、《C12(d，P)C13，Ca40(d，P)Ca41基態(tài)削裂反應(yīng)》和《原子束儀》，因而中國在物理學(xué)方面一共提交了7個報告。

2 中方報告概況及國內(nèi)外相關(guān)研究背景

20世紀五六十年代基本粒子理論是世界物理學(xué)研究的風(fēng)尚，中國國內(nèi)的研究重鎮(zhèn)正是中國科學(xué)院原子能研究所、數(shù)學(xué)研究所以及北京大學(xué)物理系([12]，100頁)，所選的7篇報告正出自三家，代表了不同研究方向的國內(nèi)最高水平，其中前兩篇報告尤其和世界粒子理論研究的前沿接軌，引起了與會代表的廣泛熱議。

回顧世界粒子物理學(xué)的發(fā)展，20世紀40年代末量子電動力學(xué)(以下簡稱QED)的成功為粒子物理學(xué)家?guī)砹艘粫r的興奮，但很快粒子物理即陷入新的窘境中。在弱相互作用方面，曾在解決QED諸多問題中大獲成功的重正化(Renormalization)方法*用一些物理量(質(zhì)量、電荷)重新解釋量子場論中無窮大量的方法，使理論計算得以順利進行。是否具有可重正化性(Renormalizability)后來成為物理理論成功與否的基本判據(jù)。在四費米子理論 (four-fermion theory)*四費米子作用理論認為，弱相互作用是弱流與弱流的直接相互作用。每一個弱流由正反兩個費米子構(gòu)成，因此是四個費米子的相互作用。中宣告失效，后者在最低級近似下并無問題，但一推進到下一級近似就會遇到無法消除的無窮大，因而無法描述高能物理。強相互作用方面，早在1935年便已提出的湯川理論 (Yukawa theory)*即湯川型耦合，1935年由湯川秀樹提出。描述的是玻色場和費米流之間的相互作用。雖然可重正化，但由于相互作用很強，微擾理論變得毫無用處，因此無法用來做任何現(xiàn)實的計算，之后類似的強相互作用量子場論也盡皆如此，([13]，5頁)既無法進行可靠的定量預(yù)測也無法對實驗數(shù)據(jù)做出有效解釋。(圖2)

因此，在20世紀50年代中期，場論方法用于處理弱相互作用和強相互作用都不被看好([14]，56頁)，相較之下，強相互作用因為基本理論的缺失，危機顯得更為深重。*直到20世紀70年代量子色動力學(xué)(QCD)的建立，才能更根本地理解強相互作用。

圖2 20世紀50年代基本粒子物理學(xué)的困境

出于不同的應(yīng)對策略，理論物理學(xué)家大致分為兩派，即徑向物理學(xué)家 (radial physicists) 和角向物理學(xué)家 (azimuthal physicists)。前者主攻強相互作用動力學(xué)，很少涉及弱相互作用。這一陣營中一些物理學(xué)家試圖只運用普遍原理來構(gòu)建理論，色散關(guān)系及 Regge 極點展開是頗為熱門的嘗試。他們希望最終能為強相互作用構(gòu)建一個完全脫離量子場論的純 S 矩陣理論。后者則相對謹慎，他們的原則是不試圖去理解強相互作用的動力學(xué)，而是轉(zhuǎn)向?qū)ΨQ性原理。([13]，6頁)戴元本關(guān)于Regge極點的理論探索和高崇壽關(guān)于SU(3)群八重態(tài)理論的拓展研究分別對應(yīng)這兩派世界主流的研究方向(詳下)。

其余5篇報告皆來自原子能研究所(前身是于1950年成立的中國科學(xué)院近代物理研究所)*中國科學(xué)院近代物理研究所于1950年5月19日成立，由原南京中央研究院物理研究所原子核物理部分與北平研究院原子學(xué)研究所合并而成。。1956年4月《1956—1967年全國科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠景規(guī)劃》把原子能和平利用列為全國六大重點科研任務(wù)之一，同時在原子能科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中明確了除了要建造重水反應(yīng)堆和回旋加速器外，還應(yīng)該在低能核物理、宇宙線、高能物理、放射化學(xué)、輻射化學(xué)、同位素制備等研究領(lǐng)域中作一些安排的目標。1958年7月1日，經(jīng)二機部和中國科學(xué)院批準，近代物理研究所正式更名為“中國科學(xué)院原子能研究所”。原子能研究所在1958～1959年間，先后在中子飛行時間譜儀、電子直線加速器、核潛艇動力堆、受控核聚變、基本粒子等領(lǐng)域的研究中有所突破，取得了一系列的重要成果。[15]

