初战失利信心弥坚的汤川秀树
科学家要想发挥独创性，干点出色的工作，确实是一件相当困难的事情。在长期研究生活中，能够做到这点的人也是屈指可数的，机会也是难的。……五次、十次，即使都失
败了，也决不能泄气，失败一百次还是要继续干，只能在那种反复失败的过程里寻求某
些成功的机会。
汤川秀树
在上世纪末和本世纪初，日本科学界有一位领导人物名叫长冈半太郎，他对日本科学兴
趣起过很大的作用。1888年当他在英国留学时，他曾在给他老师的信中写道：“决没有
任何理由说白种人在每件事中都是至高无上的，正如你所说的，我希望我们能在10年或
20年的时间内打败这些自负的
人。我想，我没有必要等到我们死了以后才从地狱中用望远镜来观看我们的后代取胜于
这些白种人。”
这种强烈的民族自尊感，深深地影响了他的学生汤川秀树。当后来汤川秀树因工作遇到
了困难，他父亲建议他出国学习一段时间时，汤川拒绝了这个建议，他回答说：“我在
完成我可以称之我自己的工作之前，不想到外国去。我将找到我自己的题目并尽可能地
去干，不管我将失败多少次。
如果我成功了，我就将和外国科学家谈谈。”
长冈是很幸运的，因为他真的在去世前一年亲眼看见他的学生汤川于1949年获得了诺贝
尔奖物理奖。汤川在痛苦努力中付出的代价，也终于得到了报偿。汤川是第一位获诺贝
尔奖的日本人，也是第二位完全没有到国外学习而获诺贝尔物理奖的亚洲人。他的获奖
，引起了全世界广泛的轰动。
汤川秀树1907年1月23日诞生于东京。一年后，他父亲小川卓就任京都大学地理系教授，
全家迁到京都。汤川此后即在这座文化古城接受教育。据汤川回忆说，他家里几乎到处
摆满了书，所以他从小就养成了什么书都喜欢看的习惯，他?
人。我想，我没有必要等到我们死了以后才从地狱中用望远镜来观看我们的后代取胜于
这些白种人。”
这种强烈的民族自尊感，深深地影响了他的学生汤川秀树。当后来汤川秀树因工作遇到
了困难，他父亲建议他出国学习一段时间时，汤川拒绝了这个建议，他回答说：“我在
完成我可以称之我自己的工作之前，不想到外国去。我将找到我自己的题目并尽可能地
去干，不管我将失败多少次。
如果我成功了，我就将和外国科学家谈谈。”
长冈是很幸运的，因为他真的在去世前一年亲眼看见他的学生汤川于1949年获得了诺贝
尔奖物理奖。汤川在痛苦努力中付出的代价，也终于得到了报偿。汤川是第一位获诺贝
尔奖的日本人，也是第二位完全没有到国外学习而获诺贝尔物理奖的亚洲人。他的获奖
，引起了全世界广泛的轰动。
汤川秀树1907年1月23日诞生于东京。一年后，他父亲小川卓就任京都大学地理系教授，
全家迁到京都。汤川此后即在这座文化古城接受教育。据汤川回忆说，他家里几乎到处
摆满了书，所以他从小就养成了什么书都喜欢看的习惯，他认为这对他一生起了很大作
用。
汤川从小就沉默寡言，但他的沉默并非胆怯，而是一种包含积极思考、背叛传统思想的
外在表现。他的老师曾这样评价他：“有强烈的自我，意向坚定。”前面提到的他父亲
建议他出国被拒绝的这件事，最能深刻反映他的这种秉性。也正是由于这种强有力的个
性，才使他在后来提出自己的
新理论时，能够断然否定玻尔和海森堡这些当时的权威的不正确的意见。
1923年，汤川进入京都三中。在前一年，爱因斯坦访问日本，这件引起日本广泛注意的
大情，给汤川留下极深的印象，他决心要当一名物理学家。而在这之前，他似乎更喜欢
文学。读中学时，除了英语外，他还选修了德语作第二外语。他买了一本普朗克写的《
理论物理引论》来读，他认为
这样既可以学习德语又可以学习物理。
