九乡新闻网遨游浏览器 论坛:科研体会（朱棣文
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/04/29 04:15:03
科研体会（朱棣文）
科学家应具备哪些素质？ 朱棣文对本报记者谈他的成功之道
需要强烈的好奇心和毅力
问：您认为，要成为一个有创见的物理学家应具备哪些基本素质，特别是年轻一代科学家应该为此作哪些准备？
答：对于要成为一名优秀的物理学家所具备的素质，首先必须是要有好奇心，对于自然的好奇，对于普遍事物的好奇。据我所知的优秀物理学家，他们对于所有事物都非常好奇。他们想探知事物的规律，他们具有看到事物最为本质一面的本领。作为物理学家，他们能够将事物归纳为最基本的简单而重要的法则，并通过这些基本法则去了解许多其它事物。他们所了解的事物不单单是一个清单，或对个别事物的认识，而是将对它们的认识归纳成为一种普遍的认识。这些素质都是应该具有的。另外，优秀的科学家必须要有恒心。他们在研究实验过程中不断努力，努力再努力，锲而不舍。此外，优秀的科学家一般都有很强的自信心，相信自己的判断。自信是非常重要的一种素质。
对于年轻的科学家所需做的准备就是努力去具备我前面所讲的那些优秀科学家的素质。他们必须受到很好的训练，习惯长时间的工作，必须具备化繁为简的本领，有时你会阅读一篇内容非常复杂、有许多公式的科学报告，优秀科学家能够将其内容观点进行提纲挈领，并转化成自己的语言，将其转化成对于他们而言非常自然的东西。如果用他们的语言进行复述，讲法肯定完全不一样，但是所领会的实质是完全一样的。所以对事物的理解不仅仅是简单的记忆，而是将其简单化，并转化为自己的语言，那时你就真正理解了。一旦你理解了，你就会很容易记住。说实话，我的记性很差，我很难记住名字，但是对于接受一个观点，我会将其简单化，记住它将毫无问题，我可以永远记住。人的大脑结构是不同的，有些人记名字非常容易，但对于理解观点则非常吃力，我正好相反。学习科学、思考科学或研读科学论文与学习别人如何做事情是不同的。你必须做到你已经真正吸收掌握它了，当你再次回想或运用时，你要觉得它似乎就是由你自己发明出来的一样。你必须看到那些别人已经看过但没有发现的东西。你如何才能做到这一点呢？有两种途径，要么你有先进的设备使你具备别人不具备的条件，比如伽利略的天文望远镜，这样你无需非常聪慧，只要使用这些先进设备，你就可以研究出新成果；要么，你能尝试将问题“内在消化”，使其成为一种直觉，这样当你进行研究时，直觉会引导你走向成功。当然，毅力是一种非具备不可的素质。
常有危机感：担心思维枯竭
问：10年前，有记者采访您时，您称自己在家庭中是一个“慢节奏”的人，还说当你在做物理实验时，总有某种危机感，那么在您获得了诺贝尔奖后是否改变了上述想法？
答：不，我并不是非常聪明，我的智商并没有上升，也许它还有所下降。瞧，我不是爱因斯坦。我并不是人们所认为的聪明的那种人，能在非常短的时间内阅读某种文章，并复述出来或迅速理解非常复杂的东西。事实上，我至今仍存在着某种危机感，这主要有两方面，其一，担心自己的思维已经枯竭，不能跟上新观念的发展；其二是我一直有这种担心，觉得这已是自己最好且是最后的观点而不能更上一层楼，你再也无法成功地完成一项非常艰巨的实验。
斯坦福大学成功的秘密
问：您所在的斯坦福大学被认为是当今世界一流的研究性大学，不仅培养了几十位诺贝尔奖获得者，而且为旧金山湾区的经济繁荣作出了极大贡献，是否能谈谈斯坦福大学的成功秘诀？
答：事实上，美国的所有大学都想知道斯坦福大学的秘密。在斯坦福大学的历史上共有二十多位学者获得了诺贝尔奖。在物理系，目前健在的诺贝尔奖得主共有六位。对于一所大学而言，如果有了优秀的人才，就会吸引更多的人才前来。1987年在我来到斯坦福大学之前，我有三个选择，但是最终我选择了斯坦福。在此之前，我在贝尔实验室工作了九年。我的一位朋友开始选择了加州大学伯克利分校，我鼓励他来到斯坦福，他最终也获得了诺贝尔奖。事实上我还鼓励另一位朋友来，没有成功，不然他也可能获得诺贝尔奖。这也许就是物以类聚的原因吧。斯坦福具有极优秀的人才，所以它也更能吸引更多优秀的人才。
