基於學術譜系的中國粒子物理學術傳統淺析

導言：

本文基於對中國粒子物理學史及粒子物理學家學術譜系的研究，從兩個層面討論中國粒子物理學的學術傳統，結合中英、中日對比，得出我國粒子物理學研究傳統闕如、精神傳統淡化的認識。

撰文 | 丁兆君（中國科學技術大學）

責編 | 伊默、姚蘭婷

根據此前對中國粒子物理（高能物理）學科及其學術譜系的歷史討論[1-3]，本文分別從研究傳統與精神傳統兩個方面討論我國粒子物理學家的學術傳統。學術傳統，或稱之為「科學傳統」。按美國科學哲學家勞丹（L.Laudan）的說法，研究傳統是關於一個研究領域中的實體和過程，以及該領域中研究問題和建構理論的適當方法的普遍假定。「一個研究傳統就是一組本體論和方法論的『做什麼』與『不做什麼』。」[4]而科學傳統，不僅包括研究傳統，還包括科學價值觀和行為規範[5]（本文稱之為「精神傳統」）。

一

中國粒子物理學家的研究傳統

首先，我們選擇趙忠堯學術譜系與張宗燧學術譜係為代表，分別討論中國高能實驗物理學家與理論粒子物理學家的研究傳統。

1、高能實驗物理學家的研究傳統──以趙忠堯譜係為例

與王淦昌、張文裕等高能實驗物理學家相似，趙忠堯的學術譜系難以從中國高能實驗物理學家學術譜系的整體網狀結構中完全分離出來，此處僅舉其典型分支加以闡述。

趙忠堯被稱為中國核物理、中子物理、加速器和宇宙線研究的先驅者和奠基人之一，授徒眾多。在1950年代，以其「四大弟子」為代表的年輕學者，大多僅受過大學教育，趙忠堯對他們的教導與訓練幾乎從零開始。在趙忠堯的嫡系弟子中，以葉銘漢─鄭志鵬一支最為突出。

圖1 1993年，葉銘漢（左）在趙忠堯家中合影（源自：http://www.ihep.cas.cn/zt/ymh_2015/）

葉銘漢1950年加入趙忠堯領導的小組，作為趙忠堯的主要助手參加靜電加速器的研製，後任V2靜電加速器組副組長。他還做了一些基於加速器的實驗研究。深受趙忠堯的言傳身教，葉銘漢積累了靜電加速器的建造、運行以及核實驗的豐富經驗。1975年之後，葉銘漢開始轉向高能物理實驗研究，1984年被任命為高能所所長。其此後的研究工作與趙忠堯鮮有交集。

鄭志鵬於1963年開始在趙忠堯、葉銘漢指導下，利用V2加速器進行核反應實驗研究。「文革」結束後，鄭志鵬赴歐洲核子中心進行了一年多的研究工作，研究範圍與視野大為開闊。回國後，鄭志鵬成為葉銘漢的副手，1986年後全面負責北京譜儀（BES）的研製。尤其突出的是，1992年升任高能所所長後，鄭志鵬領導BES合作組完成的τ輕子質量的精確測量，在國際高能物理界產生了重要的影響。

鄭志鵬的弟子讀研時多從事基於北京譜儀的實驗研究工作，陳少敏就是其中較為突出的一位。1994年博士畢業後，陳少敏在國外研究多年，後到清華大學負責組織中微子物理研究小組，參與日本超級神岡中微子實驗和中國大亞灣核電站反應堆中微子實驗。博士畢業後，陳少敏與其導師鄭志鵬鮮有學術關聯，更遑論趙忠堯、葉銘漢等前輩了。

從趙忠堯到葉銘漢、鄭志鵬，再到陳少敏，歷經半個世紀，從他們從事實驗研究的領域、方向到設備、方法，都已今非昔比。趙忠堯主攻低能核物理研究與低能加速器研製，葉銘漢完成了從低能核物理研究到高能物理研究的轉型。鄭志鵬則更進一步，在改革開放之前就參與了國際高能物理合作研究，此後在高能實驗方面取得了舉世矚目的成就。陳少敏則已是我國高能物理學科發展成熟之後所培養出的具有國際視野的新一代高能物理學家，其研究工作與國際同行相比已處於同一起點。在研究對象與工具、研究方向與方法等諸多方面，從第四代物理學家身上已找不出其學術「先祖」的特徵與印記。以趙忠堯為代表的老一輩高能實驗物理學家對後代弟子的學術影響，因客觀環境、條件的發展而逐漸淡化，唯有一些精神層面的感召力常存於後世。

2、理論粒子物理學家的研究傳統──以張宗燧譜係為例

張宗燧步入量子場論研究領域，主要受到玻爾(N．Bohr)的影響。[6]從二人的通信中，可以看出張宗燧對理論研究的偏好。而在理論研究中，張宗燧又有明顯的數學傾向。其研究特點為：數學技巧強，善於應用數學解析物理理論問題。在物理研究中，他主張多做群論和對稱性的工作。其研究成果中數學計算和表達都相當「清楚、乾脆、可靠」，結論簡明準確。[7]僅就量子場論領域而言，張宗燧的弟子數量相對有限，以戴元本和侯伯宇為代表。他們分別以中科院數學研究所（後轉到理論物理研究所）與西北大學為根據地，形成了兩支較有影響的研究隊伍（如圖2）。在數學研究所主持理論物理研究室工作期間，張宗燧未曾與他所領導的室成員有過量子場論方面的合作。

