一部浮夸的科学家传记

-评刘海军《束星北档案》

 

(中山大学物理系, 广州 510275

 

作家出版社于2005年初出版了一位记者刘海军写的一部“传记文学”:《束星北档案-一个天才物理学家的命运》[1](以下简称《档案》),引起了广泛的注意,最近还评上了一个科普图书奖。本文讨论《档案》里所述主人公作为一位物理学家的工作和成就,以及与其他一些物理学家的交往。本文作者认为其中存在着严重的浮夸:浮者指内容不实,夸者指评价过度。

至于书中记述的束星北教授从二十世纪五十年代到七十年代受到过的政治上的不公正待遇以及相关的一些情况,确实具有深刻的社会意义。他的人格应当受到尊重,他的命运也很值得同情。但那基本上同物理学没有多大的直接关系,不属于本文所要谈论的范围。

 

    一位难得的启蒙老师

李政道教授在为《档案》写的序言里说:“束老师帮助我建立了我对整体物理的认识、了解和自信,使我一生受益。”他又说,他年轻时有幸得到三位老师的指导和帮助:“束星北老师的启蒙,吴大猷老师的教育及栽培和费米老师的正规专业锻炼都直接地影响和造成我以后的工作和成果。”

我觉得,李政道关于他的几位老师的这种说法是很有分寸的。众所周知,费米(E. Fermi)是国际上公认的物理学大师,吴大猷是国内一流的物理学家。而李政道把束星北说成是他的启蒙老师,这种定位是很准确的。

此外,许良英在最近写的一篇文章《我所了解的束星北先生》里[2],亦说“束星北先生是我的科学理论启蒙老师”。

大家知道,一位科学家的启蒙教师一般并不是他一生中遇到的有很高研究水平的老师。不仅是科学家,而且艺术家和运动员亦是如此。例如,我国运动员在乒乓球、跳水、体操等项目上获得过许多项世界冠军。可以说,这些运动员的启蒙教练都不是后来把他们送上世界冠军领奖台的国家队教练。一方面,启蒙教师在基本功夫的训练和专业兴趣的培养上的贡献是不容抹煞和不可缺少的;另一方面,年青的科学家在成长过程中还需要得到有更深学术造诣和更高研究成就的教师来指导。轻视或者夸大启蒙教师的作用都是不恰当的。

 

    中国物理学家早年的相对论研究

根据文献记载[3, 4],束星北早在二十世纪三十年代初就在国内外发表了两三篇关于广义相对论和统一场论方面的研究论文。而且,他后来亦陆续发表过少数同相对论里的坐标变换有关的文章。所以,他的确是我国早期研究过相对论的物理学家之一。例如,在《档案》(13页)里就提到,“束星北……对引力场和电磁场的统一理论做了独到的研究……得出一些很有意义的结果,在当时,不能不算是一种富有创造性的尝试。”

《档案》这种评价,注明是引用自文献[3],在同一作者的文献[4]里亦有类似的评价。

不过,作为传记作者,特别是一位对理论物理学并不熟悉的作者,只听信一家之言,就对科学成果下结论的做法是不够严肃的。

为了避免偏听偏信,让我们看看出生日期比束星北只早两天的吴大猷是怎么评述中国物理学家在“二十世纪头五十年”的相对论研究的。他在《早期中国物理发展的回忆》一书里[5],确实提到了:“有一位先生叫束星北……这位先生在欧洲和美国这两边跑来跑去,所以,也没有真正认真地待在哪个地方做过研究……据我所知,他写了一两篇文章,把地心引力跟电磁场联合起来,这个东西是爱因斯坦做了一辈子还没有完成的东西,这个东西可以说没有什么重要的结果。”作为对比,吴大猷指出:“还有一位年轻一点的先生,名叫胡宁……他曾经做过一些广义相对论之内的辐射阻尼的研究,那是很创新的东西。所以,他可以说是一个真真正正在‘相对论’的研究上有做些工作的人。”并且总结说:“我感觉真真正正在‘相对论’里边,认认真真做些研究工作的人,始终都不多。”