正當原子能研究所準備進一步開展原子能科學(xué)研究的時候，中蘇兩國關(guān)系急轉(zhuǎn)直下，1959～1960年蘇聯(lián)停止對中國的科學(xué)援助*1959年蘇聯(lián)拒絕向中國提供原子彈教學(xué)模型和技術(shù)材料，1960年將在中國的全部蘇聯(lián)專家撤回，當時正在進行的項目都被迫中斷了。。在這一段艱難時期，原子能研究所雖然將重點放在了與原子彈有關(guān)的研究工作上，但仍沒有松懈基礎(chǔ)研究，在力所能及的條件下也做出了一些成績。1963年建成并投入使用了2.5兆電子伏的質(zhì)子靜電加速器，同時所里自行研制的30兆電子伏電子直線加速器也于同年正式建成，這兩項工作為核物理工作創(chuàng)造了良好的實驗條件。在宇宙線方面，由張文裕倡議、肖健具體負責(zé)的大云霧室也于1965年順利建成，成為了當時世界上為數(shù)不多的最先進的宇宙線高山實驗室之一。在中子物理方面，在毫米微秒(3～5毫微秒)脈沖束型飛行時間譜儀的建立后，在若干核上進行了中子散射能譜測量，這項工作能達到的精度接近當時的國際水平。原子能研究所為本次討論會準備的5篇報告即大致涵蓋了這些方面的成績與經(jīng)驗。

其中，分別由肖健和姜承烈報告的《宇宙射線粒子與石蠟核作用的角分布》和《C12(d，p)，C13，Ca40(d，p)Ca41基態(tài)削列反應(yīng)》以及戴元本和高崇壽的研究得到坂田昌一的高度贊揚，稱之為“涉及當前國際物理學(xué)界研究的尖端問題，而且達到了國際第一流的水平”[16]。宇宙射線方面的研究作為原子能研究所建所初期就確定為四大方向之一，即使在承擔(dān)兩彈任務(wù)的時期，相關(guān)項目亦未停止。肖健于 1944年從西南聯(lián)合大學(xué)物理系畢業(yè)后，前往美國加州理工學(xué)院研究院物理系學(xué)習(xí)，師從諾貝爾獎得主安德森(C. D. Anderson，1905～1991)，參與了用磁云室在海拔24米和3200米搜尋奇異粒子的研究*分別找到6個和24個，并初步測出它們的質(zhì)量和壽命。。1948年肖健獲得碩士學(xué)位后留校任助教。1950年肖健回國到原子能研究所(當時還是近代物理研究所)從事宇宙線粒子的物理研究工作。討論會報告的是肖健帶領(lǐng)況浩懷和王世偉等研究的新近成果。

1955年巴特勒(C. Butler，1922～1999)利用削裂反應(yīng)理論在解釋(d，P)和(d，n)反應(yīng)角分布方面獲得了很大成功，引起以此法研究核能譜的風(fēng)尚。原子能研究所的毛振麟、姜承烈、余泮水、梁文學(xué)、程業(yè)浩等在趙忠堯的帶領(lǐng)下也開始關(guān)于削裂反應(yīng)理論的研究，《C12(d，p)，C13，Ca40(d，p)Ca41的基態(tài)削列反應(yīng)》是他們當時最新成果，以姜承烈為代表在討論會報告。