谈到斯坦福的著名就必须谈到硅谷，斯坦福的很多学生留在这个地区创办公司。成百上千的公司，许多公司非常成功，时至今日，仍然有许多公司在迅速发展成为重要的公司。
我认为斯坦福大学给予了所有学生一种态度，使他们能独立思考，一旦有好主意，他们就白手起家创办公司而不考虑这将会有多少困难。这种态度就是只要有可能，我就可以做。我的同学已经做到了，那么我也能做。这同科学研究上的态度一样，你必须使你自己相信这是可能的，你不必模仿他人。我没有读过他的理论，但我有更好的主意，我就去尝试做。这就是自信心，自信心会让你成功，即使你没有受到过商业上的训练。有人告诉我全美合伙企业资金的百分之四十在硅谷，斯坦福首当其冲，接着有资金的人就会前来寻找合伙人，这样就会得到充足的资金，许多斯坦福的毕业生一毕业就创办了自己的公司，他们的研究领域不一定是物理、化学、生物，可以是计算机、网络、软件或其它。
未来物理学的发展方向
问：现在距离2000年只有500天不到了，您是否能展望一下未来几年里物理学的发展方向？
答：这是一个非常难回答的问题，我尽量回答。但是我必须提醒你从历史上看，重要的或最重要的发展是难以预测的，你必须记住这一点。你不能也无法预测过于遥远的事情。尽管这么说，我认为很多领域将会取得飞跃。人类在物理学上已能够更好地控制原子、控制原子特性，可以制造出新的原子般大小的物质。这种发展对电子工业和生物工业的推动是非常巨大的。所以我认为物理学和生物学将会越来越接近。如在物理学上，人们可以控制原子、分子，而这可以被用于生物学，其间的潜力将是难以估量的。
学发现的几点体会（丁肇中）
发信站: 费城中国人 (2002年10月31日21:57:03 星期四), 站内信件
1964年，在哈佛和 的味 大学进行的一个实验表明，电子的半径在10－13至10－14厘米左右，这个实验结果与理论预言不符。1948年所作出的理论预言认为，电子是没有半径的。
我当时刚刚获得博士学位，认为应该重复一下这个实验。可是在美国，所有的人都认为这是第一流的专家所做的实验，不必来重复这个实验。所以，直到1965年，我到了现在德国的同步加速器实验室，才有机会来重复这个实验。
1966年，我们用不同的方法做了一个实验，发现电子的半径确实小得无法测量。我们的实验结果和理论的预言是完全符合的。完全的符合就表示电子没有半径。
所以，我向年轻的科学家要讲的第一个体会，就是不要盲从专家的结论。
20世纪70年代，人们已经知道所有的基本粒子是由3种夸克来组成的。我的问题是，为什么只有3种夸克？为了寻找新夸克，我决定建造一个高灵敏度的探测器。这个实验比较困难，同时所有的人都认为只有3种夸克，因为3种夸克可以解释所有的现象，所以这个实验在费米国家实验室和西欧核子中心被拒绝了，所有的加速器都不愿意做这个实验，认为是不可能的。
终于在1972到1974年之间，我们在布鲁克海文国家实验室用一个比较低能的加速器来做这个实验。当我们完成这个实验时，我们发现了一种新的夸克。这就表示，以前说只有3种夸克的观念是错的，有第四种夸克。有了第四种，那可能就有第五种、第六种，把以往的观念改变了。
所以，我的第二个体会是：对于自己应该有信心，做你自己认为是正确的事情。
我们现在已经知道，所有的粒子都有反粒子。反物质的存在是1927年由英国科学家狄拉克提出来的。他注意到，在相对论和量子力学中，质量都是成平方的。质量成平方，就可以表示成（质量）×（质量），也可以表示为（－质量）×（－质量）。所以狄拉克就问：负质量有什么意义？从这儿就推测到反物质理论。
这表明两个事情：第一，拿诺贝尔奖是非常容易的；第二，一个天才和一个神经不正常的人的距离是很小的。
现在，我们在做一个在国际太空站上找反物质宇宙线和暗物质的实验，发现了很多想象不到的现象。第一个不能想象的结果是发现在赤道上面，正电子数目比负电子数目多4倍。第二个比较难以解释的，就是在赤道上空有离地面400公里、长4200公里、厚10公里、能量达40亿电子伏特级的质子环，进去和出来的质子是一样多。