吴大猷教授是一位海内外著名的优秀理论物理学家,他的学问和人品都享有盛誉,他以上的评价是可以信赖的。事实上,在爱因斯坦前后试图把引力作用和电磁作用统一起来的过早尝试,包括束星北的工作在内,走的不是一条正确的道路,都没有留下什么有积极意义的成果。因此,《档案》里所引用的文献[3]里对束星北有关工作的评价是过分夸大了的。

 

    束星北和爱因斯坦

《档案》这本书刚一面世,一些媒体就在束星北的头上戴上了“中国的爱因斯坦”的桂冠。例如,文献[6]称呼束星北是一位“曾被学界誉为‘中国的爱因斯坦’的天才物理学家”;文献[7]则不仅把束星北称为“一位被业内人士称为‘中国的爱因斯坦’的国际级科学大师”,而且把《档案》的书名径直改写作《中国的爱因斯坦:束星北档案》。但是,这两篇文章都没有注明所谓“学界”或者“业内人士”有关言论的出处,令人无从稽考。

《档案》的第13页里说,束星北把他发表了的、关于引力场和电磁场的统一理论的上述论文“寄给了爱因斯坦,爱因斯坦很快了回了信,对他的论文提出了几点意见。”这句话差不多照搬自文献[3],而此文则交代了这是“束先生在‘回忆录’中提到”的。这件事也很可疑。因为,假如束星北真的持有爱因斯坦的回信,按理说他是绝不会长期秘而不宣的。

文献[3]说的“回忆录”,指在197939日(原文误为89日)《光明日报》上发表的“由束星北署名的”《在爱因斯坦身边工作的日子》[8]一文。束星北在文献[8]里描述了他19285月去柏林“见到爱因斯坦后,我先把自己的两篇论文递给他。”后来,爱因斯坦“热情地帮我弄到的一个研究助手的职务……就这样,我开始了在爱因斯坦研究室的工作。”束星北说,在这期间他除“向爱因斯坦请教”之外,“也帮爱因斯坦做些事情。我帮他查过资料,进行过计算,也帮他改过学生的卷子。”而且,“爱因斯坦基本上是一个人在那里工作,只有我在帮他做点事情。”等等。文献[3]据此说:“束星北先生是我国有幸与爱因斯坦相识并在他身边工作过的仅有的几位科学家之一。”但是,束星北在这篇文章里并没有说起他和爱因斯坦的书信往还。不知道文献[3]那样的说法有些什么依据。

“束星北当过爱因斯坦的助手吗?”这样重要的问题当然引起了“学界”的密切注意。去年128日,樊洪业以此为题写了一篇文章[9],介绍和评论了从许良英最先对此提出疑问到后来查证落实以及有关争论的经过,并且对束星北为什么要在爱因斯坦逝世一百周年的前夕捏造这一段历史给出了自己的分析。

许良英教授是一位研究爱因斯坦的专家,他在读到樊洪业的文章之后,又在1223日回应了一篇文章[2],比较详细地谈到了这个问题。原来,十多年前许良英从束星北档案文件所记录的1928年下半年到1929年上半年的履历和学历,文献上记载当时担任爱因斯坦的几位助手的名单,和爱因斯坦当时的工作情况等几个方面,查证了束星北并没有在爱因斯坦身边工作过。而最有说服力的证据则来自旅美青年学者胡大年在1997年对爱因斯坦档案的查阅结果。

爱因斯坦从那之前开始的往来书信都是整理好存了档的,不会有遗漏。胡大年没有在爱因斯坦档案里查到从1928年起的那几年里同束星北有关的任何资料,却意外地发现了束星北在19431217日亲笔签署的、从浙江大学当时所在地贵州湄潭发给爱因斯坦的一封信。这封信件里的第一句话竟是“我为无缘与你相识而感到遗憾。”由此可见,在1943年之前两人从来没有见过面。在那之后,束星北没有出过国,爱因斯坦也不曾再次访华,自然亦不可能相会过。铁证如山,束星北一辈子没有见过爱因斯坦,更谈不上做过爱因斯坦的助手。此外,也没有证据表明在1943年之前两人有过邮件往来。

虽然《档案》里谨慎地没有采纳束星北见过爱因斯坦和担任过后者的助手的说法,但此书中关于束星北在1930年前后就同爱因斯坦通过信的叙述,也是拿不出证据来的不实之词。至于媒体所称“中国的爱因斯坦”云云,更是不知道从何说起。