圖2 張宗燧理論粒子物理學術譜系

張宗燧的大弟子戴元本多與朱洪元合作。受二位前輩學術思想的影響，因而戴元本能兼收並蓄。他與朱洪元合作及獨立研究的方向，與他此前的研究興趣基本一致，而與其導師張宗燧的研究方向則顯著有別。他「重視對熱點問題作深入的了解，但不人云亦云。……形成了自己的研究風格。」[8]戴元本對同室的師弟與年輕研究人員的科研工作也發揮了積極的引領作用。用朱重遠的話說：「名份上他是我的師兄，實際上亦師亦友。」[8]

侯伯宇所從事的數學物理研究與其師有相近之處，但其課題為個人選定，非由張宗燧相傳。在讀研期間，他基本上是一個獨行者，僅見其在一篇文章的結尾對導師的指導與支持表示了感謝，[9]而對導師的學術論著並無參照與引用。

在張宗燧學術譜系的第三代中，黃朝商與其導師戴元本類似，其學術活動有兼收並蓄的特點。其研究範圍廣泛，未局限於其導師的研究領域。除了與戴元本合作的研究論文之外，在黃朝商的其它論文中，鮮有對其師工作的引用，除非他本人曾參與該工作。正如戴元本所言：「黃朝商跟我還有些不同，……他後來在我沒有工作過的一些方面也做了一些工作。」

圖3 2008年，戴元本（中）八十大壽時與黃朝商（左）合影（源自：科學網）

在侯伯宇的門下弟子中，石康傑的地位與黃朝商在戴元本門下相當。侯伯宇的幾位重要弟子都是與石康傑共同指導。在科研生命力旺盛的導師身邊，石康傑這位優秀的「海歸」在教學、科研方面發揮了重要的輔助作用。

黃朝商與石康傑在「文革」結束後皆已人到中年，比他們的「師叔」朱重遠還要年長。而他們的老師學術生命依然旺盛，在我國學位制度健全之後又培養了多位年輕的弟子，並從關注國際粒子物理學的發展及國際同行的工作而重新起步，由跟蹤研究開始，力圖趕超。第三代學者更是如此，與其說他們是第二代學者的學術傳人，勿寧說他們是在第二代學者的帶領下，向國際同行學習的追蹤者。

黃朝商的弟子李田軍，碩士畢業後赴美從事粒子物理學習與研究，達10年之久，之後回國任理論物理研究所研究員。雖然其研究領域與其前輩有部分交叉、重疊之處，但從研究的方向、風格與興趣而言，已關聯不大。他近年所著研究論文及指導研究生所作學位論文與其學術「先祖」已相去甚遠。

在侯伯宇與石康傑共同指導的多位研究生中，岳瑞宏是比較突出的一位。獲得博士學位後，岳瑞宏曾先後於國內外多個學術機構作博士後與訪問學者達7年之久。其研究範圍比起其老師已有所拓展。

圖4 侯伯宇（中）與博士生在一起（源自：陝西省教育廳網站）

根據「中國期刊全文資料庫」與「Google學術搜索」的檢索結果，自李田軍與岳瑞宏回國後，以他們為第一作者的論文中鮮有對其導師工作的引用。

名師出高徒，科學大師、著名科學家往往會對弟子產生較為深遠的影響。但據上述，我們可以看出，這種影響未必就表現為研究方向、技能與方法的傳承。張宗燧的學術成就在老一輩粒子物理學家中有口皆碑。其弟子、再傳弟子中也人才輩出。但就研究領域、風格與特點來說，幾代相傳，張宗燧譜系的研究傳統已顯模糊。雖大體可以戴元本與侯伯宇為兩種研究風格的代表，但第四、五代的研究工作與其先輩已相去甚遠。可以說，基於張宗燧的學術譜系，並未形成一個持續傳承的研究傳統。個中緣由，既有學科發展的影響，也有研究興趣的轉移，更重要的應當是學術交流的日益廣泛與深入所致。

二

中國粒子物理學家的精神傳統

以下從共性與個性兩個方面分別討論中國粒子物理學家的精神傳統。

1、共性精神傳統

中國粒子物理學科從萌芽到興盛，在幾十年的學術傳承中，形成了一些有中國特色的，有些是階段性的精神傳統。我們將之總結為以下幾個方面：

因陋就簡、白手起家的拼搏精神。早在民國時期，中國亞原子物理學家就開始因陋就簡地從事零星的研究工作。新中國成立之後，研究機構、隊伍以及各種物質條件得到了改觀，但與前沿高能物理研究的實驗需要還相距甚遠，我國第一代高能物理學家艱苦樸素的精神依然沒有改變，而且在他們的言傳身教之下，第二代高能物理學家繼承了這種精神。這種因陋就簡，在艱難困苦中仍能頑強拼搏，從事科研活動的精神，是在我國高能加速器建造成功之前，支撐高能物理實驗研究穩步發展的主要動力之一。