我有一个“理论”，绝对正确，可以告诉大家。在加速器实验的发展史上，过去50年里面，尽管我们为了获得经费，要写一个申请报告书，设定一个目标，说服政府的人投钱做加速器实验，可是往往实际的发现跟原来的目标根本没有关系。
我已经花费了很多时间，解释我最新的实验怎么重要，可以找暗物质、找反物质。但是，根据以前的经验，要是有发现的话，跟我刚才所说的目标可能一点关系也没有。原因是，这是一个到太空中的质谱仪，是在探测一个全新的领域。
所以我的第四个体会就是：要实现你的目标的话，最重要的是要有好奇心，对自己所做的事情有兴趣，不能因为别人反对你就停止。而且，你对意外的现象要有充分的准备。
美与物理学 （杨振宁）
十九世纪物理学的三项最高成就是热力学、电磁学与统计力学。其中统计力学奠基于麦克斯韦（J. Maxwell , 1831 - 1879）、波耳兹曼（L. Boltzmann , 1844 - 1905）与吉布斯（W. Gibbs , 1839- 1903）的工作。波耳兹曼曾经说过：
一位音乐家在听到几个音节后，即能辨认出莫扎特（Mozart）、贝多芬（Beethoven）或舒伯特（Schubert）的音乐。 同样，一位数学家或物理学家也能在读了数页文字后辨认出柯西（Cauchy）、高斯（Gauss）、雅可比（Jacobi）、亥姆霍兹（Helmholtz）或克尔期豪夫（Kirchhoff）的工作。
对于他的这一段话也许有人会发生疑问：科学是研究事实的，事实就是事实， 那里会有甚么风格？ 关于这一点我曾经有过如下的讨论：
让我们拿物理学来讲吧。物理学的原理有它的结构。这个结构有它的美和妙的地方。而各个物理学工作者，对于这个结构的不同的美和妙的地方，有不同的感受。因为大家有不同的感受，所以每位工作者就会发展他自己独特的研究方向和研究方法。也就是说他会形成他自己的风格。
今天我的演讲就是要尝试阐述上面这一段话。我们先从两位著名物理学家的风格讲起。
一、狄拉克
狄拉克（P. Dirac , 1902 - 1984）是二十世纪一位大物理学家。关于他的故事很多。譬如：有一次狄拉克在普林斯顿大学演讲。演讲完毕，一位听众站起来说：“我有一个问题请回答：我不懂怎么可以从公式（2）推导出来公式（5）。 ”狄拉克不答。 主持者说：“狄拉克教授，请回答他的问题。”狄拉克说：“他并没有问问题，只说了一句话。”
这个故事所以流传极广是因为它确实描述了狄拉克的一个特点：话不多，而其内含有简单、直接、原始的逻辑性。一旦抓住了他独特的、别人想不到的逻辑，他的文章读起来便很通顺，就像“秋水文章不染尘”，没有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。
狄拉克最了不得的工作是1928年发表的两篇短文，写下了狄拉克方程：
(D) (略)
这个简单的方程式是惊天动地的成就，是划时代的里程碑：它对原子结构及分子结构都给予了新的层面和新的极准确的了解。没有这个方程，就没有今天的原子、分子物理学与化学。没有狄拉克引进的观念就不会有今天医院里通用的核磁共振成像（MRI）技术， 不过此项技术实在只是狄拉克方程的一项极小的应用。
狄拉克方程“无中生有、 石破天惊”地指出为甚么电子有“ 自旋”（spin）， 而且为甚么“自旋角动量”是1 / 2而不是整数。初次了解此中奥妙的人都无法不惊叹其为“神来之笔”，是别人无法想到 的妙算。 当时最负盛名的海森伯（W. Heisenberg , 1901 -1976）看了狄拉克的文章，无法了解狄拉克怎么会想出此神来之笔，于1928年5月3日给泡利（W. Pauli , 1900 - 1958）写了一封信描述了他的烦恼：
为了不持续地被狄拉克所烦扰，我换了一个题目做，得到了一些成果。（按：这成果是另一项重要贡献：磁铁为甚么是磁铁。）
