物理學黃金一代最年輕的費米，點亮了李政道的物理學之路，而作為白銀時代最耀眼的天才，李政道給整整一代的中國科學家開拓出一條學術大道。
鳳凰網【風聲】 出品
作者｜劉正
在北半球冬季星空中，最光輝奪目的莫過於全天最亮的天狼星，如明燈般掛在獵戶座身後。但在天狼星的側畔，其實還有一顆伴星，通常被稱為天狼星B，或「小狗星」。盡管只有8.7等（ 星等 是用來描述天體亮度的一個尺度。星等數值越小，表示天體越亮；數值越大，表示天體越暗）的暗弱微光，但這顆「小狗星」在天體物理學領域卻赫赫有名—— 因為這是第一顆被人類發現的白矮星，也是目前已知質素最大的白矮星之一。
◎ 天狼星及其伴星
台北時間2024年8月5日，美籍華裔物理學家李政道逝世，享年97歲。許多人都津津樂道於他以 宇稱不守恒 摘得諾貝爾物理學獎，但鮮為人知的是，李政道還奠定了白矮星演化理論的基礎。
師從費米
24歲首秀展現一流計算功底
1946年，20歲的李政道被吳大猷和葉企孫先生聯名推薦去美國攻讀研究生。而他在芝加哥大學的導師，則是赫赫有名的諾貝爾獎得主恩歷克·費米——對，就是那個在學校體育場建核反應堆，用紙屑漂移手算原子彈當量的費米。
作為物理學黃金一代的一員，費米對物理學宏觀現象，尤其是天文學的興趣不亞於他對量子物理的研究，並把這種好奇心傳給了李政道。而費米實事求是的作風，也讓他的第一個中國學生終身難忘。
有一天，費米問李政道太陽中央的溫度是多少，李回答說：「大約一千萬度。」費米問：「你怎麽知道的？」李誠實地回答：「是書上說的」，但費米並不滿意，而是建議李政道自己動手建模算一下。於是李政道用幾周時間造了一個6.7英尺長的計算尺，用於求解輻射傳遞方程式的積分計算，得出了精確的答案——1571萬攝氏度。
◎ 李政道和用於計算太陽溫度的超大計算尺
1949年，在費米的建議下，李政道決定以白矮星作為博士畢業論文的課題。白矮星，一個神秘的天體，它的質素和表面溫度與太陽相似，但光度卻僅有千分之一，據此推斷其平均密度應是太陽的100倍以上，一個火柴盒的白矮星質素就超過了一噸。彼時天文學家透過光譜學分析認為白矮星主要由氫構成，在這麽高密度的簡並態下氫原子核是如何進行核反應，就成了難以破解的謎題。
於是，李政道構建了白矮星內部不同條件下的狀態方程式，從一般物理狀態的外層到高度簡並的核心，還特別考慮計算了固體下的電子熱導率，這是白矮星內部溫度分布的重要參數。而在對這個模型進行數值計算後，他得到了一個驚人的結論：白矮星無法依靠氫原子核聚變實作輻射-重力平衡。
真相是，白矮星的內部幾乎沒有氫！
這意味著白矮星本質上是一個靠簡並態支撐的結構、且無法制造能量，只能不斷冷卻的「鐵球」（由碳氧原子構成）。以這個發現為基礎，李政道進一步計算出白矮星的質素上限不會超過1.44個太陽質素。
質素超過這一極限的天體則會演化成黑洞，那就是另一個故事了——在李政道發表論文的那一年，霍金剛剛上大學。
24歲的李政道完成了物理學界的首秀，展示出在天體物理、核物理、凝聚態物理、統計物理、流體力學等方面深刻的洞察和一流的計算功底。
那個年代的物理學依然是充滿了迷霧的無限原野，而李政道，這個來自中國的天才小子，將在接下來的七年間遍歷天體物理（致密星），流體力學（亂流），統計物理（李-楊定律），凝聚態物理（極化子理論），量子場論（李模型）的重要難題，最終，以基本粒子物理中最精彩的一個猜想，成為史上最年輕的諾貝爾物理學獎得主！