圖5 批判「洋奴哲學」、強調艱苦奮鬥的宣傳

量力而為、封閉中求發展的自強意志。科研基礎薄弱，對外交流困難，理論研究不能與高能實驗研究有機結合，限制了我國粒子物理學科的早期發展。自新中國成立至「改革開放」的30年，我國長期處於「與世隔絕」的封閉狀態。在這種狀態下，中國第一、二代粒子物理學家自強不息，在艱難的條件下發憤圖強，立足於國內，努力做出一些有意義的研究工作，並形成了一定的傳統。從而才使得我國的粒子物理研究不掉隊、不斷線，在改革開放後不久即融入了國際學術潮流之中。

精誠協作、後來者求居上的團結奮鬥精神。新中國的粒子物理研究，長期落後於西方。但處於全面追趕階段的中國粒子物理學家從不甘人後，他們團結合作，以一種後來者居上的奮鬥精神，在不利的條件下仍不斷做出一些出色的工作。在粒子物理學萌芽之際，由於中國在該領域的研究者稀如鳳毛麟角，採取合作研究，互相取長補短，是他們開展科研的有效方式。這種合作研究的方式在一定範圍內長期存在，高能加速器建設[10]、層子模型[11]與規範場理論研究就是其中的典型代表。

積極交流、海納百川的開放精神。我國學者一直都有著對外交流的強烈需求與渴望。在有限的國際交流中，他們把握機遇，著力創新，在交流中做出了驕人的成績。早於1956年在蘇聯杜布納聯合原子核研究所，王淦昌、周光召等人就在交流中取得了舉世矚目的成就。我國學者切實地在國際交流合作中得到了訓練，開闊了視野。北京正負電子對撞機就是在對外交流的過程中，在國外專家的建議與幫助下確定能量指標並最終建成的。[10]藉助外國同行的技術與經驗支持，是我國粒子物理後來獲得蓬勃發展的一個重要因素。積極交流，海納百川，這是中國老一輩粒子物理學家們所形成的一個得到最有效傳承的學術傳統，在後世不斷得到發揚光大。

圖6 1980年6月17日-19日，中美高能物理聯合委員會第二次會議在美國費米國家實驗室舉行（左起：朱洪元、張文裕、肖健、謝家麟、張厚英。源自：http://www.ihep.ac.cn/office/ZhangWenYu/photos3.htm）

2、個性精神傳統──以朱洪元譜係為例

在中國理論粒子物理學界，朱洪元學術譜系既具有代表性，又具有其特殊性。除了具有前述精神傳統外，該譜系還自朱洪元而下，在特定的階段形成了獨具特色的精神傳統。

「三嚴」作風。朱洪元的「嚴」在理論粒子物理學界是公認的。何祚庥就「強烈地感受到朱洪元先生在學術問題上一絲不苟的『嚴格、嚴密、嚴謹』的學風。」[12]戴元本也稱「他對自己的工作非常嚴謹，……他也不能容忍別人工作中的錯誤，有時近於嚴肅。」[13]朱洪元所著《量子場論》一書成為中國粒子物理學界幾代人的教科書、參考書。其弟子黃濤「後來幾次想提筆寫一本新的量子場論參考書，總感到要寫出一本包含最新量子場論發展的像朱先生那樣結構嚴謹、邏輯嚴密、推導嚴格的書是很不容易的。」[14]

「以勤補拙」。「以勤補拙」本是朱洪元的弟子張肇西的自謙語，反映出了朱洪元培養弟子及其對科學研究的另類嚴格。黃濤與張肇西都對此印象尤深。1960年代，在弟子們入門之初，朱洪元會安排他們閱讀經典著作及論文。一段時間後要學生彙報其對所學習、閱讀經典文獻的理解與體會，隨時提出問題，常使得報告人「難以招架」，朱洪元就會毫不客氣地當頭棒喝，逼著弟子再埋頭苦幹，直到完全掌握為止。[14]張肇西在這種反覆的「閱讀─報告」中感受到了老師施於其身的認真、負責的精心教導，「以勤補拙」，從而不斷地在學術上取得進步。他還有意識地按老師培養自己的這種方法來培養自己的學生，從而使這種嚴格的學術訓練在後代弟子中得到了傳承。[15]

「直接上前沿」。對於入門不久的學生，在「時間緊、任務急」的情況下，朱洪元會安排學生以「拿來主義」的態度，在前人研究的基礎上，直接開展前沿研究，而跳過系統學習預備知識的階段。在追求數學形式的「漂亮」和追求物理實質的關係上，更注重後者。張肇西認為，正是在老師這樣「手把手」指導和「壓迫」下，他才完成了自己的第一次完整的科學研究過程。從那之後，才真正開始了研究理論物理的人生道路。[15]朱洪元的另一弟子杜東生也對此印象深刻。後來他自己做了導師，用同樣的方法帶他的學生，也「取得了良好的效果」。[16]

圖7 朱洪元在中國科學院理論物理研究所作報告（源自：中國科學院院士文庫）

朱洪元在科學研究和人才培養中所引領的精神傳統，無疑是其傳授給弟子們的最寶貴的財富。正如杜東生所言：「他的嚴謹的學風、做研究的方法會一代一代永遠傳下去，並被後輩發揚光大。」[16]