狄拉克方程之妙处虽然当时立刻被同行所认识，可是它有一项前所未有的特性，叫做“负能”现象，这是大家所绝对不能接受的。狄拉克的文章发表以后三年间关于负能现象有了许多复杂的讨论，最后于1931年狄拉克又大胆提出 “ 反 粒 子 ” 理 论 （ Theory of Antiparticles ） 来解释负能现象。 这个理论当时更不为同行所接受， 因而流传了许多半羡慕半嘲弄的故事。 直到1932年秋安 德 森（C.D. Anderson , 1905 - 1991）发现了电子的反粒子以后，大家才渐渐认识到反粒子理论又是物理学的另一个里程碑。
二十世纪的物理学家中，风格最独特的就数狄拉克了。我曾想把他的文章的风格写下来给我的文、史、艺术方面的朋友们看，始终不知如何下笔。去年偶然在香港大公报大公园一栏上看到一篇文章，其中引了高适（700 - 765）在《答侯少府》中的诗句： “性灵出万象，风骨超常伦。”我非常高兴，觉得用这两句诗来描述狄拉克方程和反粒子理论是再好没有了：一方面狄拉克方程确实包罗万象，而用“出”字描述狄拉克的灵感尤为传神。另一方面，他于1928年以后四年间不顾玻尔（N. Bohr , 1885 - 1962）、海森伯、泡利等当时的大物理学家的冷嘲热讽，始终坚持他的理论，而最后得到全胜，正合“风骨超常伦”。
可是甚么是“性灵”呢？这两个字联起来字典上的解释不中肯。若直觉地把“性情”、“本性”、“心灵”、“灵魂”、“灵感”、“灵犀”、 “圣灵”（Ghost）等加起来似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路，而这恰巧是狄拉克方程之精神。刚好此时我和香港中 文大学童元方博士谈到《二十一世纪》1996年6月号钱锁桥的一篇文章，才知道袁宏道（1568 - 1610）（和后来的周作人〔1885 -1967〕， 林语堂〔1895 - 1976〕等）的性灵论。袁宏道说他的弟弟袁中道（1570 - 1623）的诗是“独抒性灵，不拘格套”， 这也正是狄拉克作风的特征。“非从自己的胸臆流出，不肯下笔”，又正好描述了狄拉克的独创性！
二、海森伯
比狄拉克年长一岁的海森伯是二十世纪另一位大物理学家，有人认为他比狄拉克还要略高一筹。他于1925年夏天写了一篇文章，引导出了量子力学的发展。 三十八年以后科学史家库恩（T. Kuhn ,1922 - 1996）访问他，谈到构思那个工作时的情景。海森伯说：
爬山的时候，你想爬某个山峰，但往往到处是雾……你有地图，或别的索引之类的东西，知道你的目的地， 但是仍堕入雾中。 然后……忽然你模糊地， 只在数秒钟的功夫， 自雾中看到一些形象，你说：“哦，这就是我要找的大石。”整个情形自此而发生了突变，因为虽然你仍不知道你能不能爬到那块大石，但是那一瞬间你说：“我现在知道我在甚么地方了。我必须爬近那块大石，然后就知道该如何前进了。”
这段谈话生动地描述了海森伯1925年夏摸索前进的情形。要了解当时的气氛，必须知道自从1913年玻尔提出了他的原子模型以后，物理学即进入了一个非常时代： 牛顿（I. Newton , 1642 - 1727）力学的基础发生了动摇，可是用了牛顿力学的一些观念再加上一些新的往往不能自圆其说的假设，却又可以准确地描述许多原子结构方面奇特的实验结果。奥本海默（J.R. Oppenheimer , 1904 - 1967）这样描述这个不寻常的时代：
那是一个在实验室里耐心工作的时代，有许多关键性的实验和大胆的决策，有许多错误的尝试和不成熟的假设。那是一个真挚通讯与匆忙会议的时代，有许多激烈的辩论和无情的批评，里面充满了巧妙的数学性的挡架方法。
对于那些参加者，那是一个创新的时代，自宇宙结构的新认识中他们得到了激奋，也尝到了恐惧。这段历史恐怕永远不会被完全纪录下来。 要写这段历史须要有像写 迪帕斯（Oedipus）或写克伦威尔（Cromwell）那样的笔力，可是由于涉及的知识距离日常生活是如此遥远，实在很难想像有任何诗人或史家能胜任。 1925年夏天，23岁的海森伯在雾中摸索，终于摸到了方向，写了上 面所提到的那篇文章。 有人说这是三百年来物理学史上继牛顿的《数学原理》以后影响最深远的一篇文章。