3 戴元本對雷其極點(Regge Pole)的研究

戴元本，1928年生于江蘇南京，1952年本科畢業(yè)于南京大學(xué)物理系，后執(zhí)教于南京工學(xué)院，1958年考入中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所，在理論物理研究室主任張宗燧*張宗燧(1915～1969)，中國科學(xué)院院士，理論物理學(xué)家。門下攻讀研究生，成為其真正意義上的第一個弟子*嚴格來說張宗燧招收的第一個研究生是于敏(1926～)，但不久即因張宗燧生病轉(zhuǎn)入胡寧門下。，1961年畢業(yè)后即留所從事科研工作。張宗燧早年留學(xué)英國劍橋大學(xué)，師從福勒(Ralph Fowler)，主攻統(tǒng)計物理，后在玻爾(Niels Bohr)、泡利(Wolfgang E. Pauli)、狄拉克(Paul Dirac)等量子力學(xué)大師的影響下進行量子場論研究([17]，343頁)，其利用高超的數(shù)學(xué)技巧解析物理理論問題的學(xué)術(shù)風(fēng)格對戴元本產(chǎn)生了很深的影響。然而在科研選題方面，戴元本卻與導(dǎo)師大異其趣，沒有緊跟其進行微擾展開的解析性和色散關(guān)系方面的研究，而是選擇了雷其極點(Regge Pole)這個當時國際理論粒子物理的研究熱點。認識到關(guān)于雷其極點的研究對數(shù)學(xué)功底要求很高且需要大量計算，戴元本找到了同在數(shù)學(xué)所的周龍驤*周龍驤(1938～)，中國計算機軟件專家。進行合作研究，后者在早年求學(xué)階段即表現(xiàn)出了很高的數(shù)學(xué)天分。自 1963 年至 1965 年，兩人先后在《物理學(xué)報》和《中國科學(xué)》上合作發(fā)表了有關(guān)雷其極點的十幾篇文章，并由戴元本在 1964 年北京討論會上將他們的研究成果進行報告。

所謂雷其極點是源于圖利奧·雷吉(Tullio Regge)*圖利奧·雷吉(1931～2014)，意大利理論物理學(xué)家。在1959年發(fā)表的一篇處理非相對論勢散射的論文，他通過研究發(fā)現(xiàn)了勢散射振幅對角動量的解析性質(zhì)，某些極點的位置可以表征能量函數(shù)的變化，亦即雷其極點決定了低能振幅在動量傳遞趨于無窮大時的漸近行為[18]，從而“找到了能夠成功描述用其它模型不能表示的量子力學(xué)特性的數(shù)學(xué)工具?！盵19]其研究甫一面世，雷其極點就成為了理論物理研究中的熱點問題，其重要意義在于粒子物理學(xué)對散射輻射場描寫的突破。20世紀50年代，一些物理學(xué)家認識到某些量子力學(xué)特性，既不能用衍射模型也不能用半經(jīng)典近似描寫，雖然在某些散射過程的光學(xué)模型參數(shù)化的方式里隱含著這些特性，但是還需要以更加確切的方式來描述它們。雷其極點理論不僅對某些彈性散射數(shù)據(jù)的解釋有幫助，而且對非彈性(轉(zhuǎn)移)反應(yīng)和反應(yīng)機制本身的了解也很有裨益。該理論使深入研究散射輻射場成為可能，同時也拓寬了物理學(xué)家的研究視野。Geoffrey Foucar Chew*Geoffrey Foucar Chew(1924～)，美國理論物理學(xué)家。和Steven C. Frautschi*Steven C. Frautschi(1933～)，美國理論物理學(xué)家。對將雷其極點理論外推到相對論散射進行嘗試，提出粒子陷入雷其直線軌跡具有相應(yīng)于角動量為整數(shù)和半整數(shù)值的特定的狀態(tài)。[20]戴元本則聚焦高奇異位勢及非定域位勢的雷其極點的方向，與周龍驤合作研究，得出了在高奇異位勢下由于雷杰極點的分布不同而導(dǎo)致散射振幅高能漸近行為不同的結(jié)論。[21]

雷其極點最初的啟示源自位勢，這與量子力學(xué)里的位勢散射可以建立一定的聯(lián)系，而要研究場論中散射振幅的漸近行為必須從一個更加具體的理論出發(fā)。戴元本等人想到研究微擾理論振幅的漸近性質(zhì)是一個途徑，此外由于很大一類場論中的相互作用可以用一個等效的位勢來代替，這樣對位勢散射就可以做更細致的研究，這對了解場論來說有積極的意義。一般來說，等效位勢是非定域而且與能量相關(guān)，但是非定域位勢除可分離的情形之外在當時國內(nèi)外乏人問津，所以戴元本立即確定了這一研究方向。(圖3)