但客觀地說，「三嚴」只是朱洪元的一個優秀學術作風，超常而非獨具。即便其弟子們將該作風「一代一代永遠傳下去」，這種超常的「三嚴」作風也會逐漸淡化，「泯然眾人矣」。至於「以勤補拙」的反覆「閱讀─報告」訓練和只爭朝夕的「直接上前沿」的科學研究與人才培養方法，至今仍然適用。但在研究生培養制度日益完善的情況下，系統學習基本上已成為踏入科研的必要前提。這些方法所能適用的時機與範圍也並不廣泛。由此可知，由朱洪元所確立，並在兩代弟子之間傳承的這種精神傳統如今仍能在一定範圍內得以傳承，但傳至久遠，則不免式微。

再論中國粒子物理學家的共性精神傳統，我們應該注意到，時過境遷，其存在、傳承的一些前提條件、基礎已不復存在。學術研究的封閉環境已一去不返，相比過去的量力而為，現在大可以「甩開膀子」跟國際同行競爭了。精誠協作當然還是必要的，但在過去那種特定環境中形成的「同仇敵愾」的研究氣氛已為「攜手共進」所取代。儘管先輩是「後來者」，但幾代之後的晚輩卻已成為國際同行的「並行者」。努力攀登，跨越高峰，是大家共同的信念。不拘國內、國際，從事粒子物理研究者的精神面貌已無甚本質不同。至於積極交流的傳統，過去存在，當今仍存在，但早已不似過去那般渴望，無需過去那般艱辛。如今國際同行之間的學術交流幾乎已是從事前沿學術研究者的「家常便飯」，依然珍視，卻少了偌多企盼。

三

中英學術傳統對比

縱觀新中國成立以來60餘年的歷史，作為科技後發國家的中國，在高能物理領域，從來就不是一個領跑者，早期甚至一直處於亦步亦趨的跟蹤學習階段。可以說，我國的高能物理學家還未能形成一個相對穩定、持續傳承的研究傳統。

一個優秀研究傳統的形成，離不開一個適宜發展的外部環境，一個優秀的學術團體，尤其是一位熟諳科技發展前沿、有敏銳科學預見力與科研組織力的學術領袖。湯姆孫─盧瑟福譜系（如圖8所示）就是典型的例證。

圖8J.J.湯姆孫學術譜系（部分）

從一定意義上來說，核物理與高能物理在中國的建立，與半個世紀前原子物理與核物理在歐洲，尤其是在英國的建立具有一定的可比性。在學科創立之初，作為國家最重要的學術機構，中國科學院近代物理研究所（物理所、原子能所）與劍橋大學卡文迪什實驗室一樣，承擔著引領新學科建立與發展，培養優秀人才的作用。其學術譜系，乃至基於其上的學術傳統，也應當具有某種程度的可比性。以下我們將從學科發展環境、早期學術傳統、學術帶頭人的學術視野、研究方向的選擇、老師對學生的扶持與培養等方面將中國高能實驗物理學家的學術譜系與湯姆孫—盧瑟福學派的學術譜系加以對比，進而看出在不同的時空條件下，不同學術團體在學術傳統上的差異。

圖9 1897年6月，J.J.湯姆孫（前排右三）與學生們合影

J.J.湯姆孫入主卡文迪什實驗室之時，物理學研究的熱點問題就是電磁學，J.J.湯姆孫領導的氣體放電研究，已在世界範圍內產生了廣泛影響。可是，從19世紀的最後5年開始，物理學界從一系列令人眼花繚亂的發現中醞釀了一場翻天覆地的變革。1895年，德國的倫琴（W.K.R?ntgen）發現了X射線；1896年，法國的貝克勒爾（A.H.Becqerel）發現了放射性現象。當歐洲大陸的這些發現迅速傳到劍橋時，J.J.湯姆孫敏銳、迅速地對此做出反應，立刻帶領盧瑟福等研究生、助手投入X射線與放射線的研究，並很快獲得新的發現。他們不僅闡明了X射線的電磁波本質，盧瑟福還通過實驗得出了鈾射線由α、β射線組成的結論，並預言了γ射線的存在。而對於各國科學家已做過廣泛研究的陰極射線，J.J.湯姆孫、盧瑟福師生進一步通過大量實驗測定其組成，從而發現了電子，一時震驚了整個物理世界。此後20年間，卡文迪什實驗室都主要從事原子物理方向的研究。

在盧瑟福1919年回到劍橋繼任卡文迪什實驗室主任之時，他也將此前在其他地方關於放射性元素衰變規律與人工打破原子核的研究方向與成就引入卡文迪什，從而開創了原子核物理研究領域，培養了第一代核物理學家。此後近20年，關於元素的人工嬗變及加速器的發明與研究等核物理前沿問題成為卡文迪什的主要研究方向，直至盧瑟福去世。