科学家应具备哪些素质？ 朱棣文对本报记者谈他的成功之道
需要强烈的好奇心和毅力
问：您认为，要成为一个有创见的物理学家应具备哪些基本素质，特别是年轻一代科学家应该为此作哪些准备？
答：对于要成为一名优秀的物理学家所具备的素质，首先必须是要有好奇心，对于自然的好奇，对于普遍事物的好奇。据我所知的优秀物理学家，他们对于所有事物都非常好奇。他们想探知事物的规律，他们具有看到事物最为本质一面的本领。作为物理学家，他们能够将事物归纳为最基本的简单而重要的法则，并通过这些基本法则去了解许多其它事物。他们所了解的事物不单单是一个清单，或对个别事物的认识，而是将对它们的认识归纳成为一种普遍的认识。这些素质都是应该具有的。另外，优秀的科学家必须要有恒心。他们在研究实验过程中不断努力，努力再努力，锲而不舍。此外，优秀的科学家一般都有很强的自信心，相信自己的判断。自信是非常重要的一种素质。
对于年轻的科学家所需做的准备就是努力去具备我前面所讲的那些优秀科学家的素质。他们必须受到很好的训练，习惯长时间的工作，必须具备化繁为简的本领，有时你会阅读一篇内容非常复杂、有许多公式的科学报告，优秀科学家能够将其内容观点进行提纲挈领，并转化成自己的语言，将其转化成对于他们而言非常自然的东西。如果用他们的语言进行复述，讲法肯定完全不一样，但是所领会的实质是完全一样的。所以对事物的理解不仅仅是简单的记忆，而是将其简单化，并转化为自己的语言，那时你就真正理解了。一旦你理解了，你就会很容易记住。说实话，我的记性很差，我很难记住名字，但是对于接受一个观点，我会将其简单化，记住它将毫无问题，我可以永远记住。人的大脑结构是不同的，有些人记名字非常容易，但对于理解观点则非常吃力，我正好相反。学习科学、思考科学或研读科学论文与学习别人如何做事情是不同的。你必须做到你已经真正吸收掌握它了，当你再次回想或运用时，你要觉得它似乎就是由你自己发明出来的一样。你必须看到那些别人已经看过但没有发现的东西。你如何才能做到这一点呢？有两种途径，要么你有先进的设备使你具备别人不具备的条件，比如伽利略的天文望远镜，这样你无需非常聪慧，只要使用这些先进设备，你就可以研究出新成果；要么，你能尝试将问题“内在消化”，使其成为一种直觉，这样当你进行研究时，直觉会引导你走向成功。当然，毅力是一种非具备不可的素质。
常有危机感：担心思维枯竭
问：10年前，有记者采访您时，您称自己在家庭中是一个“慢节奏”的人，还说当你在做物理实验时，总有某种危机感，那么在您获得了诺贝尔奖后是否改变了上述想法？
答：不，我并不是非常聪明，我的智商并没有上升，也许它还有所下降。瞧，我不是爱因斯坦。我并不是人们所认为的聪明的那种人，能在非常短的时间内阅读某种文章，并复述出来或迅速理解非常复杂的东西。事实上，我至今仍存在着某种危机感，这主要有两方面，其一，担心自己的思维已经枯竭，不能跟上新观念的发展；其二是我一直有这种担心，觉得这已是自己最好且是最后的观点而不能更上一层楼，你再也无法成功地完成一项非常艰巨的实验。
斯坦福大学成功的秘密
问：您所在的斯坦福大学被认为是当今世界一流的研究性大学，不仅培养了几十位诺贝尔奖获得者，而且为旧金山湾区的经济繁荣作出了极大贡献，是否能谈谈斯坦福大学的成功秘诀？
答：事实上，美国的所有大学都想知道斯坦福大学的秘密。在斯坦福大学的历史上共有二十多位学者获得了诺贝尔奖。在物理系，目前健在的诺贝尔奖得主共有六位。对于一所大学而言，如果有了优秀的人才，就会吸引更多的人才前来。1987年在我来到斯坦福大学之前，我有三个选择，但是最终我选择了斯坦福。在此之前，我在贝尔实验室工作了九年。我的一位朋友开始选择了加州大学伯克利分校，我鼓励他来到斯坦福，他最终也获得了诺贝尔奖。事实上我还鼓励另一位朋友来，没有成功，不然他也可能获得诺贝尔奖。这也许就是物以类聚的原因吧。斯坦福具有极优秀的人才，所以它也更能吸引更多优秀的人才。