 

    束星北的其他研究工作

除了相对论研究之外,《档案》书中还叙述了束星北的其他一些研究项目。以下简单谈谈与物理学直接相关的几项,不涉及他晚年从事的气象学和海洋学等方面的工作。

1,关于狄拉克方程

《档案》1213页说,1931年束星北在他的硕士论文里,“利用广义超复数系,……得出了狄拉克方程,使狄拉克相对论电子方程具有更合理的数学基础和更完备的表现形式。”而且,虽然“那时束星北还不知道有克里福特群”,但他已经“将克里福特群引入量子力学。”

必须指出,狄拉克在1928年导出后来以他的姓氏命名的方程的工作中,运用相对论不变性推导出了g 矩阵所满足的条件,即两个 g 矩阵之间的反对易关系,并且建立了具体的表象。所以,狄拉克方程在提出的时候,已经具有全然“合理的数学基础”和“完备的表现形式”。束星北的工作至多是以另一种数学形式重新表达了狄拉克方程,不会增添什么实质性的内容。

4g 矩阵的反对易关系包含了乘法和加法,由它们出发构成了一种含有16个元素的“g 代数”。后来知道,“g 代数”属于“克里福特代数”的一种。例如,在一本量子场论著作里说:“可以证明,由 g 矩阵生成的代数-数学家们称为克里福特代数-不外是由这些矩阵构成的一种完备的代数。”[10] 事实上,四元数、超复数和克里福特代数是一些相近或者相通的数学分支,都有可能用来表达 g 代数。这一点是束星北当时所没有意识到的。

此外,“群”的元素之间只有乘法而没有加法,所以从狄拉克方程里的 g 矩阵出发,不可能构成一个什么“克里福特群”。难以想象,一位连“群”和“代数”都分不清的作者,能够正确地评价有关的研究工作。再说束星北这篇学位论文并没有公开发表。所以《档案》中说的“束星北早早就有了克里福特群同样的思路”以及有关的评价也是虚妄和夸大的。

2,关于截断方法

文献[3]说:“早在1941年,束星北针对量子电磁场[应为‘量子电动力学’]高次微扰计算中的发散困难,提出将发散上项[应为‘上限’]切断(cut off),继续算下去,可得原子能级的电磁场[?]修正。这个思法[应为‘想法’]接近贝特计算的观点。”《档案》第37页说亦采用了这一说法。

事实上,用截断的手段处理难以计算的无限大项,老早就是理论物理学家的一种惯用方法,根本不是束星北“提出”或者“想出来”的。实际上这种方法还可以追溯到二十世纪初“电子经典半径”的设定,那也可以看做是一种舍弃点模型的截断。而且,1947年贝特(H. A. Bethe)对氢原子精细能级“兰姆移位”的初步计算,关键之处不是运用了大家都在使用的截断方法,而是把使用了截断所得到的两个“无限大”之差值,同观察到的上述能级移位联系起来。束星北仅仅运用了一般的截断方法,就被说成是占先于贝特的想法,实在是牵强附会。

3,关于“死光”和“激光”

《档案》115页引述说,1939年“白崇禧到浙江大学参观……提出要教授们研究‘死光’(激光)那时候浙大已有个别人设想长距离不变的强光……过后不久,束星北意识到激光的存在,”就和同事“一起探讨研究过激光。”

按“死光”不是一个科学名词,而是对一种可致人死地的强光的通俗叫法。而“激光”在物理学上是有准确含义的。虽然早就知道了存在着受激辐射,但要实现可观功率输出的激光,即一种频率非常稳定,有高度准直性和相干性的受激辐射,需要找到有合适能级分布的光学材料,还需要制成一个精密的谐振腔和装备有效的能量泵送机构。这样的激光器不是光凭理论考虑,而是需要理论和实验的结合才可以设计出来的。第一台激光器直到1960年才研制成功。抗战初期位于广西宜山的浙江大学,有那样的实验条件进行这种超前于世界水平20年的研究吗?没有任何证据表明束星北那时候研究的是激光。

