前不久，分享了一篇日本著名物理學(xué)家湯川秀樹回憶錄《旅人》中的書摘，大家對于天才科學(xué)家為什么想當(dāng)和尚十分好奇，并對湯川秀樹和朝永振一郎的友誼（八卦）產(chǎn)生了濃厚興趣。

湯川秀樹是一位沒有到過歐美留學(xué)，在日本土生土長的理論物理學(xué)家。除了天賦，他勤奮探求、勇往直前，在當(dāng)時落后的條件下，成為首位獲得諾貝爾物理學(xué)獎的日本人，取得了巨大的成就，影響了日本現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展。

在《旅人》中，湯川秀樹回顧了他的青年時代，我們看到了一個敏思好學(xué)、寡言羞澀同時極具天賦的年輕人。但這本回憶錄中沒有談及太多高深的理論物理學(xué)知識，他甚至很少提到自己的學(xué)術(shù)成就。他娓娓道來，描述自己的家鄉(xiāng)故土、生活成長的周遭環(huán)境，聊記憶中的親人朋友、童年往事，還有自己內(nèi)向敏感的性格和遇到的種種困擾。他如此坦誠地講述自己的所思所想，毫無保留地向讀者展現(xiàn)自己走過的人生道路。

《旅人》

（日）湯川秀樹 著，周林東 譯，戈革 校

湯川的回憶停留在提出介子理論之時，也就是二十七歲的時候。他在尾聲中寫道：“我不想再從這里往后寫下去，因?yàn)槲覉猿植恍傅貜氖卵芯康哪切┤兆邮侵档梦覒涯畹?，而另一方面，?dāng)我想到自己如何日益被研究以外的事情所困擾時不免感到悲哀?！?/p>

那么，書本以外的湯川秀樹有著怎樣波瀾不驚的非凡人生？在此，與大家分享《旅人》譯者、原復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)系教授周林東撰寫的湯川秀樹傳略——

他在人生和科學(xué)的旅途上跋涉

——湯川秀樹傳略

文 | 周林東

（《旅人》《創(chuàng)造力和直覺》譯者，原復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)系教授）

湯川秀樹(Yukawa Hideki)， 理論物理學(xué)家，1907年1月23日生于日本東京，1981年9月8日卒于日本京都。

秀樹本姓小川。父小川琢治(Ogawa Takuji)，是地質(zhì)學(xué)家，曾任京都帝國大學(xué)（現(xiàn)京都大學(xué)）教授。母小川小雪(Ogawa Koyuki)，是家庭主婦。秀樹在五兄弟中排行第三，于1932年因入贅湯川家而改姓湯川，夫人名湯川澄(湯川スミ，Yukawa Sumi)。

湯川秀樹和妻子、孩子

湯川幼年受的是明治維新以前日本知識分子家庭的啟蒙教育，五六歲時即從外祖父學(xué)讀中國的儒家典籍，也從父親的藏書中見到了《老子》和《莊子》，受到很大影響。上中學(xué)之后，他因性格內(nèi)向而愛好文藝，閱讀了許多童話和小說。

他曾受到良好的學(xué)校教育。1913年入小學(xué)，成績優(yōu)異。1919—1923年讀初中，喜歡數(shù)學(xué)，關(guān)心物理實(shí)驗(yàn)，并開始接觸科學(xué)哲學(xué)方面的書籍。1923—1926年讀高中，在二年級時開始對物理學(xué)感興趣，通過有關(guān)量子理論的書籍，他意識到當(dāng)時的理論物理學(xué)正處于一種摸索前進(jìn)的狀態(tài)，于是中學(xué)畢業(yè)以后進(jìn)了京都帝國大學(xué)物理系。

當(dāng)時(1926年)正值新量子力學(xué)的理論主干漸臻完成的時期，但其影響還沒有普遍地傳到日本，學(xué)生們只能靠自學(xué)來熟悉這門新興的學(xué)問。大學(xué)三年級時，湯川和朝永振一郎(Tomonaga Shin’ichirō)等人選了玉城嘉十郎(Tamaki Kajūrō)作為自己的導(dǎo)師，但是因?yàn)橛癯且膊皇煜ば铝孔恿W(xué)，所以他們?nèi)匀灰揽孔詫W(xué)。湯川先后閱讀了E.薛定諤(Schr?dinger)、P.A.M.狄拉克(Dirac)等人的著作，并選定了這種理論作為自己畢業(yè)論文的主題。

