李政道

**李政道**（威妥瑪拼音：Tsung-Dao (T. D.) Lee，1926 年 11 月 24 日 —），男，江蘇蘇州人，生於上海，長於蘇州，美籍華裔物理學家，知名於宇稱不守恆、李模型（Lee Model）、相對論重離子（RHIC）物理、量子場論的非拓撲性孤立子和孤立子星。他曾擔任哥倫比亞大學名譽教授，於 1953 年至 2012 年間講學。

1957 年，31 歲的李政道與同是華裔物理學家的楊振寧一起因弱作用下宇稱不守恆的發現獲得諾貝爾物理學獎，理論由另一位華裔物理學家吳健雄的實驗證實。

李政道曾是第二次世界大戰後最年輕的諾貝爾獎得主，此一紀錄直到馬拉拉・優素福扎伊獲得 2014 年諾貝爾和平獎才被刷新。他也是歷史上第 4 年輕的諾貝爾獎得主，僅次於威廉・勞倫斯・布拉格（25 歲，1915 年）、維爾納・海森堡（30 歲，1932 年）以及馬拉拉（17 歲，2014 年）。李政道和楊振寧是最初的華人諾貝爾獎得主，即使在 1962 年歸化美國籍之後，他也仍是最年輕的美國人諾貝爾獎得主。

## 生平

李政道 1926 年出生於中華民國上海市，祖籍江蘇蘇州，父親李駿康是金陵大學農化系首屆畢業生，祖父李仲覃（1870 年－1941 年）為蘇州聖約翰堂的首任華人主任牧師（教區長）。李政道曾在蘇州東吳大學附屬中學、嘉興秀州中學在抗戰時期內遷江西贛縣組建的贛縣基督教聯合中學（簡稱贛州聯中）就讀，因抗日戰爭，中學未畢業。1943 年在貴陽以同等學力考入遷至貴州的浙江大學物理系，走上物理學之路，師從束星北及王淦昌等人。1944 年，日軍進入貴州，浙江大學停學。1945 年轉學到在昆明的西南聯合大學為二年級生，師從吳大猷及葉企孫等人。吳大猷評價在西南聯大就讀時的李政道說：「每日來我處，要我給他更多的閱讀物和習題，求知心切真到了奇怪的程度」，「我無論給他怎麼難的書和題目，他很快就做完了，又要來索要更多的。」

抗戰結束後，西南聯大停辦，李政道因此沒有畢業。其後導師吳大猷的推薦下，1946 年赴美進入芝加哥大學，師從恩里科・費米。1950 年獲得博士學位之後，與合作者一起從事統計物理的相變以及凝聚體物理學的極化子的研究。1953 年，他任哥倫比亞大學助理教授，主要研究工作是在粒子物理和場論領域。1956 年 10 月，30 歲的李政道和 34 歲的楊振寧在美國《物理評論》發表文章，提出了弱相互作用中宇稱不守恆，並因此於 1957 年獲得諾貝爾物理學獎。1958 年，李政道當選中央研究院第二屆院士，年僅 32 歲，至今仍為最年輕當選的院士。

李政道於 1962 年加入美國國籍。自從 1970 年代初，他和夫人秦惠莙開始回中國大陸訪問。他向有關方面建議重視科技人才的培養、重視基礎科學研究：促成中美高能物理的合作，建議和協助建立北京正負電子對撞機；建議成立自然科學基金；於 1980 年代設立 CUSPEA 考試，對優秀本科畢業生提供獎學金赴美攻讀物理學博士；建議建立博士後制度。

1972 年 10 月李政道回到中國，受到了中華人民共和國國務院總理周恩來的接見。1974 年李政道再次回到中國，並受到了中國共產黨中央委員會主席毛澤東的接見。在會面當中李政道建議毛澤東參考中國體育對運動員從小培養的模式成立大學少年班，對中國的少年天才進行科學培養。這一建議受到了毛澤東的點頭同意，不久之後在中國科學技術大學成立了中國第一個大學少年班。

1996 年 11 月 29 日，李政道的夫人秦惠䇹因患肺癌離開人世。為紀念夫人，1997 年李政道及其親友捐贈 30 萬美元「秦惠莙與李政道中國大學生見習進修基金」，簡稱䇹政基金。䇹政基金現支持北京大學、上海交通大學、復旦大學、蘇州大學、蘭州大學與國立清華大學等六所大學的優秀大學生進行基礎科學研究工作，入選並成功結題的學生則命名為䇹政學者。