4,关于雷达的研制

《档案》37页说:“中国第一台雷达便出自他[束星北]手”。在第123124页里对此还有比较详细的调查材料。根据此资料,束星北于19447月至19459月在国民政府“军令部技术二厅技术室任职”,从194410月开始“指导陈维昆(浙江大学助教),谢立惠(重庆大学教授),束慰曾(束星北之侄)研究装备雷达的试验工作。”束星北那时候说过:“我在这里不过是出出主意,指导指导一些技术人员不能解决的问题,很少自己动手,做的是顾问。”后来因为发生矛盾,束星北“带领陈维昆将已经装的雷达上的一部分浙江大学的器材拆掉。”不久就回到了浙江大学。

上面提到的谢立惠教授与束星北同年,是一位无线电技术专家,1958年起曾经长期担任过成都电讯工程学院的院长。谢立惠的传记里对这项工作是这样说的:“1944年至1946年,经重庆地下党负责人同意,谢立惠曾兼任重庆国民政府军令部技术室研究员,参加雷达研制工作,取得了一定的进展……”又说:“谢立惠当时负责总体设计。”和“根据当时条件,先决定试制三米波的雏型雷达。在研制过程中,由于缺乏必要的元器件与研制设备,该技术室又于1946年春迁往南京,邀谢立惠到该室工作,谢提出不参加国民党等三项条件,未获同意,遂拒绝挽留,未去南京,雷达的研制工作没有完成。”[11]

我们觉得,上述谢立惠参加雷达研制的材料(原文有更多的技术性内容)要比《档案》所述翔实得多。尽管两份资料在细节上有点出入,但可以肯定的是两人参加的是同一个项目。从束星北拆卸器材的描述看来,他们拿走的只是属于浙江大学的一些仪器,设备主体是不属于他们的。而且,在束星北离开之后,谢立惠等人还继续研究了半年左右的时间。由此可见,束星北在其中并没有担任一个不可缺少的角色。更值得注意的是,虽然这台雷达“雏型”可能的确是中国人最早的一台试制品,但直到最后亦没有研制成功。所以,《档案》里面关于“中国第一台雷达出自束星北之手”的说法是不能够成立的,他仅仅是参加过一次未获得成功的试制工作而已。

 

    束星北的教学风格和有关的哲学见解

《档案》里引述了束星北的几位学生对他的教学风格和特点的感受。最突出的一点是“以启发、引人深思的方式,着重、深入地讲透基本物理概念和基本原理。”他在讲力学课时,“把牛顿运动三定律足足讲了一个月。”讲热学课时,也“用一个月的时间讲热力学第二定律和‘熵’概念。”(2829页)这样,虽然“并不是每个同学都能欣赏束先生的课”(文献[2]),但对于那些不满足于只晓得怎么样去演算习题的肯动脑筋的学生来说,却是一个领略物理学理论深层意义的极好机会。本来一名大学教师授课时就应该按照个人的思路,发挥自己的学术见解,而不是照本宣科,人云亦云。束星北的教学在这方面很有特色,的确是一位优秀的教师。

此外,《档案》里多处引述了束星北的学生们描述“束先生是一位有哲学头脑的物理学家”,他的讲课对物理内容进行了“高度的哲学概括”,“把哲学和物理学融为一体”(2829页)。由此可见,束星北在授课中肯定对物理学的原理、定律和概念做了深入的哲学分析。这些给过他的学生们以巨大启迪的讲授,肯定是具有珍贵价值的。可惜这些内容没有写成文字留存下来,我们无从欣赏和讨论。而且,那个时候即使写出来了也难以找到发表的园地。

不过,从现在见得到的文献看来,束星北关于物理学原理的哲学思辨,亦存在着一些明显的瑕疵。例如文献[2]提到的,束星北关于“电子似乎有‘自由意志’”,以及在《档案》33页所讲束星北认为“核子本来不都相同”的见解,都是不能够从量子力学原理得出来的,恐怕没有多少学者会表示赞同。

写到这里,我想起了维格纳(E. P. Wigner)笔下的西拉德(L. Sziland)。这两位著名的物理学家都是在二战期间从匈牙利去到美国的,并且曾经一同鼓动爱因斯坦写信给罗斯福总统,建议他采取措施,抢在希特勒之前研制出原子弹。维格纳在他的《自述》里写道:“西拉德……本来也可以在量子力学所涉及的许多哲学争端上,写出一些有分量的文章。假若他晚生二十年的话,他也许真的会选择这一条路。但在二十年代,哲学文章还没有得到物理学界的重视。”