玻爾後來在盧瑟福的鼓勵與支持下回到丹麥建立了理論物理研究所，並很快集中了一批最優秀的物理人才，使該研究所成為全世界最重要的物理研究聖地之一。他既受到歐洲大陸的分析方法影響，又獲得過英國實驗室研究的培養，「在青年時代就接受了兩個世界的優秀傳統，這兩個傳統是大陸的理論傳統和英國的經驗主義」。

圖10 玻爾（右）與盧瑟福在一起

能引導眾弟子在科學研究中做出卓著成就的關鍵因素除了科學發展階段、經濟社會水平與個人資質高低等難以人為改變的因素外，主要在於其學習、工作機構（卡文迪什實驗室）良好的科研條件與學術氛圍，以及導師引領世界科學前沿的學術水平和把握科學發展方向的判斷力和預見力。卡文迪什實驗室不僅執當時英國物理研究之牛耳，也是世界上最主要的幾大物理研究中心之一。而當時歐洲作為世界物理學的中心，不僅優秀物理學家輩出，重大物理學發現層出不窮，而且交流頻繁，信息通暢，J.J.湯姆孫甚至可以面向世界招收研究生。如此良好的學術氛圍與環境，在新中國成立之初高能物理學嶄露頭角之時，是根本無法想像的。

從海外留學歸國的第一代中國高能物理學家，雖大都曾在西方著名的科研機構師從世界著名的科學大師，做出過傑出的科研工作。但在他們回國之後，不復有優越的科研條件，也不再有大師的指導與合作，他們成為中國高能物理學科的拓荒者。科研環境要靠他們自己來爭取、創造，科研隊伍要靠他們來引領、教導。他們的目標，就是要在中國實現零的突破。他們的科研活動，很多時候只是為了要使中國有科研。特別地，在很長一段時間內，中西交流的大門幾乎完全關閉，我國的高能物理學家基本不可能及時了解西方同行的科研新成就，而只能從有限的一些過時期刊中對前一階段物理學的發展得到些許片面的了解。對比湯姆孫─盧瑟福學派與世界同行的交流頻仍、信息通暢，中國高能物理學的開拓者們基本上是在「摸著石頭過河」。對比卡文迪什實驗室從電磁學到原子物理，再到原子核物理，研究領域、方向與方式、方法等研究傳統的不斷發展、變革，中國高能物理界所能形成的最主要研究「傳統」可能就是「摸著石頭過河」了。

1955年，趙忠堯利用從美國費盡周折帶回的部件主持建成的質子靜電加速器V1，其能量僅有700keV。而當時美國布魯克海文（BNL）的Cosmotron加速器能量已達到3GeV，伯克利（LBL）的Bevatron加速器能量已達到6GeV。很難想像在中國700keV的加速器上還能做出世界一流的實驗發現。但不可否認的是，其肇始之功不可磨滅。張文裕在美國對於多絲火花室的設計、加工深為同行讚歎，後來他還將自己製作的多絲室帶回中國。但他卻未能利用此火花室開展多少科研工作，長期放在辦公桌下的多絲室也在搬家時丟失了。可以設想，如果他們活躍在西方物理學研究的前沿陣地，如卡文迪什實驗室的歷任學術領導一樣，有著寬泛的學術視野、優秀的科研環境、先進的科研儀器與設備，也可能做出重要的物理髮現。他們的加速器、火花室即便不是很先進的，也完全可以在一個良好的學術環境與條件下得到不斷改進、完善。但所有這一切他們都沒有，連學生都是高校分配來的，根本沒有自我選擇的餘地。這跟卡文迪什實驗室由湯姆孫開創的面向世界招收研究生的人才選拔培養模式豈可同日而語！

中國第二代高能物理學家大都是在國內自主培養成才的，天然地缺乏國際視野。他們追隨第一代高能物理學家而入科研之門。由於他們的前輩本身就難以把握國際高能物理的研究前沿，所以他們並無緊隨前輩學者的研究課題或方向而持續研究的必要性。只是在初步掌握了「渡水」之術後，加入前輩「摸著石頭過河」的隊伍罷了。在他們從事科研的黃金時段，又趕上了「十年浩劫」。期間進行的零星研究，大多僅是在別人拾起西瓜時，自己撿起他們丟下的芝麻而已。

因此可以說，新中國的前30年，第一、二代高能物理學家並未能形成持續傳承的研究傳統。而只是因受國內外環境等諸多因素的影響，形成了如前所述的一些特定歷史條件下的精神傳統。