谈到斯坦福的著名就必须谈到硅谷，斯坦福的很多学生留在这个地区创办公司。成百上千的公司，许多公司非常成功，时至今日，仍然有许多公司在迅速发展成为重要的公司。
我认为斯坦福大学给予了所有学生一种态度，使他们能独立思考，一旦有好主意，他们就白手起家创办公司而不考虑这将会有多少困难。这种态度就是只要有可能，我就可以做。我的同学已经做到了，那么我也能做。这同科学研究上的态度一样，你必须使你自己相信这是可能的，你不必模仿他人。我没有读过他的理论，但我有更好的主意，我就去尝试做。这就是自信心，自信心会让你成功，即使你没有受到过商业上的训练。有人告诉我全美合伙企业资金的百分之四十在硅谷，斯坦福首当其冲，接着有资金的人就会前来寻找合伙人，这样就会得到充足的资金，许多斯坦福的毕业生一毕业就创办了自己的公司，他们的研究领域不一定是物理、化学、生物，可以是计算机、网络、软件或其它。
未来物理学的发展方向
问：现在距离2000年只有500天不到了，您是否能展望一下未来几年里物理学的发展方向？
答：这是一个非常难回答的问题，我尽量回答。但是我必须提醒你从历史上看，重要的或最重要的发展是难以预测的，你必须记住这一点。你不能也无法预测过于遥远的事情。尽管这么说，我认为很多领域将会取得飞跃。人类在物理学上已能够更好地控制原子、控制原子特性，可以制造出新的原子般大小的物质。这种发展对电子工业和生物工业的推动是非常巨大的。所以我认为物理学和生物学将会越来越接近。如在物理学上，人们可以控制原子、分子，而这可以被用于生物学，其间的潜力将是难以估量的。
学发现的几点体会（丁肇中）
发信站: 费城中国人 (2002年10月31日21:57:03 星期四), 站内信件
1964年，在哈佛和 的味 大学进行的一个实验表明，电子的半径在10－13至10－14厘米左右，这个实验结果与理论预言不符。1948年所作出的理论预言认为，电子是没有半径的。
我当时刚刚获得博士学位，认为应该重复一下这个实验。可是在美国，所有的人都认为这是第一流的专家所做的实验，不必来重复这个实验。所以，直到1965年，我到了现在德国的同步加速器实验室，才有机会来重复这个实验。
1966年，我们用不同的方法做了一个实验，发现电子的半径确实小得无法测量。我们的实验结果和理论的预言是完全符合的。完全的符合就表示电子没有半径。
所以，我向年轻的科学家要讲的第一个体会，就是不要盲从专家的结论。
20世纪70年代，人们已经知道所有的基本粒子是由3种夸克来组成的。我的问题是，为什么只有3种夸克？为了寻找新夸克，我决定建造一个高灵敏度的探测器。这个实验比较困难，同时所有的人都认为只有3种夸克，因为3种夸克可以解释所有的现象，所以这个实验在费米国家实验室和西欧核子中心被拒绝了，所有的加速器都不愿意做这个实验，认为是不可能的。
终于在1972到1974年之间，我们在布鲁克海文国家实验室用一个比较低能的加速器来做这个实验。当我们完成这个实验时，我们发现了一种新的夸克。这就表示，以前说只有3种夸克的观念是错的，有第四种夸克。有了第四种，那可能就有第五种、第六种，把以往的观念改变了。
所以，我的第二个体会是：对于自己应该有信心，做你自己认为是正确的事情。
我们现在已经知道，所有的粒子都有反粒子。反物质的存在是1927年由英国科学家狄拉克提出来的。他注意到，在相对论和量子力学中，质量都是成平方的。质量成平方，就可以表示成（质量）×（质量），也可以表示为（－质量）×（－质量）。所以狄拉克就问：负质量有什么意义？从这儿就推测到反物质理论。
这表明两个事情：第一，拿诺贝尔奖是非常容易的；第二，一个天才和一个神经不正常的人的距离是很小的。
现在，我们在做一个在国际太空站上找反物质宇宙线和暗物质的实验，发现了很多想象不到的现象。第一个不能想象的结果是发现在赤道上面，正电子数目比负电子数目多4倍。第二个比较难以解释的，就是在赤道上空有离地面400公里、长4200公里、厚10公里、能量达40亿电子伏特级的质子环，进去和出来的质子是一样多。