维格纳还对他的这位老朋友评论说:“在我看来西拉德一生都非常古怪,并且基本上表现出同一类古怪的行为。他有很高的天分,这种天分受到了他自己过分庞杂的兴趣的障碍。”“他有突出的眼光、智慧、魄力和口才。”“西拉德对他自己的天分过分关心……。”“我永远不知道是什么弱点使得西拉德自视得那么高。”“不论西拉德学会了多少东西,他依然喜好争吵……”“西拉德有一些辉煌的一般性观念。但他从来不给出其细节。”“西拉德从来没有给科学带来什么突破性的新想法。”“他是一位二流的物理学家。”(以上几处引文见文献[12]94100页,201206页,256页)

我觉得,维格纳评说西拉德的这些话,几乎每一句都适用于束星北。除了束星北在物理学上的贡献远远比不上西拉德,因而他(即使在中国)够不够得上“一位二流的物理学家”还是个问题之外。令人扼腕叹息的是,在不同的社会环境中,束星北后半生失去了像西拉德那样大展身手的机会。《档案》里根据大量可信的材料,对此做了详细的披露。

 

    束星北和王竹溪

《档案》42页在作者对上世纪五十年代初担任山东大学物理系助教的、束星北的一位学生的采访材料中,叙述了一个离奇的故事。故事讲的是那时候北京大学物理系的王竹溪教授应邀到山东大学讲学,做了一个关于热力学的学术报告。在王竹溪讲了近五十分钟之时,束星北突然“走向讲台”,大讲“我认为王先生的报告错误百出,他没有搞懂热力学的本质”等等。“王竹溪呆呆地‘干’在一旁……上也不是,下也不是……束先生一口气讲了大约有四十分钟,也可以说,是对王竹溪‘清算’了四十分钟,这期间,王竹溪一直尴尬地站在一边……”

本来,在学术报告进行当中,报告人和听众之间互相交流甚至发生争论,都是很正常的。只有未见过世面的年青人,才会觉得那是一件不得了的事。在这段文字里,对一直保持平和态度的王竹溪,做了一些带有明显倾向性的描写,事实上起到了在美化一方的同时丑化另一方的作用。难道科学上的正确与否,取决于争论者言词犀利和态度激烈的程度吗?

这份采访材料里还说:“据说他[王竹溪]回到北京后,曾到周培源先生面前哭诉。”这就更加离谱了。只凭一句来源不明的“据说”,就可以这样贬损一位年长的同行吗?!《档案》出版之后不久,其中的这一段描述,理所当然地受到了公开的驳斥 [13]

王竹溪先生的科学贡献和为人品格,在国内物理学界众所周知。我在这里只想讲讲,热力学和统计物理学是王先生的专长,他不仅在这门学科分支的教学和纯理论研究上取得了杰出的成绩,而且还有两点突出贡献是值得在这里提起的。

第一是王先生不仅有几位学生是我国研制核武器的主力理论家,并且他自己也参与了一部分有关的理论研究工作,其中主要的就是统计物理学和热力学理论的应用。

第二是抗战期间在西南联大的时候,王先生和植物学家汤佩松先生合作于1941年在美国《物理化学杂志》上发表的论文《孤立活细胞水分关系的热力学形式》,超前于国外同类工作25年,后来被国际上公认为植物生理学方面的先驱性贡献。(参看文献[14][15]的介绍)

试问,如若王竹溪先生在热力学和统计物理“本质”的理解上,真的是像束星北所说的那样“错误百出”,他有可能做出束星北难以望其项背的以上重要成果吗?

 

    是否有必要和怎么样评定物理学家的座次?