20世紀上半葉，正值物理學風起雲湧的黃金時代。以湯姆孫─盧瑟福譜係為靈魂的卡文迪什實驗室在英格蘭獨領風騷之際，歐洲大陸也早已群雄並起，尤其是處於當時世界科學中心的德國。其中以柏林大學為根據地的M.普朗克（Planck）學派，以慕尼黑大學為根據地的A.索末菲（Sommerfeid）學派，以哥廷根大學為根據地的M.玻恩學派最為突出。而新成立的以丹麥哥本哈根大學為根據地的玻爾學派，吸引了一批當時最優秀的青年人才，一時呈後來居上之勢。此外，以P.朗之萬（Langevin）、M.居里、L.V.德布羅意等為代表的法國學派，以J.R.里德伯(Rydberg)等為代表的瑞典學派，以H.洛倫茲（Lorentz）、P.埃倫費斯特(Ehrenfest)等為代表的荷蘭學派，以E.薛定諤、V.F.赫斯（Hess）等為代表的奧地利學派，以L.曼德爾斯坦（Mandelshtam）、S.I.瓦維洛夫（Vavilov）等為代表的蘇俄學派，也都是成果斐然、人才輩出。多位物理學大師在那個特殊的年代，為近代物理學的創建、變革而競相登場，成逐鹿天下之勢。每一學派、學術譜系也大都各具特色，有其與眾不同的風格與傳統。如盧瑟福學派主張一切通過實驗去揭露事物的真相；玻恩學派注重理論物理學成果的數量化，重視研究成果內部的邏輯結構；而玻爾學派主張靠猜測和直覺，把理論和實驗結合起來。但在這樣一個大師雲集、學派林立、百家爭鳴、傳統各異的黃金時代，中國尚處於物理學科建立與發展的初始階段。待中國高能物理學科初步建立，「十年浩劫」也告結束之後，中國物理學家才開始與國際接軌。但與本世紀上半葉有所不同的是，近代物理學，包括核物理與高能物理，早已過了學科創建與初步發展的「嬰幼兒期」乃至「青少年期」，其洶湧澎湃的發展勢頭早已減緩。在學科的平穩發展期，或者說下一場物理學革命到來之前，那種各自為陣、特色迥異的學派與傳統已逐漸淡化。

而中國，尤其在改革開放之後，作為國際高能物理領域的一員，已擁有一席之地。高能物理學家們根據所佔有的資源（包括經費、設備、隊伍），因地制宜地確定自己的研究方向，並不時地根據研究進展與國際同行的工作，而階段性地調整、改變、增減自己的研究重點與方向。一線學者多有留學、訪學或在國外從事研究工作的經歷。本土學者與國外同行不乏學術交流，「海歸」學者更具國際視野。在這種形勢下，比前30年更難以形成一個持續、穩定的研究傳統。而之前第一、二代高能物理學家所秉承的那些具有時代特色的精神傳統，在新的歷史條件下日趨淡化，唯有團隊合作、尋求交流的傳統長存，但已無本國特色。

新時期，第一代學者們原先在國家貧窮、落後之時白手起家、因陋就簡、閉門造車的客觀條件不復存在，由此而形成的一些精神傳統也因經濟、科技條件的發展而不再持續發揮主要作用。趙忠堯等老一輩高能實驗物理學家的學術譜系中，其隔代弟子能傳承其研究風格與方向者已不多見，能繼承前輩們在特定的歷史條件下所形成的精神傳統者，亦稀如鳳毛麟角。在葉銘漢的印象中，「趙老師從不把自己的工作建立在熱情的幻想上，而力求一點一滴的實際進步。……在50年代中期討論建造我國自己的加速器時，他從我國的經濟實力出發，主張先搞個在科研上有用，但能量較低的加速器，以便取得經驗。」而1980年代之後，國家經濟實力大增，高能物理實驗經費相對充足，科研條件與國外相比已遜色不多，第二、三代物理學家們已少有前輩們那種量入為出、捉襟見肘的窘迫。

趙忠堯、張文裕等老一輩高能物理學家為建成我國的高能加速器，努力了30多年，卻因經濟匱乏等原因而「七上七下」。在葉銘漢任高能所所長的4年內，北京正負電子對撞機從開工建設到最終對撞成功，實現了我國高能物理髮展史上質的飛躍，國家為此投入2.4億元。在鄭志鵬所長任內，1997年國家批准的上海同步輻射裝置工程總投資已高達12億元。此後，2003年，國家批准北京正負電子對撞機重大改造工程項目，總投資預算達到6.4億元。姑且不論通貨膨脹等因素，此次加速器的改造投資額比當初建設投資還多出4億元！相比其他領域而言，如今高能實驗物理甚至已成為科學的奢侈品。從某種意義上來說，勤儉節約的傳統此時可能只供科研競爭中的弱勢者聊以自慰了。

四

中日學術傳統對比

同處東亞，中國與日本包括粒子物理內在的近代科學無不移植自西方。作為科學後發國家，二者在粒子物理學科的建立與發展、學術譜系的成長與發育、學術傳統的形成與演變等方面具有一定程度的可比性。

日本的物理學家學術譜系中，最耀眼的無疑是長岡半太郎—仁科芳雄譜系（如圖11）。長岡半太郎（Nagaoka Hantaro）1887年開始攻讀研究生時，所研究課題就是英籍教師諾特（C.G.Knott）之前研究課題的繼續。1893年，獲得博士學位的長岡赴德國留學，期間得到發現X射線的消息，立刻將其介紹到日本國內，使日本開展起研究。1900年得到居里夫婦關於鐳的放射性實驗研究成功的消息，長岡很受啟發，於1903年提出原子結構的 「土星型原子模型」。