圖3 戴元本對雷其極點的研究起源

戴元本報告后與會代表展開了討論，尤其是中日兩國的物理學(xué)家針對這一研究展開熱議。町田茂首先提出了質(zhì)疑，他表示如果按照報告中所提到的研究的位勢是有高度奇異性的，一旦這種奇異性是吸引力的話，那么會出現(xiàn)塌陷的情況，至于后面的所謂雷其極點描述也就沒有什么意義了。戴元本當即回應(yīng)，他們所做研究工作是基于排斥力的，所以不適用于吸引力那種塌陷的情況*據(jù)2012年8月25日尹曉冬等對戴元本訪談。。為了更好地進行國際交流，戴元本用英文報告，會后的討論則是由戴元本用中文，由胡寧*胡寧(1916～1997)，中國科學(xué)院院士，著名理論物理學(xué)家。用英文來翻譯。胡寧對戴元本的工作比較了解，在翻譯的時候?qū)Υ髟镜幕卮鹱隽搜a充說明*據(jù)2012年8月25日尹曉冬等對戴元本訪談。。此外，坂田昌一提出雷其極點的工作的意義問題。本來是針對戴元本發(fā)問，但由于這是一個大問題，最后大家便一起參與討論。坂田昌一認為，雖然從當時的國際情況來看雷其極點還是一個熱點問題，而且戴元本等人的工作也達到了雷其極點研究的國際水平，非常有意義，但是從長遠的角度來看，他并不贊成這個研究方向，他認為這個方向以后的發(fā)展空間不是很大*據(jù)2012年8月25日尹曉冬等對戴元本訪談。。這一看法頗有見地也足夠坦誠，戴元本也表示贊同。從之后的研究情況上來看，無論是在國際上還是中國，在雷其極點這個總的研究方向上的收獲并不是很大。

即便雷其極點之后的發(fā)展前景黯淡，戴元本等人的研究成果在當時的確具有高水平。縱然當時中國的科研環(huán)境與國際交流相對閉塞，科研成果很難被外國學(xué)者看到，戴元本等人的工作還是得到了一些外國學(xué)者的響應(yīng)和認可。1964年美國物理學(xué)家牛頓(R. G. Newton)在其研究非相對論量子力學(xué)的專著[26]，以及1975年美國匹茲堡大學(xué)的物理學(xué)家在進行計算低能原子散射的工作中都引用了戴元本發(fā)表在《中國科學(xué)》上的文章[27]。在處理強吸引力情況下的原子散射問題時，雖然和戴元本等人研究的排斥力情況不同，但是他們研究的也是奇異位勢的情況，因而采用了戴元本的計算方法。當時中國學(xué)者的研究成果能夠得到外國學(xué)者的引用是很少見的，這可以證明戴元本等人研究成果的影響力。

4 高崇壽對粒子對稱性的研究

高崇壽，1934年出生于北京，1953年進入北京大學(xué)物理系物理專業(yè)學(xué)習(xí)，1958年畢業(yè)后留在北京大學(xué)任教，1960年4月?lián)伪本┐髮W(xué)物理系理論物理教研室副主任*北京大學(xué)物理系理論物理教研室成立于1953年，是1984年成立的北京大學(xué)理論物理研究所的前身。當時理論物理教研室主任是王竹溪教授，高崇壽主要協(xié)助王竹溪領(lǐng)導(dǎo)和組織理論物理方面的教學(xué)和科研。。當時的理論物理研究室主要有四個研究方向：由室主任王竹溪*王竹溪(1911～1983)，物理學(xué)家、教育家，中國熱力學(xué)統(tǒng)計物理研究開拓者。領(lǐng)導(dǎo)的熱力學(xué)和統(tǒng)計物理理論研究，由楊立銘*楊立銘(1919～)，理論物理學(xué)家，中國科學(xué)院院士。領(lǐng)導(dǎo)的原子核結(jié)構(gòu)理論研究，由褚圣麟*褚圣麟(1905～2002)，物理學(xué)家、教育家。領(lǐng)導(dǎo)的宇宙線物理研究，以及由胡寧和周光召*周光召(1929～)，理論物理學(xué)家，“兩彈元勛”獲得者，中國科學(xué)院院士。1987～1997年擔(dān)任中國科學(xué)院院長。領(lǐng)導(dǎo)的基本粒子理論和量子場論方面的研究。在基本粒子研究方面，1959年以后的主要研究方向為基本粒子的弱相互作用理論、強相互作用動力學(xué)的解析理論、雷其極點理論、基本粒子的對稱性和分類、強相互作用動力學(xué)和強子結(jié)構(gòu)理論等[28]。

