深切怀念我的导师史蒂芬·温伯格教授|特邀撰稿:刘文胜教授

作者:刘文胜(W. Vincent Liu),量子多体物理学家,生长于湖南,本科毕业于吉林大学,博士毕业于美国德克萨斯大学奥斯汀分校,师从史蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)教授。在美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)和麻省理工学院(MIT)先后做博士后研究。任美国匹兹堡大学终身教授,上海交通大学物理与天文学院和李政道研究所双聘兼职讲席教授。2021 年起接受南方科技大学讲席教授聘任邀请。获 2007 海外华人物理和天文学会杰出青年科学家奖,是美国物理学会会士。
2021 年 7 月 24 日(北京时间),当代最伟大的物理学家之一史蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)教授在美国逝世,享年 88 岁。为表达哀思与纪念,本刊特别邀请刘文胜教授撰文缅怀哲人。本文刊登于《数理人文》(公众号:math_hmat),未经许可,不得转载。
7 月 24 日美国东部时间凌晨醒来,最初看到导师过世的消息,我的第一反应是不相信、不想相信。当我看到来自不同方面同样的消息,恍惚晴天霹雳,我身后的一座科学大山倒下了。
温伯格(Steven Weinberg)教授是我的博士论文导师。就是在德克萨斯(Texas)的学生时代,Weinberg 导师亲手教导下我才开始真的领悟怎样学习物理和做科学研究。他的教导带我领悟完全不同的境界。他作为科学家的生活品位、处世规范特点也同样深刻影响了我,是我一生的偶像模范(尽管无法达到!)。在我的心中,“导师”这个词是专属于 Weinberg 教授的,唯一!
Texas 学生时代 --- 人生事业转折点
我于 1994 年离开祖国赴美国德克萨斯大学奥斯汀分校(大家简称 UT Austin or UT)物理系留学。1995--1997 年连续三年,Weinberg 教授亲授量子场论研究生课程,教材就是他的三卷量子场论著作,分成 6 个学期,安排在物数天文楼(Robert Lee Moore Hall)7 层靠电梯的一个大号的教室。第一学期第一堂课时,教室爆满,后排靠墙都站满了人。那也是我第一次听 Weinberg 教授讲课,清晰记得他准点走进教室,看到满堂的学生,风趣地说:“I know some of you are tourists!” 我记得这个班坚持学完六学期的约 20 人。我每次都是提前到,坐在教室第一排中间,连续拿了 6 个 A。我还帮助 Weinberg 教授校正他的著作,甚至我的提问让他改写了部分章节。因此在他的量子场论第二卷,我非常荣幸地被他例入前言致谢页名单(The Theory of Quantum Fields, Vol. II, page xix, Cambridge University Press, 1996)。
我当时的兴趣是量子场论及其在多体系统中的应用。这也大致是后来他帮我定下的博士论文题目,获得了 1999 年度物理系最佳博士论文奖。1999 年 5 月毕业的夏天,系办公室安排了颁奖午宴,导师因为我而特别接受了系办公室的邀请去参加。(导师非常珍惜自己的时间,一般是不接受这类邀请的。)物理系教职员工(faculty and staff)、博士生、本科生等及被邀请的家属宾客,济济一堂。美国和中国这方面一样,非常讲究仪式典礼,只是不排座位。Weinberg 导师专门找到我太太(UT Austin 化学系研究生),特地坐在她身边,共进午餐。轮到我上前领奖,导师发言时,他说得比较长,其中几句,尤在耳畔,“ ... he is giving talks all over the country” 和结尾说 “I am proud of him. I will miss him.” 铭刻在心!