湯川秀樹與朝永振一郎（朝永振一郎是日本第二位諾獎得主）

湯川于1929年3月從京都帝國大學(xué)畢業(yè)，留在玉城研究室任無公薪助教。當(dāng)時擺在世界理論物理學(xué)家面前的有兩個任務(wù)：

（1）進(jìn)一步發(fā)展量子理論，使它適用于電磁場之類的連續(xù)體系；

（2）將量子力學(xué)應(yīng)用于原子核的研究。

湯川起初曾致力于第一個方面的研究，但是沒有取得多大進(jìn)展，于是轉(zhuǎn)而研究原子核和宇宙射線，并經(jīng)過幾年的努力終于提出了他的介子場論。

1932年，他被聘為京都帝國大學(xué)理學(xué)部的講師；同年因結(jié)婚而遷居大阪，兼任新成立的大阪帝國大學(xué)（現(xiàn)大阪大學(xué)）理學(xué)部的講師。

1934年，他成為大阪帝國大學(xué)的專職講師，并完成了關(guān)于以介子為中介的核立場的初步構(gòu)想，在日本數(shù)學(xué)物理學(xué)會的例會上作了報告。

1935年，他把這次報告的內(nèi)容寫成了英文論文，發(fā)表在《日本數(shù)學(xué)物理學(xué)會記事》(Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan)上，題為《論基本粒子的相互作用》(On the Interaction of Elementary Particles)，但當(dāng)時并未引起國際物理學(xué)界的注意。

1953年，湯川秀樹與愛因斯坦在美國普林斯頓高等研究所（每日新聞社）

1936年，他被聘為大阪帝國大學(xué)的副教授，并出版了第一本著作《β衰變的理論》（『β線放射能の理論』）。

1937年，美國的C.D.安德森(Anderson)等人在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在所說的μ子。當(dāng)時人們認(rèn)為這可能就是湯川在他的理論中假設(shè)了的那種粒子，于是湯川理論立即受到了廣泛的重視。同一年，湯川又和坂田昌一(Sakata Shōichi)聯(lián)名發(fā)表了論文，標(biāo)題仍為《論基本粒子的相互作用》。

1938年，他又和武谷三男(Taketani Mitsuo)及小林稔(Kobayashi Minoru)合作，用相同的標(biāo)題發(fā)表了第三篇和第四篇論文，于是他的理論開始在國際上得到普遍的承認(rèn)。同年，他因理論工作的成就而獲得大阪帝國大學(xué)的博士學(xué)位。

1939年，他被聘為京都帝國大學(xué)理學(xué)部教授，由大阪遷回京都。同年夏天，他應(yīng)邀到歐洲參加討論“基本粒子及其相互作用”的索爾維會議，但因大戰(zhàn)爆發(fā)，會議沒有開成，于是他由歐洲經(jīng)美國回國。

1940年，他榮獲日本學(xué)士院恩賜獎。

1942年，他兼任了東京帝國大學(xué)（現(xiàn)東京大學(xué)）的教授。

1942年，他獲得了日本的最高獎勵——文化勛章。

大戰(zhàn)結(jié)束以后，湯川創(chuàng)辦了一份用各種西方文字出版的刊物《理論物理學(xué)進(jìn)展》(Progress of Theoretical Physics)。

1947年，美國的C.F.鮑威爾(Powell)等人發(fā)現(xiàn)了新的粒子，被證實(shí)為湯川所預(yù)言的介子，即π介子。次年，美國人用加速器首次人工制成了π介子，于是湯川理論得到了實(shí)驗(yàn)上的證實(shí)。同年，湯川應(yīng)邀赴美，任普林斯頓高等研究所的教授，1949年改任哥倫比亞大學(xué)教授，直到1953年回國時為止。

從阿道夫王子（后來的瑞典國王古斯塔夫六世）手中接過諾貝爾獎?wù)碌臏ㄐ銟?/p>

1949年，湯川由于“在有關(guān)核力的理論工作的基礎(chǔ)上預(yù)見了介子的存在”而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，成為日本獲得此獎的第一個人。他于1953年回國時，日本政府在他的母校京都大學(xué)設(shè)立了基礎(chǔ)物理學(xué)研究所，湯川任該研究所的所長，直到1970年退休時為止。