### 弱作用下宇稱不守恆

宇稱是一個量子力學量。在量子力學中，粒子用波函數表示。在空間反演下（x → -x, y → -y, z → -z），如果波函數不變，則該粒子的宇稱是正的，如果變換後的波函數與原來的波函數差一個負號，則該粒子的宇稱是負的。空間反演不變也可以稱為鏡像變換不變，或叫左右變換不變，這是因為空間反演與鏡像變換或左右變換（x → -x, y → y, z → z）只相差一個繞 x 軸的 180 度轉動。而轉動不變性嚴格成立，所以兩者沒有本質區別。宇稱只能取兩個值，1 和 - 1。兩個和兩個以上粒子組成的系統的總宇稱等於該系統內各粒子宇稱之乘積再乘上軌道宇稱。宇稱守恆定律指的是在相互作用下，作用後的粒子系統總宇稱等於作用前粒子系統的總宇稱。1956 年前，物理學界公認在任何一種相互作用下，宇稱都是守恆的。宇稱守恆在本質上意味著左和右是對稱的。

50 年代初從宇宙線里觀察到兩種新的粒子，θ 和 τ。θ 衰變為兩個 π 介子，τ 衰變為三個 π 介子。π 介子的宇稱是負的，同時，根據達利茲（Dalitz）圖推算，衰變前後這兩個系統的軌道宇稱都是正的。由於偶數個 π 介子的宇稱乘積是正的，而奇數個 π 介子的宇稱的乘積是負的，所以如果宇稱是守恆的話，我們可以反推出，θ 的宇稱是正的，而 τ 的宇稱是負的。而 θ 和 τ 有完全一樣的壽命和質量。θ 和 τ 是不同粒子，還是同一個粒子？這是當年困惑物理學界的著名的 θ-τ 之謎。如何解答這個謎？答案只有兩種。一種承認宇稱守恆定律，τ 與 θ 是兩種不同的粒子，但這無法回答為什麼 θ、τ 粒子性質如此相同。另一種確認 τ 和 θ 是同一種粒子，則意味著宇稱守恆定律將不成立。

李政道和楊振寧在 1956 年發表了著名的「弱相互作用中的宇稱守恆質疑」文章。在這篇文章中，他們認為，θ-τ 之謎所帶來的宇稱不守恆問題不是一個孤立事件，宇稱不守恆很可能就是一個普遍性的基礎科學原理。同時他們發現，在強相互作用領域，宇稱守恆定律確有嚴格證明，可是在弱作用領域中，雖然宇稱守恆這假設被廣泛應用，但是事實上宇稱守恆定律從未得到過真正的實驗驗證。要正確地測量宇稱，必須組合一個新的，能通過弱作用產生的贗純量。用了這贗純量，就可以試驗宇稱是否守恆。而這些贗純量，從來沒有被以前的任何實驗測量過。他們認為，τ-θ 之謎的解答必須在 τ-θ 以外尋找。如果宇稱守恆被破壞，那麼這種破壞在弱作用的其他實驗中，例如在極化核的 β 衰變的過程中也應該觀察到。將實驗裝置嚴格地設定成互為鏡象，然後分別測量不同極化情況下 β 衰變過程中的贗純量 <σ・p> 值，這裡 p 是電子的動量，σ 是核的自旋。如果測量結果不同，即可證實宇稱不守恆。

在他們的建議下，吳健雄和美國國家標準局科學家安伯勒（E. Ambler）等合作，用簡潔明瞭的實驗驗證了他們的猜想。這是一個關於極化鈷 60 原子核 β 衰變的實驗。在這個實驗中，他們以確鑿無疑的證據表明，在弱相互作用過程中宇稱守恆定律不成立。弱相互作用下宇稱不守恆的發現和實驗驗證是第二次世界大戰後一個極重要的發現。正是由於這一震驚物理學界的傑出貢獻，李政道和楊振寧共同獲得了 1957 年諾貝爾物理獎。

李政道的曾祖父李子義是江蘇東吳大學（即現在的蘇州大學）的前身蘇州博習書院創建人之一。李的伯祖父曾任東吳大學教務長達數十年，伯父也在博習醫院和東吳大學任職數十年。

李政道與楊振寧於 1940 年代末開始親密而富有成果的合作，兩人共合作發表 32 篇論文，但這個合作在 1960 年代初終止。兩人從此分道揚鑣，成為華人學術界的憾事。關於他們個人關係分裂的原因，李楊雙方偶有公開敘述，然而各有說辭，令外界對真實原因依然不得而知。李政道在 1986 年撰寫的「破缺的宇稱」一文中，對於李楊關係有生動的比喻：「一個陰暗有霧的日子，有兩個小孩在沙灘上玩耍，其中一個說：『喂，你看到那閃爍的光了嗎？』另一個回答說：『看到了，讓我們走近一點看。』兩個孩子十分好奇，他們肩並肩向著光跑去。有的時候一個在前面，有的時候另一個在前面。像競賽一樣，他們竭盡全力，跑得越來越快。他們的努力和速度使他們兩個非常激動，忘掉了一切。第一個到達門口的孩子說：『找到了！』他把門打開。另一個沖了進去，他被裡面異常的美麗弄得眼花繚亂，大聲地說：『多麼奇妙！多麼燦爛！』結果，他們發現了黃色帝國的寶庫。他們的這項功績使他們獲得了重獎，深受人們的羨慕。他們名揚四海。多少年過去，他們老了，變得愛好爭吵。記憶模糊，生活單調。其中一個決定要用金子鐫刻自己的墓誌銘：『這裡長眠著的是那個首先發現寶藏的人。』另一個隨後說道：『可是，是我打開的門。』」此外李政道還說：「我和楊的合作在二十多年前結束了。它的價值，不需要更多的說明，就如我們已發表的科學論文所表現出的那樣，經得起時間的考驗。」李政道也曾於 2003 年提到兩人對於是誰發現宇稱不守恆有著分歧的看法。