我是 Weinberg 教授的博士生里兴趣不是专门研究粒子物理的几位之一。Weinberg 教授对使用有效场论(effective field theory),从对称性破缺角度描述超导超流体感兴趣,并有他自己的理解方法,在这方面写过文章。当然,与他在高能粒子物理、标准模型、天文宇宙学等的工作相比,知道他这方面工作的人甚少。
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温伯格与作者在德克萨斯大学奥斯汀分校,1999 年
除了教导我如何学习物理、做科研(从选题到用对称性与数学的优美语言),导师还教我如何做学术报告(seminars)。他鼓励我参加“Weinberg Theory Group” 每周的 Brown Bag lunch seminar 系列报告, 并且在这上面报告自己最新的工作。记得我第一次讲完后,他马上把我叫到他办公室,批评指正我,“就是报告你刚刚写完的论文,你也得充分准备”。导师的量子场论课通常安排在每周二和四上午 9:30。据他说,每次课前,纵使是讲授自己撰写的著作,他也是常常准备到半夜之后。我如梦方醒,从此每次做讲座都充分准备,哪怕这个报告已经讲过好几次。
我每周都有固定的时间在他办公室讨论。突然来客或者电话,一般是秘书从外屋进来,敲一下门,告诉导师是何人、何事情,问导师接不接等之类。如果时间不超过 5 分钟左右(追溯我学生时代的记忆!),导师一般要我留在办公室等,不用出去。我也常常正好利用这个时间,在靠旁边一点的地方,思考讨论中的物理问题如何回答。
他的秘书,当年是 Jan Duffy(人非常好,是我 Texas 学生时代帮助过我最多的管理人员之一) 把我安排在导师办公室正对面的研究生办公室,位于 Robert Lee Moore Hall 大楼 9 层中央不带窗户的那部分(对学习研究确实最佳)。如今回想起来,那片师生非常近的的小小天地,是那么的亲切、栩栩如生,难以忘怀,是我一生物理生涯的起飞点。
导师不轻易答应事情,那是他著名的特点。但是他对学生答应的事情,是我一生接触当中最为守时、负责的。并且从来不需要提醒!从当年博士论文委员会年度会议到无数的推荐信,导师只有一次是把推荐信晚于截止日期寄走。对此,还是他亲自告诉我,并且告诉我他除了正式的信件,在电邮部分还专门说明原因不是我造成的。
从 Texas 学生时代走向全美国
也许是导师的直接推荐,又或者是凭借他在物理学界的崇高声望,我博士快毕业的最后一年内,就开始获得不少邀请去外校做物理学术报告的机会。1998 年开始,在美国东西海岸间,开始了我首次的学术之旅,访问的大学包括加利福利亚大学圣巴巴拉分校,俄亥俄州立大学,和哈佛大学等。20 多年过去了,我今天用的美国联合航空常旅客积分卡号码,就是从那个时候开始延续至今。永远揣着学生时代的记忆,承载着我和我的导师那段从德克萨斯开始的师生时光、我的学术生涯启蒙!
毕业后,我和导师常能见面。比如我在麻省理工(MIT)做博士后期间,他经常来波士顿到哈佛大学做演讲、报告等活动,我会去他的哈佛办公室看望,汇报我的科研兴趣、进展,以及每年节日问候时刻我给导师的工作进展汇报。我的恩师,无论我的事业前行到哪一步,他永远都是在邮件里充满了对我的鼓励,现在想起也是泪目。
照护我事业前行的启迪明灯
每次在学术事业的十字路口,导师永远是我的明灯,给予了我不倦的教诲、指导。从毕业至今,无论何时我有物理和与物理学家有关的疑问、或是需要帮助、或是去向选择,我发给他的电子邮件,很少超过 30 分钟未回答的 (除非有跨国时差)!讲一个小故事:2004 年我从麻省理工快要完成博士后出站找教授职位时,匹兹堡大学(University of Pittsburgh)给了我非常早的录用通知(offer letter),也给了一个非常早的接受 offer 的截止日期。我问导师,是等别的大学、还是他认为 Pitt 怎样?他马上回答,其中一句非常深刻,“Your future position in physics will depend on what you do, not where you are.” (quote Steven Weinberg, 2004)。
导师的这句话不仅仅让我在 2004 年毫不犹豫选择了匹兹堡,更影响了我在中国物理事业的发展轨迹。2014 年,在麻省理工 Frank Wilczek 教授指导下,我跟北大吴飙教授、浙江工业大学熊宏伟教授、瑞典斯德哥尔摩大学 Antti Niemi 教授一起在杭州创立 Wilczek Quantum Center(WQC)的故事就是例子之一。后来我们决定把 WQC 搬到上海交通大学物理与天文学院全新的平台,同时邀请本校的邢向军教授加盟,共同把 WQC 建设发展成国际化的量子理论中心,是为例子之二。最近几月我下决心回国发展,去深圳新兴的南方科大,是为例子之三。导师写给我的这句话,指引着我事业人生轨迹,给了我永恒莫大的信心和勇气,去不断开拓新天地,因为我知道,在我的身后,永远有导师支持和关切的目光。
从课堂教学,到挑选接受博士生、博士后,导师的治学、育人方式深刻影响启发了我,给后来教书的我树立了一个时刻可以参考的模范,受益终生。
导师和我的家人
我和 Weinberg 教授的特殊深厚师生情谊,不是很多人知道。主要是因为他太高的名望,我自认为离他对我科学成就的认定、期待的高度还太远。因此在此之前,很少公开谈及。
感恩 Weinberg 导师对我在美国发展起的启蒙关键性作用,大儿子在波士顿出生时,我和太太决定借用美国西方传统,以尊师的名字给儿子命名为 Steven D. Liu。导师听到我的提议时,非常开心。从此,小 Steven 和后来他的弟弟,就跟 Weinberg 教授建立了长久的联系。