提出介子理論以后，湯川的主要興趣又回到了量子場論的基礎(chǔ)問題。他企圖克服理論中“發(fā)散困難”之類的更加根本性的困難，在1942年的《論場論的基礎(chǔ)》（「場の理論の基礎(chǔ)について」）一文中首次提出了“圓圈理論”的想法。這種想法雖然不怎么成功，但是它卻啟發(fā)了朝永振一郎的重正化理論。在此以后，湯川曾試圖發(fā)展非定域性場論，并提出過“基元域”的想法，但都沒有取得多么輝煌的成就。

1970年，湯川成為京都大學(xué)的榮譽(yù)退休教授，從那以后，他除了仍然參加一定的學(xué)術(shù)活動以外，還熱心地參加了國際上的和平運(yùn)動。他是反對核武器的《羅素-愛因斯坦宣言》的十一位簽名者之一，他多次參加世界性的和平運(yùn)動會議，并且和朝永振一郎等人在日本組織了呼吁世界和平的委員會。

湯川在晚年曾寄情于琴（三弦）、棋（圍棋）、詩（和歌）、書、畫等業(yè)余愛好。1975年以后，他的健康開始衰退，前列腺發(fā)現(xiàn)癌變，曾因患肺炎住院，1981年終于因心臟病發(fā)作而逝世。

晚年湯川秀樹在練習(xí)書法

1929—1930年，當(dāng)青年湯川開始致力于物理學(xué)的研究時，人們對原子的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了比較確切、比較詳細(xì)的認(rèn)識，而對原子核的結(jié)構(gòu)則還所知甚少。當(dāng)時人們知道的“基本粒子”，除光子外只有電子和氫核（質(zhì)子）。根據(jù)放射性衰變和某些核反應(yīng)的研究，人們覺得原子核中仿佛存在著質(zhì)子和電子，于是就提出了原子核的質(zhì)子-電子模型，認(rèn)為原子核是由這兩種粒子構(gòu)成的。

但是這種想法在理論上遇到許多困難，因?yàn)閺牧孔永碚摰幕居^點(diǎn)看來，這種想法其實(shí)是說不通的。當(dāng)然，人們早就知道，當(dāng)某些放射性物質(zhì)的原子核發(fā)生變化時，會有電子（β射線）從核中被放出，從而一種最樸素的看法就會認(rèn)為電子是核的組成部分之一。

但是，當(dāng)原子的狀態(tài)發(fā)生變化時，也會有光子被放出，而人們卻不認(rèn)為光子是原子的組成部分之一。相反，人們認(rèn)為光子是在原子的躍遷過程種被“創(chuàng)生”出來的。另一方面，至少按照量子力學(xué)測不準(zhǔn)原理的哥本哈根詮釋，像電子這樣輕的粒子，如果把它定域在像原子核那么小的空間范圍之內(nèi)，它的速度就會非常接近光速，從而它就會很快地逸出核外，而不可能在核中長久停留。此外，原子核的質(zhì)子-電子模型在解釋某些實(shí)驗(yàn)事實(shí)（例如核的自旋）方面也遇到了一些具體的困難。

1932年中子的發(fā)現(xiàn)，給人們帶來了新的光明。通過W.K.海森伯(Heisenberg)等人的努力，逐漸建立了關(guān)于核中的“交換力”的概念，并逐漸形成了原子核的質(zhì)子-中子模型。這種模型和量子理論并無矛盾，也能夠解釋當(dāng)時已知的多數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是，關(guān)于質(zhì)子和中子在核中的存在形式、分布和運(yùn)動，當(dāng)時人們?nèi)匀凰跎佟?/p>

W.K.海森伯(Heisenberg)

另一方面，中子一被發(fā)現(xiàn)，羅馬的E.費(fèi)米(Fermi)和巴黎的I.約里奧-居里(Joliot-Curie)等人就大力進(jìn)行了用中子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)，并得出了一些全新類型的核反應(yīng)。這些結(jié)果導(dǎo)致了核的“液滴模型”的提出（1936年），并終于導(dǎo)致了重核裂變的發(fā)現(xiàn)（1938年）。從此以后，人類就開始一步一步地進(jìn)入了所謂的“原子時代”。