圖11長岡─仁科學術譜系（以粗字體表示諾貝爾獎獲得者）

1918年，在長岡的勸導下，仁科芳雄（Nishina Yoshio）立志師從於他從事物理學研究。研究生畢業後，仁科赴歐留學，師從盧瑟福、玻爾等科學大師。回到日本後，仁科成為長岡之後日本現代物理學研究的領袖。同時，他也將哥本哈根精神帶到了日本，注重理論與實驗相結合，提倡學術上的自由、民主。他還先後邀請狄拉克(P.A.M.Dirac)、海森堡（W.Heisenberg）、玻爾訪日，與國際同行保持密切的聯繫。在仁科的培養與熏陶下，湯川秀樹（Hideki Yukawa）、朝永振一郎（Sin-Itiro Tomonaga）、坂田昌一（S.Sakata）等第三代物理學家很快就脫穎而出。

圖12 日本科學家（左起：長岡半太郎、仁科芳雄、朝永振一郎、湯川秀樹。源自：http://www.nishina.riken.jp/about/history_e.html）

在引進西方科學技術之前，中國與日本走過了一段相似的發展道路，從閉關鎖國，到被西方列強以武力叩開大門。意識到落後的封建王朝決心改革，開始學習、引進西方科學技術。但不同的是，日本在學習西方科技知識的同時，全方位地借鑒、吸收了西方科學、教育的體制、機制，實現了「華麗轉身」，從此高速發展，很快成為世界強國之一。而長期受封建傳統桎梏的中國卻放不開老祖宗的遺訓，「中學為體，西學為用」，只片面地學習與引進西方的工程技術，「師夷長技」，卻不知夷技何長，故而不能制夷，卻仍為夷制。甲午戰爭的勝敗結局，宣告了日本明治維新的成功和中國洋務運動的破產。[17]勝敗之分，也反映在中日物理學家學術譜系的發源。長岡於1893年獲得博士學位時，12歲的中國第一位物理學博士李復幾還在接受家塾教育。長岡歸國後即帶領團隊開展起物理學研究，而李復幾歸國後則一直在工業部門從事技術工作，從此告別了物理學。

撇開未形成學術譜系的李復幾不論，與之同為中國第一代物理學家的胡剛復、饒毓泰在20歲前後赴美留學時，還沒有接受過系統的大學教育。他們都在美國渡過了約10年的光陰才獲得博士學位。回國後，他們為中國物理學的發展培養了大批人才。尤其使我們感興趣的是，在南京高等師範學校與南開大學，胡剛復與饒毓泰分別啟蒙了一位學生：吳有訓與吳大猷。此「二吳」是中國第一代粒子物理學家的物理啟蒙老師。

在日本，從長岡到仁科，再到湯川、朝永，由原子分子物理研究，到原子核物理、粒子物理研究，歷經三代，已開始接連做出諾貝爾獎級的成就。而在中國，從胡剛復、饒毓泰到吳有訓、吳大猷，再到張宗燧、彭桓武、胡寧等人，也是由原子分子物理研究，到原子核物理、粒子物理研究，同樣歷經三代，卻只是使粒子物理學科在中國建立，學術譜系開始形成。

在原子物理、核物理髮展的關鍵時期，日本人就較早地參與了前沿物理學研究。尤其重要的是，以長岡為代表的日本第一代物理學家的輻射作用在開明的社會體制下得到了較好地發揮。需要指出的是，長岡對仁科的培養是研究生階段的教育與訓練。這與胡剛復、饒毓泰對吳有訓、吳大猷的培養截然不同，後者只是大學階段的基礎教育。據吳大猷回憶，他在南開大學讀書時物理系的畢業生僅他一人，教授也僅有兩人，所有物理方面的課程全由饒毓泰一人講授。[18]如此簡陋的物理系，自然難以對學生進行全方位的培養。而軍閥混戰的社會環境，也根本不可能為科學教育提供有益的土壤。

仁科於1920年代赴歐洲留學時，正值量子力學創建與發展的重要時期。經過劍橋大學卡文迪什實驗室、哥廷根大學、玻爾研究所幾個世界著名的物理研究中心的培養、訓練與熏陶，仁科回到日本不久就建立了自己的研究團隊。幾個歐洲物理重鎮的科學傳統也隨之浸透了仁科研究室。理論與實驗並重，注重團隊精神，仁科實驗室很快領日本物理學研究風氣之先，並成為新的輻射中心，進而培養了朝永、湯川與坂田等世界一流的粒子物理學家。吳有訓、吳大猷回國後，除了像他們的老師一樣，在為數不多的幾個學術機構教書育人之外，他們也試圖培養、訓練學生參與物理研究實踐，在戰亂中還零星開展了研究生教育。但在這一時期，他們還很難在本土培養出優秀的物理學家。受到他們物理啟蒙的中國粒子物理的幾位拓荒者赴海外留學時才掘得其粒子物理研究的「第一桶金」。

經過兩代人的積澱，在仁科的培養下，或者說在仁科研究室優秀科研傳統的熏陶下，日本第三代物理學家朝永、湯川與坂田立足於日本國內，做出了世界一流的粒子物理研究成果。而中國第三代物理學家張宗燧、彭桓武、胡寧、朱洪元赴歐美留學時已是1930～1940年代。入門較晚倒不是他們的最大問題，問題在於他們回國之後進入了一個幾乎完全封閉甚至混亂的環境。信息閉塞，使他們難以了解西方粒子物理髮展的前沿；基礎薄弱，也使他們一時難以跟上國際同行前進的步伐。落後在先，基礎薄弱，自然很難在以他們為源頭建立的學術譜系基礎之上形成引領潮流的研究傳統。