物理學(xué)家早已注意到自然界的對稱性，例如時間、空間對稱性等，直到諾特定理(Noether’s theorem)*理論物理的中心結(jié)果之一，表達了連續(xù)對稱性和守恒定律的一一對應(yīng)。提出后，使得對稱性與守恒定律聯(lián)系在一起。到20世紀60年代已知的對稱性原理有很多種，盡管大多是近似性的，例如1936年發(fā)現(xiàn)的的同位旋對稱性*中子和質(zhì)子除具有電荷不同外其他性質(zhì)都相同，因此去除電磁相互作用后具有變換不變性，即同位旋SU(2)對稱性。更廣泛的，所謂同位旋對稱性，即強相互作用在同位旋空間(一種抽象的三維歐氏空間)中的轉(zhuǎn)動下具有不變性。。隨著20世紀中葉一批具有1/2自旋的重子被確認，證明了同位旋是對所有強相互作用粒子分類的一種成功指導(dǎo)，但一些特殊的多重態(tài)的存在和重子態(tài)的質(zhì)量仍然無法有效解釋[29]。坂田昌一于1955年提出坂田模型，認為所有的強子都由P、n、Λ及其反粒子構(gòu)成。1959年，小川修三等日本物理學(xué)家在此基礎(chǔ)上提出SU(3)群作為強相互作用粒子的對稱性，將P、n、Λ安排成為一個三重表示*與SU(2)對稱性相類似，在一個由一定數(shù)量的基礎(chǔ)粒子所組成的復(fù)合粒子中把一些粒子如P (質(zhì)子)換成n (中子)或Λ超子, 所得到的新復(fù)合粒子和原來的粒子的性質(zhì)也將是大致相同。這樣在三種基礎(chǔ)粒子的相互交換下的不變性質(zhì), 稱為SU(3)對稱性。。π、K和一個當時尚未發(fā)現(xiàn)的第八個介子(現(xiàn)稱為η)都由P、n、Λ及其反粒子構(gòu)成組成，形成一個八重態(tài)[29]。坂田模型及其后續(xù)升級版本可以對介子進行分類，解釋介子的質(zhì)量、自旋、宇稱等性質(zhì)，但在用于解釋其他類型重子時并不成功[30]。

默里·蓋爾曼(Murray Gell-Mann)*Murray Gell-Mann(1929～)，美國物理學(xué)家，1969年因其對基本粒子的分類及其相互作用的研究獲得諾貝爾物理學(xué)獎。多年探索包含同位旋且可以將重子統(tǒng)一的更高對稱性，終于在1961年提出八重法(Eightfold Way)*Eightfold Way是用于對強子進行分類的么正對稱性方案。1962年以色列物理學(xué)家尼曼(Y. Ne’emann)也獨立地提出了八重法。。蓋爾曼不再將P、n、Λ視為基本粒子，而是將它們與三個Σ超子，兩個Ξ超子共同構(gòu)成一個“超多重態(tài)”，認為SU(3)八重態(tài)是表示自旋為1/2的態(tài)N、Λ、Σ、Ξ的最佳途徑[31]。1962年蓋爾曼根據(jù)SU(3)群的一個表示所填充的十重態(tài)和質(zhì)量公式，在歐洲核子研究中心的會議上預(yù)言了電荷數(shù)為-1、奇異數(shù)為-3、自旋為3/2的Ω-粒子的存在，并給出其質(zhì)量和衰變模式。1964年Ω-粒子被實驗發(fā)現(xiàn)，驗證了理論預(yù)言，有力地支持了SU(3)八重態(tài)理論。1964年蓋爾曼在坂田模型和八重法基礎(chǔ)上進一步提出了夸克模型。

1962年高崇壽開始跟隨周光召進行粒子理論的研究*據(jù)2014年1月17日尹曉冬等對高崇壽的訪談可知，高崇壽是在周光召的指導(dǎo)下做研究，但并不是周光召的學(xué)生，而是胡寧的學(xué)生。，首先從研究強子的對稱性理論和強子的分類開始，對當時新發(fā)現(xiàn)的強子的性質(zhì)進行系統(tǒng)的分析。高崇壽在1963～1964年間提出了贗標介子*自旋宇稱Jp=0-的一類介子，π、κ、η等皆是。和矢量介子*自旋宇稱Jp=1-的一類介子，ρ、ω、φ等皆是。質(zhì)量之間的平方等距關(guān)系，從這個關(guān)系可以推廣出介子的質(zhì)量分裂參數(shù)與自旋宇稱無關(guān)，并以此為據(jù)對已發(fā)現(xiàn)的大量介子在SU(3)八重法理論的基礎(chǔ)上進行分類，這個平方等距關(guān)系對以后探索強子結(jié)構(gòu)模型的動力機理提供了重要啟示[32]。