在最好的年紀，李政道如一道炫目的白光，照亮了科學的新邊疆。
在這之後的四十年裏，李政道仍在不斷地拓展和楊振寧一起發現的這片沃土，甚至還順手把自己發明的非拓撲孤子理論用回到天體物理學上，提出了「孤子星」模型，成為暗物質和類星體最可能的假想之一。
一代宗師
後半生致力於培養中國科學家
但這些，都不是今天我們紀念李政道的最關鍵原因。
物理學黃金一代最年輕的費米，點亮了李政道的物理學之路，而作為白銀時代最耀眼的天才，李政道給整整一代的中國科學家開拓出一條學術大道。
1972年中美破冰之後，李政道第一時間回國存取。在受到毛主席、周總理接見時，大膽提出了跨越式培養基礎科學人才的建議，而這一提議後來成為了中國科學技術大學少年班創辦的重要依據。此後，李政道多次專程前往合肥，和少年班的學子交流，鼓勵他們為國成才。
◎ 1984年，李政道與少年班師生合影
由於此前的特殊時期，中國已和世界學術圈隔離多年，許多優秀的學生被困在國內，無法接觸到最新的研究和正規的學術訓練。
1979年，李政道在回國講學間隙請求哥倫比亞大學物理系為中科院的研究生出一份考題，最終有5名學生透過考試，李政道為他們補辦手續，資助他們前往哥大留學。
此後的半年間，李政道陸續向美國53所大學的物理系寄出200多封郵件，邀請他們效仿哥大模式招收中國學生，得到積極回應。
這一行動，開啟了CUSPEA（中美聯合招考物理研究生專案）的傳奇十年。從1980到1988年，CUSPEA共招收915名博士生赴美深造，陸續成為中國物理學界的中堅力量，迅速縮小了國內外的研究水平差距。如今，國內所有的重點理工學科裏，都有透過CUSPEA留學歸來的老師，把科學的智慧傳承給更多的中國孩子。
對於這一成就，李政道自我評價道「是吳大猷先生當初把我帶到美國來的，給了我這樣的機會，沒有這樣的機會，我是不會有今天的……我深感CUSPEA有意義、有價值，從某些方面講，它比我做宇稱不守恒更有意義。」
在此之後，李政道還向鄧小平建言，設立了中國的博士後資助制度，並深入參與了 國家自然科學基金委員會 的建立。CUSPEA的成功也被復制到其他學科，由康奈爾大學吳瑞教授發起了 CUSBEA 專案，選派優秀學生赴美學習生物化學和分子生物學。如今，CUSBEA一代已成為中國生物醫藥研發和產業元老級的存在。
而在1997年，李政道更是動用個人積蓄設立了「秦惠䇹-李政道中國大學生見習進修基金」，專門用來資助北京大學、復旦大學、蘭州大學、蘇州大學、台灣清華大學、上海交通大學的優秀本科生見習科學研究，20年來培養了3800余名「䇹政學者」。
在人生的後半程，李政道篳路藍縷，把自己的全力投入到中國下一代科學家的培養中。而這些，才是李政道之所以是一代宗師的真正原因。
七天之後，英仙座流星雨就會如期劃過天空，把奧爾特雲中的生命之水帶給地球。沒有億萬年來的這一道道輝光，地球將不會是如今碧波蕩漾生機盎然的所在，而永遠是幹涸的死寂。
當科學的群星在西方閃耀時，是李政道這樣的國士突破阻礙，不斷的把水和光帶給眼中充滿渴望的中國學子。
如今，先生已魂歸物理學眾神的英靈殿，而他當年帶來的火種，也散作滿天星鬥，照亮一個科學大國的光輝未來。