1926年，汤川考取了京都大学物理系。“由于拼命想达一到物理学的前沿”，汤川在大
学读书时，非常热衷于阅读新出版的国外各种期刊，而对那些旧书则几乎根本不理睬。
对国外来的学者，如索木菲、狄拉克、海森堡的讲学，那他更是格外重视。他十分清楚
，想要做出重大贡献，首先必
须知道别人已经或者正在干什么，还有哪些问题是亟待解决的。
1929年汤川毕业于京都大学后，留校当助教，1932年升为讲师，1933年又受聘于新建的
大阪大学，兼任讲师。
当汤川正式开始从事物理研究时，正是物理学出现奇迹般进展的年代，这使得汤川感到
非常不安。老是跟着别人屁股转，简直太乏味了，他决心摆脱这种被动局面。在仔细研
究了当时理论物理各方面的进展之后，他发现当时量子力学虽然取得了长足的进展，但
还没有成功地运用于原子核物
理的研究之中，尤其是关于核力，当时谁都说不出个子丑寅卯来。汤川决定向这一个难
题进击。
1932年查德威克发现中子以后，物理学家都同意了海森保和苏联物理学家伊凡宁柯的看
法，即原子核是由质子和中子组成的。但是，要想把中子和质子保持在10-13厘米的尺度
之内，就必须有一种力。这种力是一种非常奇怪的力，第一，它不是人们已知的电磁力
或万有引力；不是电磁力很
容易知道，因为中子不带电；不是万有引力则是由于这种奇怪的力只在10-13厘米范围内
有效，一超过这个范围，立即消失，但万有引力（以及电磁力）却可以传到非常遥远的
地方；第二，这种力比已知的两种力大得多，把上百个质子和上百个中子束缚在一个重
原子核（如铀核）里，那可
不是一件轻而易举的事。
物理学家给这一奇怪的力取了一个名字：核力。他们非常明确地知道，核力是一种经典
物理中没有研究过的力，是一种人们尚不知道的力。当时，人们对核力都感到神秘莫测
，虽然有几位著名物理学家作过研究，例如曾荣获诺贝尔奖物理奖的苏联物理学家塔姆
以及伊凡宁柯等人，但都以失
败告终。
汤川于1932年选择的就是这一最艰难的课题。他十分清楚这一课题的艰巨性，但他的老
师长冈的教导，他永远铭记在心。长冈常说：“如果我不能进入先进的研究者行列并对
某一学术领域作出贡献，那生而为人……就毫无意义。”
汤川决定先从绕核旋转的电子研究起。经过一年多的研究，汤川大胆提出了一个种设想
，认为核力是质子和中子在交换电子时产生的一种相互作用力。汤川用的是类推法，因
为当时物理学家已经弄明白了电磁力是通过交换光子而引起的一种长程力。汤川认为，
超距作用是毫无意义的，中子
与质子彼此作用，也同样应该是有某种粒子在它们之间起传递作用。汤川是十分推崇类
推法的。1964年在一次讲演会上他曾说过：“跟创造性工作有着最密切联系的是类推作
用，……类推说来简单，实际上很复杂。与物理学等有关的、最容易理解的例子是用‘
模型’所进行的类推。……类
推或模型作为飞跃的跳跃台也起了很大的作用。我自己提出介子理论的最初阶段，也是
因为把当时熟知的电磁力作了类推，而抓住了当时还不十分清楚的核力的本质。在那时
候，开始就预想到两者具有类似点的同时，也应该具有不同点。像这样类推的思考过程
，若能把过去熟知的东西作为
线索，对于发现和理解与其性质类似而性质不同的新事物是很起作用的。”
汤川根据类推法得出的核力理论在当时是一个非常重要的创新。不过，1933年4月他在仙
台举行的日本物理数学学会上提交的第一篇论文《关于核内电子问题的考虑》中，他还
没有提出介子理论，介子理论是1934年提出的。1933年那篇论文。汤川提出的是中子和
质子因交换电子而发生相互
间的核力作用。这是汤川第一次向物理学界宣布自己研究的成果。