最后高崇壽總結(jié)出以下幾點結(jié)論：首先，幾乎所有介子都能按SU(3)群分類；其次，在討論介子的時候b=常數(shù)時很好成立；第三，可能存在兩類介子具有相同的自旋宇稱，它們相互的距離*對于贗標介子和矢量介子，在實驗誤差范圍內(nèi)，這兩個“距離”完全相等。是普適常數(shù)d=0.918(BeV)；最后，重子情況復(fù)雜，尚不能做出肯定結(jié)論。(圖4)

圖4 高崇壽關(guān)于SU(3)群八重態(tài)理論的研究

北京科學(xué)討論會上高崇壽用中文作了報告，由胡寧翻譯成英文*據(jù)2014年1月17日尹曉冬等對高崇壽的訪談。。包括坂田昌一在內(nèi)的日本物理學(xué)家聽得都非常認真，報告引起了不小反響。除了坂田昌一以外*據(jù)2014年1月17日尹曉冬等對高崇壽的訪談，坂田昌一苦于英語不佳，只能用日語交流，所以不方便發(fā)言。，幾位日本年輕學(xué)者都發(fā)表了自己的意見，認為高崇壽的報告水平很高，坦言跟日本的研究水平不分伯仲。另據(jù)關(guān)洪的文章，“胡寧先生還同我們講過，當他那次同坂田見面的時候，坂田還固守著他原來的模型， 對我們已經(jīng)在SU(3)群‘八重法’和夸克模型的方向上做研究感到十分吃驚?！?[12]，101頁)

高崇壽對SU(3)群八重態(tài)的實驗研究是在蓋爾曼等人研究成果的基礎(chǔ)上對國際前沿理論進行消化吸收，并將之應(yīng)用于新發(fā)現(xiàn)的介子共振態(tài)分類，驗證理論的同時在一些個別問題上予以拓展完善，從而取得了較大成就。當然，他的成功是和其團隊通力協(xié)作積極進取的學(xué)術(shù)氛圍分不開的，在1963年前后大約一年半的時間里，北京大學(xué)基本粒子理論組十二三個研究人員(包括研究生)發(fā)表或準備發(fā)表30多篇論文，大多集中在基本粒子對稱性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面[30]，這一數(shù)字也令坂田昌一乃至世界同儕頗感吃驚。

5 學(xué)術(shù)交流

報告宣讀和討論之外，物理天文組的與會代表還參觀了中國科學(xué)院物理研究所、北京大學(xué)物理系和技術(shù)物理系、中國科學(xué)院原子能研究所。

在小組的專業(yè)參觀中，日本物理學(xué)家坂田昌一和有山兼孝都是第二次訪問中國*坂田昌一1956年5月首次訪華，有山兼孝1957年5～6月首次訪華。，多次感嘆八年來中國科學(xué)的快速發(fā)展，尤其是看到了許多重要儀器都是中國自制的更是給予了高度贊揚。日本代表團有61位不同領(lǐng)域的專家參加本次討論會，坂田昌一任團長，在不同場合多次盛贊討論會召開的意義*后在日本《自然》雜志發(fā)表《北京科學(xué)會議的意義》一文。和取得的成績，堅決支持中國反帝反修反殖民的立場，并主張將之貫徹到學(xué)術(shù)研究內(nèi)部[35]。特別是毛澤東“物質(zhì)無限可分”思想和坂田昌一“基本粒子可分”的思想產(chǎn)生共鳴，在討論會期間更是激向高潮， 促成了“北京基本粒子組”的成立?！氨本┗玖Ｗ咏M”放眼國際前沿的粒子物理問題，在不足兩年的時間里建立了強子結(jié)構(gòu)的“層子模型”。[36]尼泊爾的約希在參觀原子能研究所后說，他參觀過印度孟買的一個原子核研究所，規(guī)模大小差不多，不過印度的儀器是美國和英國造的；在看到原子能所自制的乳膠后，約希還表示尼泊爾是一個高山國家，適宜做宇宙線研究，希望原子能所能在儀器和材料上幫助他們。