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Steven D. Liu 和弟弟与温伯格教授欢聚于奥斯汀,2011 年
2019 年我带领小 Steven 和他的弟弟利用美国学校春假时间从宾夕法尼亚州匹兹堡飞到奥斯汀,专程拜望恩师。这个行程,跟以前一样,都是提前半年安排约好的,见面时间专门包含周末,这样更加方便私人访问,办公室也清静。一般周末,导师是在家里写书,不去学校的。恩师为了见我们,周末专门开车去校园。那天上午很早就到了,盼着我们到来,还跟我手机联系。说到了楼下大门口电话他,他下来开门。他提前几天特地告诉我,物理数学天文楼跟我读书时不一样了,因为安全原因,周末时大门需要刷卡才能进来。
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温伯格教授与 Steven D. Liu 和弟弟在奥斯汀,2019 年
恩师的关怀无微不至、倍感亲切。快要相聚了,提前一周,恩师专门问我和我太太,两位小孩喜欢吃什么,有何偏好,连续几天,反复交换电邮。他发来的关于选餐馆的信件就有 4 份。最后选定了别具一格的一家墨西哥餐馆。恩师当时根据收集的信息作出结论:这家餐馆是他个人最爱,也许让我回想起我的学生时代 “... which you may remember from your time here ...” , 他也认为不是我们能在匹兹堡能容易找到的 “... and I figure that good Mexican restaurants must be harder to find in Pittsburgh than in Austin” (两段引言摘自 Steven Weinberg personal email to Vincent Liu, 03/26/ 2019)。【注释:Texas 墨西哥裔较多,Pennsylvania 非常少。】
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摄于温伯格教授最喜欢的奥斯汀墨西哥餐馆,2019 年
恩师非常欣赏“小 Steven”,也非常喜欢小 Steven 的弟弟。2019 年见面时,小 Steven 是九年级学生,弟弟年纪小,大多时候是仔细听他哥哥跟 Weinberg 教授的交谈。那天,我们是上午很早就到了 UT Austin 学校,然后中午一起去午餐,分两辆车到市郊,恩师带着小 Steven 坐在他的车上,亲自开车在前面引路。这家墨西哥餐馆中午是半自助餐形式,晚餐服务正餐,带小孩来,恩师特意预定了午餐(看得出,也是恩师精心专门考虑的,小孩可以自选多种多样)。从校园到餐馆就餐,两位 Stevens 一直讨论甚欢,有时很激烈。争论的题目涵盖科学到能源,到人类探索宇宙的意义,海阔天空的,我后来都是旁听,尤其是他们俩一起开车到了市郊餐馆下车时,谈话的题目早就把我丢到九霄云外,不是我熟悉的。只见到他们互相阐述不同的观点,大多不一致。就餐过程,还遇上了一位 UT 的前任校长,认识恩师。到后来,当我拿了甜点,回到餐桌,问他们讨论结论如何,恩师回答道,“We agree to disagree” (Steven Weinberg, 2019, on his discussion with Steven D. Liu on human mission to Mars and Space exploration)。大概意思是说大家一致同意保留各自的意见,因为都没能成功地说服对方。这样的欢快交谈持续到午餐全过程,时间不知不觉过得非常快。
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老 Steven 与小 Steven 就人类火星探测计划展开激烈的辩论
结账时,恩师举动再次让我无限感动。我看到服务员把账单送过来,我招手要她给我,恩师按着我的手和账单说,“Vince, you come all the way with all these flight tickets and hotel expenses to see me. ... It is always my pleasure to see you and boys. Would you give me this chance to pay this minimal bill?” (我没有语音录像,引文不是完全准确,凭记忆大致如此。)
没有料到,2019 年的见面竟成了永别!今年春天,我还正在跟导师说,等新冠(COVID)疫情过去,计划下次来拜望他的行程。
恩师永恒的鼓励
2018 年美国物理学会(APS)的《物理评论快报》(PRL)发表了导师关于粒子物理学“标准模型”的文章,他专门送我一份,以表勉励。
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先师故事点点滴滴,无法说尽我对恩师的无限思念、深切怀念、感激涕零。我在美国、欧洲同事学术朋友圈里,大家一般以“Vincent”称呼。恩师 Weinberg 教授是全世界,唯一叫我“Vince”的。
从此再也听不到他叫我 Vince 了,再也无法聆听先师的教诲了。虽然悲痛之情难以自制,但也感叹人生遇此恩师何其之幸。我不但从导师身上得到了父辈一样的关爱,更多的是导师的严谨治学以及为人处事,于我而言,受用终身。恩师永远活在我心中!尽管我一生无法达到他对我的极高的评价与期望,他永远是我心中最亲、最伟大的科学家,永远是我人生梦想的楷模!■
—— 刘文胜(W. Vincent Liu)2021.07.28
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