非常不幸的是，他的这一结论当场就受到1928年从哥本哈根回国的仁科芳雄教授的指责
。仁科教授毫不客气地指出，汤川的论文是很不合理的，因为它与当时众所周知的物理
理论相矛盾。
初战失利，乃兵家之大忌，可是对于科学家来说，这倒是常见的事。汤川的第一次失利
，既给他带来了痛苦，但也使他清醒了，尤其是下面的一件事，更使他完全睁开了眼睛
。那是1934年的某一天，他从《物理学报》上看到了费米的《试论 β
射线理论》。在这篇论文中，费米用他提出的 β
衰变理论完美地描述了某些元素的核里不断放出电子的原因，使人们不再怀疑中微子的
存在（虽然到六十年代才为实验证实）。据汤川自己回忆说：“我读它时想必脸色发白
：我第二次被费米打败了吗？”这是什么原因呢？因为汤川从费米的论文中立即就看出
，费米提出的电子-中微子偶
可以提供一种核力，这一理论如果正确，将可避开1933年他提出的理论所存在的弊病。
不过，汤川是虚惊一场，因为电子和中微子的交换力太小，不可能是强大的核力。
通过这次虚惊，原来在汤川思想深处受到抑制的一些若明若暗的想法突然变得清晰起来
。他想：也许我根本就不应该在包括新的中微子在内的已知粒子中去寻找核力场的粒子
，而应该从核力场的特征中去寻找一种新的粒子！思想一解放，一切就显得那么简单明
了。
1934年10月的一个晚上，汤川从核力作用的范围出发，利用一点测不准原理和相对论，
就得出了一个惊人的结论：这个传递核力的粒子，其质量大约为电子质量的两百倍，并
且它可以三种形式出现：电中性、带正电荷或带负电荷，其电荷量大小等于质子的电荷
。由于它的质量介于电子和质
子之间，所以就统称它为“介子”。
1934年11月，也就是初战失败后的一年半，在大阪召开的物理数学学会上，汤川正式向
大会提交了自己的介子理论。
汤川早期的一位学生说，介子理论“开辟了一门新的基本理论”，这话并不夸张。在三
十年代初期，所谓“基本粒子”就是指电子、质子和中子，对于新的基本粒子几乎有一
道不成文的禁令，例如泡利提出中微子，等了三年才敢提出来，而且一提出来就遭到很
多人的反对；再例如狄拉克根
据理论提出可能存在一种带正电并有电子质量的一种新粒子，狄拉克却只敢称它为质子
。狄拉克曾说：“在那个时候，我恰好不敢假定一种新粒子，因为那时整个舆论是反对
新粒子的。”在这样一种错误的气氛里，很多物理学家都热衷于一些纠缠不清的计算数
式和证明核物理危机的存在，
而不愿意去寻找一种新的粒子或新的力。
在这种情形下，汤川的理论显然是不会受到欢迎的。首先，玻尔和海森堡就极不赞成这
种学说，1937年4月玻尔访问日本时，玻尔就曾不赞成地反问汤川：“难道您希望新粒子
？”在当时，这句话对汤川来说，不啻是淋头一盆凉水，还有更令人失望的事情，当汤
川把介子理论的论文寄给美
国的《物理学评论》杂志时，当时已经非常出名的并且素以敏锐著称的J.R.奥本海默竟
把这份稿件打入冷宫！
好在汤川没有像克罗尼格那样拜倒在权威之下，他倒是比较相信自己的。后来，他曾深
有感触地说：“从事学术工作本身就需要坚持己见，也就是依靠‘已见’来干工作。恐
怕从事学术工作的人们一定都是怀有这种‘已见’的。……我认为，坚持己见确实是必
要的条件，但它也确实不是充
分的条件。”
汤川的感触是有原因的，因为到1947年，英国物理学家C.F.鲍威尔教授，用放在气球上
的乳胶研究高空宇宙射线时，终于找到十三年之前汤川预言中的介子。
从此，汤川的介子场理论就得到了世界的公认，而汤川本人则于1949年获得了诺贝尔奖
物理奖。
如果他不坚持己见，他就不可能得到胜利。 日本人就认真赚了大便宜！！！
页:
[1]