在物理天文小組的學(xué)術(shù)活動結(jié)束后，日本物理學(xué)家與中國物理學(xué)家就以后的中日學(xué)術(shù)交流問題進行了協(xié)商。日方提出想了解中國原子能方面的研究情況，包括研究機構(gòu)、設(shè)備、人員等，森田右在這個問題上詢問得特別仔細，永田忍表示他們想回到日本后向日本原子核物理學(xué)界介紹中國的情況，以便后續(xù)的交流與合作。事實上日本科技界早在20世紀50年代就開始了和中國的科學(xué)交流與合作，通過這次討論會的延續(xù)，兩國對一些具體的學(xué)術(shù)交流問題進行了協(xié)商，最終達成了五點合作共識。其中，繼續(xù)互派大型的物理學(xué)家代表團訪問雙方毫無異議，得到了特別強調(diào)。

除了日本物理學(xué)家外，其他國家的學(xué)者也紛紛表示想在自己國內(nèi)開展一些與中國和日本研究方向一致的工作，但是就開展條件和資金來說還是存在很多困難。越南代表阮璜芳表示希望中國派專家?guī)椭侥辖⒕C合性的物理研究所。一位來自非洲的代表說他本人在法國學(xué)習(xí)了8年物理，本想回國后繼續(xù)做科研，但是缺乏實驗條件，而且也沒有相應(yīng)的研究機構(gòu)和團隊，最后只能在一家學(xué)校擔(dān)任校長?？梢姰敃r在亞、非地區(qū)大部分國家是缺乏科研條件的。

此外，各國之間的科學(xué)資料交換和共享也成為了會議的一大亮點。各國代表對這一點都很滿意，他們認為在會上的學(xué)術(shù)交流畢竟是有限的，有了后續(xù)學(xué)術(shù)資料的互換，可以及時了解各國的研究狀況，以便在以后的研究中可以有進一步的交流與合作。在物理學(xué)方面，外國代表和中國科學(xué)院原子能研究所、物理研究所及北京大學(xué)等科研機構(gòu)進行了許多的學(xué)術(shù)資料交換和共享，其中包括中國出版的《原子物理學(xué)》、《場的量子理論》、《原子能論文集》、1964年《物理學(xué)報》等文獻資料，還有計數(shù)管、熒光板、乳膠探測儀、晶體三極管、光譜純碳電極等實驗儀器和材料。

6 結(jié) 語

1964年北京科學(xué)討論會是新中國成立后舉辦的重大國際學(xué)術(shù)會議，雖然被賦予了反對帝國主義和殖民主義的政治內(nèi)涵，負載了當時中國的內(nèi)外政策和意識形態(tài)[7]，所邀請的國家也以政治認同為首要標準，但是作為科學(xué)討論會，又因經(jīng)過精心籌備和積極活動，還是取得了多方面收獲。

在溝通國際科學(xué)交流方面，討論會在很大程度上增進了與會各國的學(xué)術(shù)交流，幫助了亞、非的科技落后國家，極大地鼓舞了國內(nèi)科技界士氣的同時，也在世界人民面前樹立了中國科技發(fā)展的嶄新面貌，為后續(xù)的科技研發(fā)與交流協(xié)作打下基礎(chǔ)。討論會結(jié)束的同時，在北京成立了四大洲科學(xué)通訊聯(lián)絡(luò)組。在之后的兩年中*由于1966年“文化大革命”的爆發(fā)，北京的四大洲科學(xué)通訊聯(lián)絡(luò)組被撤銷，相關(guān)工作轉(zhuǎn)由日本方面負責(zé)，以至于計劃1968年召開的第二次北京科學(xué)討論會幾經(jīng)延期，終至擱淺。，聯(lián)絡(luò)組對各國科學(xué)界的溝通發(fā)揮了重要作用，使相關(guān)學(xué)術(shù)刊物得以及時出版和交換。更重要的是這次討論會直接促成了1966年7月23日至31日北京暑期物理討論會的召開，其聲勢與影響堪比1964年的第二次四大洲科學(xué)盛會。