我有一个“理论”，绝对正确，可以告诉大家。在加速器实验的发展史上，过去50年里面，尽管我们为了获得经费，要写一个申请报告书，设定一个目标，说服政府的人投钱做加速器实验，可是往往实际的发现跟原来的目标根本没有关系。
我已经花费了很多时间，解释我最新的实验怎么重要，可以找暗物质、找反物质。但是，根据以前的经验，要是有发现的话，跟我刚才所说的目标可能一点关系也没有。原因是，这是一个到太空中的质谱仪，是在探测一个全新的领域。
所以我的第四个体会就是：要实现你的目标的话，最重要的是要有好奇心，对自己所做的事情有兴趣，不能因为别人反对你就停止。而且，你对意外的现象要有充分的准备。
美与物理学 （杨振宁）
十九世纪物理学的三项最高成就是热力学、电磁学与统计力学。其中统计力学奠基于麦克斯韦（J. Maxwell , 1831 - 1879）、波耳兹曼（L. Boltzmann , 1844 - 1905）与吉布斯（W. Gibbs , 1839- 1903）的工作。波耳兹曼曾经说过：
一位音乐家在听到几个音节后，即能辨认出莫扎特（Mozart）、贝多芬（Beethoven）或舒伯特（Schubert）的音乐。 同样，一位数学家或物理学家也能在读了数页文字后辨认出柯西（Cauchy）、高斯（Gauss）、雅可比（Jacobi）、亥姆霍兹（Helmholtz）或克尔期豪夫（Kirchhoff）的工作。
对于他的这一段话也许有人会发生疑问：科学是研究事实的，事实就是事实， 那里会有甚么风格？ 关于这一点我曾经有过如下的讨论：
让我们拿物理学来讲吧。物理学的原理有它的结构。这个结构有它的美和妙的地方。而各个物理学工作者，对于这个结构的不同的美和妙的地方，有不同的感受。因为大家有不同的感受，所以每位工作者就会发展他自己独特的研究方向和研究方法。也就是说他会形成他自己的风格。
今天我的演讲就是要尝试阐述上面这一段话。我们先从两位著名物理学家的风格讲起。
一、狄拉克
狄拉克（P. Dirac , 1902 - 1984）是二十世纪一位大物理学家。关于他的故事很多。譬如：有一次狄拉克在普林斯顿大学演讲。演讲完毕，一位听众站起来说：“我有一个问题请回答：我不懂怎么可以从公式（2）推导出来公式（5）。 ”狄拉克不答。 主持者说：“狄拉克教授，请回答他的问题。”狄拉克说：“他并没有问问题，只说了一句话。”
这个故事所以流传极广是因为它确实描述了狄拉克的一个特点：话不多，而其内含有简单、直接、原始的逻辑性。一旦抓住了他独特的、别人想不到的逻辑，他的文章读起来便很通顺，就像“秋水文章不染尘”，没有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。
狄拉克最了不得的工作是1928年发表的两篇短文，写下了狄拉克方程：
(D) (略)
这个简单的方程式是惊天动地的成就，是划时代的里程碑：它对原子结构及分子结构都给予了新的层面和新的极准确的了解。没有这个方程，就没有今天的原子、分子物理学与化学。没有狄拉克引进的观念就不会有今天医院里通用的核磁共振成像（MRI）技术， 不过此项技术实在只是狄拉克方程的一项极小的应用。
狄拉克方程“无中生有、 石破天惊”地指出为甚么电子有“ 自旋”（spin）， 而且为甚么“自旋角动量”是1 / 2而不是整数。初次了解此中奥妙的人都无法不惊叹其为“神来之笔”，是别人无法想到 的妙算。 当时最负盛名的海森伯（W. Heisenberg , 1901 -1976）看了狄拉克的文章，无法了解狄拉克怎么会想出此神来之笔，于1928年5月3日给泡利（W. Pauli , 1900 - 1958）写了一封信描述了他的烦恼：
为了不持续地被狄拉克所烦扰，我换了一个题目做，得到了一些成果。（按：这成果是另一项重要贡献：磁铁为甚么是磁铁。）