《档案》中充斥着一些对束星北的溢美之词。例如,在此书封底赫然写着这样的几行字:

“他曾被誉为:天下第一才子。”

“他的理论物理修养(三四十年代)国内难有比肩者。”

“他的教育才华(三四十年代)也无人可以企及。”

而在此书正文里还有如下的各种美誉:

“束星北……是中国现代物理学界的领军人物。”(35页)

“束星北……无疑是那个时代的中国物理学大师,……创造了中国物理学的一代学风,建立起中国理论物理……的基础。”(36页)

“束星北……的贡献,也许不亚于他的至交王淦昌。”(373页)

“束星北的数学素养的功底毫不逊色于数学大师苏步青。”(338页)

在正文里,“天下第一才子”的称誉亦出现了不止一次。在37页里说这是“一些老耄”的赞美之词,但没有说明是哪些老先生讲的,我们亦无从理解和领会。而在237页则变成束星北“自以为是‘天下第一才子’”了。

问题是,我国在整整一百年前就废止了每年考出一位状元的科举制度,并且在其后不曾有过任何评选“天下第一才子”的活动。有谁有资格做出这样的裁定呢?同样,我国科学界亦从来没有举行过给任何一门学科的教授和研究员评定座次的活动。《档案》的作者个人有什么资格和权力为任何人作出“难有比肩者”,“无人可以企及”,“中国现代物理学界的领军人物”和“中国物理学大师”等评价呢?

我手头有三本(套)中国现代物理学家的传记文集,我都是这三本(套)文集的编委会成员和(或)撰稿人。文献[16]辑录了59位物理学家的传记,其中56位出生于1930年之前,不含束星北。文献[17]辑录了105位出生皆不晚于1926年的物理学家的传略和论文节选(译),含束星北。文献[19]辑录了117位出生皆不晚于1924年的物理学家的传记,含束星北。

由此不难得出的结论是,假如一定要排位的话,按照乐观的估计,在我国物理学界和科学史界同行们的心目中,束星北在物理学研究和教学上的贡献,在1930年前出生的物理学家当中,适宜于归入于第50位至第100位的档次。这是完全建筑在科学成就基础上的评价,不受过去政治因素的影响。因为在这些传记的主人公之中,包括了不少像束星北那样受到过政治上不公正待遇的物理学家,甚至像叶企孙那样受到过更加不公正待遇的物理学家。

所以,我们说《束星北档案》是一部浮夸的物理学家传记。

 

参考文献

[1]   刘海军,《束星北档案》,北京:作家出版社,2004

[2]   许良英,我所了解的束星北先生,科学时报,20051223B3

[3]   李寿枬,才华横溢的理论物理学家束星北教授,自然辩证法通讯,166期(199461-70

[4]   李寿枬,束星北传略,载《中国科学技术专家传略·理学篇·物理学卷1》,北京:中国科学技术出版社,2001438-451

[5]   吴大猷,《早期中国物理发展的回忆》,台北:联经出版事业公司,200198-99

[6]   张超,2005年北京图书订货会热点扫描,南方都市报,2005121

[7]   张弘,束星北:比陈寅恪更优秀的知识分子,南方日报,2005520

[8]   束星北,在爱因斯坦身边工作的日子,光明日报,19793 9日第4

[9]   樊洪业,束星北当过爱因斯坦的助手吗? 南方周末,2005128

[10]  C. Itzykson, J.-B. Zuber, Quantum Field Theory, New York: McGraw-Hill, 1980, p.54

[11]  高俊,谢云荪,谢立惠传略,载《中国科学技术专家传略·工学编·电子卷》,北京:中国科学技术出版社;下载自网站 www.cpst.net.cn

[12]  E. Wigner, 《乱世学人-维格纳自传》,关洪译,上海:上海科技教育出版社,2001

[13]  杜晓庄,我所了解的学界泰斗王竹溪,解放日报,2005610

[14]  王正行,王竹溪传略,载《中国科学技术专家传略·理学编·物理学卷1》,北京:中国科学技术出版社,2001500515

[15]  刘寄星,中国理论物理学家与生物学家结合的典范-回顾汤佩松先生和王竹溪先生对植物细胞水分关系研究的历史性贡献(上,下),物理,32卷(20026403-3097477-483

[16]  《中国现代科学家传记》第一集-第六集,北京:科学出版社,19911994

[17]  《二十世纪上半叶中国物理学论文集粹》,长沙:湖南教育出版社,1993

[18]  《中国科学技术专家传略·理学篇·物理学1-物理学2》,北京:中国科学技术出版社,2001

 

 (修改稿已发表在2006217日《中国图书商报·阅读周刊》上)