虛心、務實的學習、引進，使得日本在科學領域「全盤西化」，造就了肥沃的科學土壤。在粒子物理髮展的黃金時期即加入世界科學競爭的行列，日本物理學家因而得以在國際同行中嶄露頭角。從引入西方科學，長岡─仁科譜系僅歷三代即取得了諾貝爾獎級的成就，且後代弟子克紹箕裘，踵事增華，傳襲優秀的學術譜系，也形成了優良的學術傳統，從而人才輩出、成果頻涌，奠定了日本粒子物理學的百年基業。而中國粒子物理學家已歷經五代，雖前赴後繼，發奮圖強，已在國際粒子物理學界擁有了一席之地，但與引領世界潮流的科學「領頭羊」尚有差距。究其原由，則不一而足。基礎薄弱、起步較晚、未能趕上粒子物理髮展的高潮期也許只能算作借口，科學與教育體制的僵化則是深層次的因由，而經世致用的傳統與現代科學精神的悖離可能才是最根本的致命毒瘤。

五

結語

由上述可見，在幾十年的發展中，中國粒子物理學家未能形成持續傳承的研究傳統；而隨著時代的進步，我國第一、二代粒子物理學家所形成的一些精神傳統，對於改革開放以後的後輩學者已難以產生顯著重要的影響。

研究傳統闕如，精神傳統淡化。這是通過對中國粒子物理學家學術譜系的考察而得出的一個自然而然的結論。高能實驗物理如此，理論粒子物理更甚。在新的歷史條件下，交流頻仍，則特色無多，「地球村」中已鮮有特立獨行者。對於當代中國粒子物理學家而言，這是走向世界的時代，但也是傳統缺失的時代。

致謝

本文為中國科協「當代中國物理學家學術譜系研究」課題研究成果。寫作過程中，筆者請教了葉銘漢、戴元本二位院士，李華鍾、韓榮典、許咨宗等多位教授，並得到了胡化凱、王大明二位教授的的悉心指教和熱心指點，在此謹致謝忱！

參考文獻：

[1] 丁兆君．20世紀中國粒子物理學的發展[D]．合肥：中國科學技術大學科技史與科技古系，2006

[2] 丁兆君．20世紀中國粒子物理學史的分期、脈絡及特點述評[J]．科學文化評論，2010，7(4)：74-84．

[3] 丁兆君，汪志榮．中國粒子物理學家學術譜系的形成與發展[J]．中國科技史雜誌，2014，35(4)：411-432．

[4] 拉里·勞丹著，方在慶譯．進步及其問題──科學增長理論芻議[M]．上海:上海譯文出版社，1991:81．

[5] 烏雲其其格，袁江洋．譜系與傳統:從日本諾貝爾獎獲獎譜系看一流科學傳統的構建[J]．自然辯證法研究，2009(7):57-63.

[6] 范岱年．尼耳斯·玻爾與中國（上）[J]．科學文化評論，2012，9(2)：5-25．

[7] 陳毓芳：張宗燧[M]//中國科學技術專家傳略·理學編·物理學卷2．北京：中國科學技術出版社，2001：188-198．

[8] 朱重遠．認認真真做學問實實在在作貢獻——我所知道的戴元本先生[J]．物理，2008，37(5)：348-351．

[9] 侯伯宇．SU3群的多項式基底及其Clebsch-Gordan係數的明顯表達式[J]．物理學報，1966，22(4)：460-470．

[10] 丁兆君，胡化凱．「七下八上」的中國高能加速器建設[J]．科學文化評論，2006，3(2)：85-104．

[11] 丁兆君，胡化凱．「層子模型」建立始末[J]．自然辯證法通訊，2007，29(4)：62-67．

[12] 何祚庥．回憶朱洪元先生對我們的教導[M]//朱洪元論文選集．北京：愛寶隆圖文，2002：312-320．

[13] 戴元本．懷念朱洪元先生[M]//朱洪元論文選集．北京：愛寶隆圖文，2002：321-322．

[14] 黃濤．回憶我的導師朱洪元先生[M]//朱洪元論文選集．北京：愛寶隆圖文，2002：329-331．

[15] 張肇西．回憶朱洪元導師指導我做研究──懷念朱洪元老師[M]//朱洪元論文選集．北京：愛寶隆圖文，2002：332-335．

[16] 杜東生．朱先生教我如何做研究[M]//朱洪元論文選集．北京：愛寶隆圖文，2002：336-337．

[17] 王冰．中國物理學史大系·中外物理交流史[M]長沙：．湖南教育出版社，2000：177．

[18] 吳大猷述，黃偉彥，葉銘漢，戴念祖整理，柳懷祖編．早期中國物理髮展之回憶[M]．上海：上海科學技術出版社，2006：6．

註：本文原刊於《自然辯證法通訊》2015年第37卷第5期，《科學春秋》獲作者授權刊發。本次刊發限于格式刪去了腳註，有興趣的讀者可參閱原刊。

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