## 家庭

* 妻子秦慧君（1925 年－1996 年）：1948 年聖誕節，李政道去火車站接朋友凌寧的妹妹凌南希。和南希一同抵達芝加哥度假的，還有一個苗條端莊漂亮的姑娘秦惠莙。李政道一見鍾情寫信求愛。夫婦育有 2 子；
* 長子李中清（James Lee，1952 年－）：1974 年獲美國耶魯大學歷史學學士；1975 年獲美國芝加哥大學歷史學碩士；1983 年獲美國芝加哥大學歷史學博士；歷任加州理工學院教授；密西根大學歷史學和社會學 Frederick Heutwell Professor 教授；密西根大學人口研究中心研究教授；密西根大學政治與社會研究校際協會研究員；密西根大學中國研究所所長；北京大學－密西根大學學院聯合院長；北京大學長江學者講座教授；現任香港科技大學人文社會科學學院院長，上海交通大學訪問講席教授。
* 幼子李中漢（Stephen Lee，1956 年 11 月 24 日－）：1978 年獲耶魯大學學士學位，1985 年獲芝加哥大學博士學位。後在密西根大學任教，1993 年起出任助理教授。1994 年獲麥克阿瑟獎。1995 年曾以訪問學者的身份赴康奈爾大學。1999 年起他正式加盟康奈爾大學，獲聘為化學與化學生物學系終身教授。

## 榮譽

* 1957 年：諾貝爾物理學獎
* 1969 年：法國國家學院 G. Bude 獎章
* 1977 年：法國國家學院 G. Bude 獎章
* 1979 年：伽利略獎章
* 1994 年：和平科學獎
* 1995 年：中華人民共和國國際科學技術合作獎
* 1997 年：命名小行星 3443 為李政道星
* 1997 年：紐約市科學獎
* 1999 年：教宗若望保祿獎章
* 1999 年：義大利政府內政部獎章
* 2000 年：紐約科學院獎

### 外國勳章獎章

* 義大利共和國功績大軍官勳章（義大利，1986 年 10 月 31 日公布）
* 旭日重光章（日本，2006 年 11 月 3 日公布）

## 著作

* 粒子物理和場論引論，Harwood 科學出版社，1981, ISBN 3-7186-0032-3 (hardcopy), 3-7186-0033-1 (paperback).
* 李政道文選 1-3 集，G. Feinberg 編輯，Birkhauser Boston Inc., 1986, ISBN 0-8176-3344-8 (complete set), 3-7643-3344-8 (complete set).
* 宇稱不守恆三十年 —— 李政道六十華誕學術研討會，Birkhauser Boston Inc., 1988,ISBN 0-8176-3375-8, 3-7643-3375-8.
* 對稱，不對稱與粒子的世界，華盛頓大學出版社，1988, ISBN 0-295-96519-3.
* 李政道文選，1985-1996，任海滄、龐陽編輯，Gordon and Breach, 1998, ISBN 90-5699-609-6.
* 科學與藝術，主編：李政道，副主編：柳懷祖，上海科學技術出版社，2000, ISBN 7-5323-5609-4.
* 物理的挑戰，李政道著，中國經濟出版社，2002, ISBN 7-5017-5622-8.
* 宇稱不守恆發現之爭論解謎，季承、柳懷祖、滕麗編輯，甘肅科學技術出版社，2004（簡體字本）,ISBN 7-5424-0929-8，香港天地圖書有限公司，2004（繁體字本）,ISBN 988-201-675-8.
* 李政道科學論文選（上，下冊）, 中國高等科學技術中心編，上海科學技術出版社， 2007，ISBN 7-5323-8795-3.
* 李政道文選（科學和人文）, 中國高等科學技術中心編，上海科學技術出版社， 2008，ISBN 7-5323-8865-3.
* 宇稱不守恆思想突破的產生（歷史記錄及相關文獻）, 中國高等科學技術中心編，上海科學技術出版社， 2009，ISBN 7-5323-9270-4.
* 李政道隨筆畫選，上海科學技術出版社， 2007，ISBN 7-5323-8785-4.

## 參考文獻

## 外部連結

* 李政道主頁 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 李政道數字資源中心
* 李政道簡介 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 諾貝爾官方網站關於李政道簡介 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 李政道在哥倫比亞大學主頁 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 浙江大學近代物理中心 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 李政道從事物理研究六十年學術思想研討會報告匯集 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 李政道數字圖書館 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）