通過討論會中的物理報告，可看出新中國成立最初的十幾年，中國物理學(xué)家們在政治運動風(fēng)云變幻的年代，不畏基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)狀，艱苦奮斗，勇闖世界前沿，讓鄰邦驚嘆，為后繼者在更大的壓力和挑戰(zhàn)面前樹立了學(xué)術(shù)傳統(tǒng)，也積聚了精神力量。戴元本和高崇壽分別作為中國當代粒子物理大師張宗燧和胡寧的嫡傳弟子，正是從這次討論會嶄露頭角，繼而成長為中國粒子物理學(xué)承上啟下的中堅力量，對于“文革”十年浩劫后第三代粒子物理學(xué)家的培養(yǎng)功不可沒([17]，329～342頁)。戴元本等對雷其極點的研究曾一度與世界接軌，證明了中國的學(xué)術(shù)水準；高崇壽等對粒子對稱性的研究也為后來層子模型的攻堅奠定了實驗基礎(chǔ)。二者的成功表明，20世紀五十六年代中國粒子物理學(xué)界對世界先進粒子理論和前沿?zé)狳c問題具有敏銳的嗅覺，可以迅速做出反應(yīng)，消化吸納并應(yīng)用于具體問題的研究中，也取得了一定成果，甚至于對某些理論的細節(jié)進行完善與拓展。

然而，正當中國粒子物理學(xué)意欲扶搖直上時，十年“文革”動蕩卻殘酷地斬斷其羽翼*“文革”期間中國粒子物理研究大多停滯，1969年粒子物理學(xué)家張宗燧含冤自殺。隨著20世紀70年代量子色動力學(xué)的完善，層子模型已無用武之地。。時間不可倒流，歷史不容假設(shè)，唏噓憑吊之余，將目光拉至50年后的今天，我們更應(yīng)該從歷史中汲取成功的經(jīng)驗和振奮的力量，警醒根固的暗礁和涌動的潛流，勇于挑戰(zhàn)世界科技難題，敢于響應(yīng)時代的機遇，擔(dān)負起科技大國所應(yīng)扮演的角色與責(zé)任。

附錄

理組物理天文小組的論文報告目錄

致謝特別感謝戴元本院士和高崇壽教授接受我們的訪談，以及對我們工作所給予的大力支持。

1 亞非拉和大洋洲二十二國科學(xué)家在京舉行籌備會決定明年在北京舉行科學(xué)討論會 各國科學(xué)家將緊密團結(jié)促進這些地區(qū)科學(xué)文化事業(yè)的發(fā)展[N]. 人民日報, 1963- 10- 01: 4.

2 成立“北京中心”和舉行1964年北京科學(xué)討論會的經(jīng)過[R]. 1965年3月. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會檔案, G58- 015- 0062- 0016.

3 1964年北京科學(xué)討論會[J]. 金屬學(xué)報, 1964, 7(4): 453～454.

4 土木工程學(xué)報編輯部. 世界科學(xué)史上的空前盛舉——一九六四年北京科學(xué)討論會[J]. 土木工程學(xué)報, 1964, (5): 3～4.

5 陳翰伯. 世界科學(xué)史的光輝篇章[J]. 世界知識, 1964, (18): 12～15.

6 第一次舉辦的國際科學(xué)討論會[J]. 科技潮, 2002, (8): 33.

7 熊衛(wèi)民. 在科學(xué)與政治之間: 1964年的北京科學(xué)討論會 薛攀皋先生訪談錄[J]. 科學(xué)文化評論, 2008, (2): 58～70 .

8 張九辰. 希夏邦馬峰考察與“北京科學(xué)討論會”——施雅風(fēng)院士訪談錄[J]. 中國科技史雜志, 2007: 28(2): 165～172 .

9 顧邁男. 訪建筑史學(xué)宗師梁思成——回顧我的記者生涯(二)[J]. 新聞愛好者, 2007, (3): 5.

10 毛澤東主席同黨和國家其他領(lǐng)導(dǎo)人 接見北京科學(xué)討論會的全體科學(xué)家[N] . 人民日報, 1964- 08- 24: 1 .

11 世界科協(xié)北京中心工作簡報(第3期). 1963年12月. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會檔案, G58- 015- 0096- 0001.

12 關(guān)洪. 層子模型前后——關(guān)于聲稱以馬克思主義哲學(xué)指導(dǎo)物理學(xué)研究的一個案例分析[J]. 自然辯證法通訊, 2006, 25(2): 97～103, 85, 112.

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34 高崇壽. SU3群八重態(tài)理論和強相互作用粒子的分類[C]//一九六四年北京科學(xué)討論會論文集6 物理學(xué)部分. 北京: 北京科學(xué)討論會, 1964.

35 日本代表團團長坂田昌一教授的致辭[N]. 人民日報, 1964- 08- 22: 6.

36 劉金巖, 張柏春, 吳岳良. 坂田昌一與中國科學(xué)家及毛澤東的交往[J]. 自然科學(xué)史研究, 2015, 34(1): 39～60.