正是在這樣的背景下，湯川提出了他的介子理論。他在海森伯、W.泡利(Pauli)和費(fèi)米的理論工作的啟發(fā)下，分析了核粒子之間的相互作用，經(jīng)過幾年的醞釀，在30年代中期提出了自己的核力理論。

W.泡利(Pauli)

在人們認(rèn)識核力以前，物質(zhì)之間已知的基本相互作用只有引力和電磁力，其他形形色色的力，例如摩擦力、范德瓦爾斯力等等都可以歸結(jié)為這兩種力。核力的認(rèn)識給人們帶來了新的局面。當(dāng)時至少已經(jīng)知道，作用在核內(nèi)各成分之間的力是很復(fù)雜的：

第一，它不能歸結(jié)為引力和電磁力；

第二，它有很強(qiáng)的成分（后世所說的“強(qiáng)相互作用”）和很弱的成分（“弱相互作用”）；

第三，它是所謂“短程力”，有一定的、很短的力程，超過這一力程，核力的作用就是微乎其微的；

第四，它表現(xiàn)所謂“飽和性”。

因此，核力的理論描述就向人們提出了一個十分困難的任務(wù)。

引力且不談，電磁相互作用的量子化導(dǎo)致了量子電動力學(xué)的誕生，而這種理論使人們進(jìn)一步認(rèn)清了“光子”的地位，也開了后世量子場論的先河。按照這種理論，“光子”是電磁場的“量子”，是在物質(zhì)間傳播電磁相互作用的“載體”。這樣，人們就第一次把一種基本粒子和一種特定的場聯(lián)系了起來，電磁力是“長程力”，它的傳播媒介即光子是以光速運(yùn)動的，從而光子的靜質(zhì)量必為零。

參照當(dāng)時還處于草創(chuàng)階段的量子電動力學(xué)，并借鑒了費(fèi)米的弱相互作用理論，湯川醞釀并創(chuàng)立了自己的核力理論。首先，他把核力設(shè)想成一種特定的場，照顧到核力的一些特點(diǎn)，他提出了這種場的（標(biāo)量）勢函數(shù)U (x,y,z,t)，這就是有名的“湯川勢”。和電磁場的勢函數(shù)不同，湯川勢滿足自己特有的偏微分方程，該方程比常見的波動方程多了一項。

U場的量子化（二次量子化）導(dǎo)致所謂U量子的概念。由于核力的短程品格，這種當(dāng)時還是純假說性的基本粒子被認(rèn)為具有非零的靜質(zhì)量。湯川推斷，這個靜質(zhì)量約為電子靜質(zhì)量的200倍。由于它的靜質(zhì)量介于電子的和質(zhì)子的靜質(zhì)量之間，因此這種粒子后來被命名為“介子”（meson）。

1954年，湯川秀樹與理查德·費(fèi)曼

在當(dāng)時的歷史條件下，湯川的這種理論意味著一次大膽的嘗試。由于它所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)較少，特別是由于當(dāng)時人類還根本沒有探測到任何類似于U量子的粒子，再加上湯川的活動基本上限于日本國內(nèi)，因此如上所述，他的理論起初并沒有引起任何“轟動”。

隨著π介子在宇宙射線中的發(fā)現(xiàn)以及它和湯川U粒子的等同化，湯川的理論才引起了國際理論物理學(xué)界的密切注意。從歷史回顧的角度看來，湯川理論的出現(xiàn)，代表了理論預(yù)見的一個光輝的實(shí)例，其意義也許只有狄拉克“正電子”概念的意義才可以與之相比。湯川的U量子概念觸發(fā)了對“介子”的大力尋索。如所周知，人們后來發(fā)現(xiàn)了多種多樣的介子，而介子物理學(xué)也變成了粒子物理學(xué)中的重要分支之一。

從思想背景上來看，湯川屬于老派的日本學(xué)者之列，他從小接受中國儒家式的教育，尤其受道家思想的影響很深，自稱沒有受過亞里斯多德哲學(xué)的“腐蝕”，他所愛好的也多是東方文化中的東西。