狄拉克方程之妙处虽然当时立刻被同行所认识，可是它有一项前所未有的特性，叫做“负能”现象，这是大家所绝对不能接受的。狄拉克的文章发表以后三年间关于负能现象有了许多复杂的讨论，最后于1931年狄拉克又大胆提出 “ 反 粒 子 ” 理 论 （ Theory of Antiparticles ） 来解释负能现象。 这个理论当时更不为同行所接受， 因而流传了许多半羡慕半嘲弄的故事。 直到1932年秋安 德 森（C.D. Anderson , 1905 - 1991）发现了电子的反粒子以后，大家才渐渐认识到反粒子理论又是物理学的另一个里程碑。
二十世纪的物理学家中，风格最独特的就数狄拉克了。我曾想把他的文章的风格写下来给我的文、史、艺术方面的朋友们看，始终不知如何下笔。去年偶然在香港大公报大公园一栏上看到一篇文章，其中引了高适（700 - 765）在《答侯少府》中的诗句： “性灵出万象，风骨超常伦。”我非常高兴，觉得用这两句诗来描述狄拉克方程和反粒子理论是再好没有了：一方面狄拉克方程确实包罗万象，而用“出”字描述狄拉克的灵感尤为传神。另一方面，他于1928年以后四年间不顾玻尔（N. Bohr , 1885 - 1962）、海森伯、泡利等当时的大物理学家的冷嘲热讽，始终坚持他的理论，而最后得到全胜，正合“风骨超常伦”。
可是甚么是“性灵”呢？这两个字联起来字典上的解释不中肯。若直觉地把“性情”、“本性”、“心灵”、“灵魂”、“灵感”、“灵犀”、 “圣灵”（Ghost）等加起来似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路，而这恰巧是狄拉克方程之精神。刚好此时我和香港中 文大学童元方博士谈到《二十一世纪》1996年6月号钱锁桥的一篇文章，才知道袁宏道（1568 - 1610）（和后来的周作人〔1885 -1967〕， 林语堂〔1895 - 1976〕等）的性灵论。袁宏道说他的弟弟袁中道（1570 - 1623）的诗是“独抒性灵，不拘格套”， 这也正是狄拉克作风的特征。“非从自己的胸臆流出，不肯下笔”，又正好描述了狄拉克的独创性！
二、海森伯
比狄拉克年长一岁的海森伯是二十世纪另一位大物理学家，有人认为他比狄拉克还要略高一筹。他于1925年夏天写了一篇文章，引导出了量子力学的发展。 三十八年以后科学史家库恩（T. Kuhn ,1922 - 1996）访问他，谈到构思那个工作时的情景。海森伯说：
爬山的时候，你想爬某个山峰，但往往到处是雾……你有地图，或别的索引之类的东西，知道你的目的地， 但是仍堕入雾中。 然后……忽然你模糊地， 只在数秒钟的功夫， 自雾中看到一些形象，你说：“哦，这就是我要找的大石。”整个情形自此而发生了突变，因为虽然你仍不知道你能不能爬到那块大石，但是那一瞬间你说：“我现在知道我在甚么地方了。我必须爬近那块大石，然后就知道该如何前进了。”
这段谈话生动地描述了海森伯1925年夏摸索前进的情形。要了解当时的气氛，必须知道自从1913年玻尔提出了他的原子模型以后，物理学即进入了一个非常时代： 牛顿（I. Newton , 1642 - 1727）力学的基础发生了动摇，可是用了牛顿力学的一些观念再加上一些新的往往不能自圆其说的假设，却又可以准确地描述许多原子结构方面奇特的实验结果。奥本海默（J.R. Oppenheimer , 1904 - 1967）这样描述这个不寻常的时代：
那是一个在实验室里耐心工作的时代，有许多关键性的实验和大胆的决策，有许多错误的尝试和不成熟的假设。那是一个真挚通讯与匆忙会议的时代，有许多激烈的辩论和无情的批评，里面充满了巧妙的数学性的挡架方法。
对于那些参加者，那是一个创新的时代，自宇宙结构的新认识中他们得到了激奋，也尝到了恐惧。这段历史恐怕永远不会被完全纪录下来。 要写这段历史须要有像写 迪帕斯（Oedipus）或写克伦威尔（Cromwell）那样的笔力，可是由于涉及的知识距离日常生活是如此遥远，实在很难想像有任何诗人或史家能胜任。 1925年夏天，23岁的海森伯在雾中摸索，终于摸到了方向，写了上 面所提到的那篇文章。 有人说这是三百年来物理学史上继牛顿的《数学原理》以后影响最深远的一篇文章。