湯川在東京羽田國際機(jī)場，正準(zhǔn)備出發(fā)前往美國

攝于1950年9月1日（朝日新聞社）

他性情孤僻，不好交際，不善辭令，不追求新奇，講課也平淡無奇，不太引人入勝。但是他思想開闊，勇于探索，這就引導(dǎo)他終于在理論物理學(xué)中取得了不同凡響的成績。他后來得到的國際聲望，加強(qiáng)了他在日本學(xué)術(shù)界中的地位，而日本物理學(xué)的興盛和現(xiàn)代化，在許多方面也是和他的影響分不開的。

事實(shí)上，在他的領(lǐng)導(dǎo)下，京都大學(xué)的基礎(chǔ)物理學(xué)研究所不但開展了常規(guī)理論物理學(xué)的研究，而且成了在日本較早地致力于生物物理學(xué)和宇宙學(xué)之類的新學(xué)科的學(xué)術(shù)中心之一。

此外，如上所述，經(jīng)歷了一代戰(zhàn)爭動亂的湯川，對國際和平和人類前途也是密切關(guān)心的。從這許多方面來看，他不失為歷史上一位偉大的學(xué)者！

文 獻(xiàn)

原始文獻(xiàn)：

[1] H.Yukawa, Scientific works, Iwanami Shoten, Publishers, 1979.

[2] H.Yukawa, Creativity and intuition, Kodansha International, 1973（中譯本：湯川秀樹，創(chuàng)造力和直覺，復(fù)旦大學(xué)出版社，1987年）。

[3] H.Yukawa, Tabibito (The Traveler), World Scientific Publishing Co. 1982.

研究文獻(xiàn)：

[1] 黃友謀，湯川秀樹的思想的簡單評介，自然辯證法研究通訊（1964），第29—31頁。

[2] 桑原武夫（編）,世界伝記大事典（第五卷）,ほろぷ出版，1978。

[3] 桑原武夫、井上健、小沼通二（編）,湯川秀樹, 日本放送出版協(xié)會，1984。

[4] L.M. Brown, Hideki Yukawa and the meson theory, Physics Today, 39(1986)12, pp. 55-62.

作者簡介

周林東

《旅人》《創(chuàng)造力和直覺》譯者，原復(fù)旦大學(xué)哲學(xué)系教授。

湯川是典型的天才，他有他自己的哲學(xué)

日本首位諾獎得主波瀾不驚的非凡人生

《旅人》

（日）湯川秀樹 著，周林東 譯

書號：9787532790067

定價：45元

出版時間：2022年11月

上海譯文出版社

內(nèi)容簡介

“我作為一個科學(xué)家而成長起來的道路，就是我作為一個人所走過的同一條道路。”

出生于學(xué)者家庭的湯川秀樹寡言羞澀，敏思好學(xué)，從小便展現(xiàn)出在理科方面的天賦。年至五十，他提筆記錄下自己的童年和青年時期，回顧自己如何與物理學(xué)結(jié)緣并最終提出介子論。

湯川以恬靜質(zhì)樸的文字，描寫了自己作為一名旅人和一名荒野的開拓者，在人生的道路和探索學(xué)問的道路上所看到的風(fēng)景。

作者簡介

湯川秀樹（1907—1981）,日本著名物理學(xué)家。1907年出生于東京。畢業(yè)于京都帝國大學(xué)（現(xiàn)京都大學(xué)）理學(xué)部物理學(xué)科。1938年取得大阪帝國大學(xué)（現(xiàn)大阪大學(xué)）理學(xué)博士學(xué)位。1939年起任京都帝國大學(xué)教授，次年獲學(xué)士院恩賜獎。1942年兼任東京帝國大學(xué)（現(xiàn)東京大學(xué)）教授，次年獲文化勛章。1948年赴美國，在普林斯頓高等研究所任客座教授，后于次年7月起任哥倫比亞大學(xué)客座教授、教授。1949年10月因其創(chuàng)立介子理論獲諾貝爾物理學(xué)獎，開日本獲諾獎之先河。1981年于京都病逝。

原標(biāo)題：《日本首位諾獎得主湯川秀樹：在人生和科學(xué)的旅途上跋涉》

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