日本偉人傳

湯川秀樹:為廢除核武器展開行動的諾貝爾物理學獎得主

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日本戰敗不久後的1949年,湯川秀樹成為第一個獲得諾貝爾獎的日本人。當年的日記細緻記錄了戰爭時期他在自己擅長的基礎研究與政府要求配合戰爭工作的夾縫中苦惱不堪的回憶。與湯川私交甚密的物理學家小沼通二曾分析過他的日記,將為我們講述用盡後半生去守護人類免受核武器威脅的湯川秀樹的一生。

物理學家湯川秀樹1907年生於東京。身為地理學家、地質學家的父親次年受聘為京都大學教授,於是一家人搬到了京都。在上小學以前,秀樹就已經跟隨祖父「素讀」過《論語》等中國的四書五經。所謂素讀,指的是不講解意思,只照字面反復朗讀的漢文學習法。另外,他也不受限制地閱讀了母親給孩子們買的雜誌,自然而然地喜歡上了讀書。

父親是興趣廣泛的讀書人,家中藏書眾多。初中時代,秀樹在父親的書房裡讀到了《莊子》,從此一生傾心。他還熱衷於西方的歷史書籍,外國小說的譯著也是隨手拿起來就讀。同時,他對幾何學也非常癡迷。相較於觀察力和記憶力,這位少年更富有邏輯思維能力。

高中時期,他選擇了讀理科。起初,他熱衷於閱讀圖書館裡的哲學書籍,而邂逅其中的《科學概論》和《最近的自然科學》後,他逐漸對物理學產生了興趣。

在缺乏導師的環境下堅持奮鬥,開創「介子理論」

1900年,物理學界首次發現物質輻射光的能量具有不連續性,不可取連續任意值,只能取得離散值。1905年,科學家證實光不僅具有波動性質,還具有粒子性質,愛因斯坦提出了相對論。這個時期的重大發現,顛覆了19世紀經典物理學的根基。此後又經過25到27年的時間,最終形成了量子力學。

湯川在位於美國普林斯頓的高等研究所與愛因斯坦交談,1953年6月(每日新聞社/Aflo)
湯川在位於美國普林斯頓的高等研究所與愛因斯坦交談,1953年6月(每日新聞社/Aflo)

1924年,正在上高2的湯川在一間西洋書店找到一本弗裡茨·萊歇撰寫的《量子論》,內心備受震撼,感覺「比以前讀過的任何一本小說都要有趣」。1926年考入京都大學物理系的湯川毫不猶豫地敲開理論物理學的大門,不停購買關於現代物理學的進口書籍,潛心學習量子理論。

1929年畢業後,湯川走上了研究道路,打算鑽研兩大課題。一是發展基於量子力學和相對論的全新理論。二是通過量子力學弄清位元於原子核心部分的微小原子核充滿謎團的性質。這兩者都是全世界科學家一直試圖攻克的難題。此後,湯川為這兩個課題付出了畢生心血。

走出校園後,他一直在缺乏導師的環境下艱苦奮鬥。4年後的1934年,他提出了「介子理論」,將質子和中子的結合解釋為「構成原子核的質子和中子借助通過交換一種被稱為『介子』的粒子產生的力(核力)而結合在一起」。他在日本數學物理學會發表演講,並向該學會內刊投稿英文論文,於次年得到了刊載。

兩年後的1937年,美國和日本在研究宇宙射線的實驗中發現了與湯川預言一致的粒子。湯川由此成為全世界關注的焦點人物。而旨在發展湯川理論的研究也就此開始,除了日本外,英國等眾多國家也都在暗暗比拼較量。

不過在此之前,湯川理論粒子與宇宙線粒子的性質存在矛盾的問題已經逐漸顯現出來。1942年,湯川研究團隊的谷川安孝和阪田昌一公佈一項理論研究成果稱,湯川粒子衰變後形成的就是宇宙線粒子。到了1947年,英國物理學家鮑威爾等研究人員確認宇宙線中存在湯川粒子,發現其衰變後會變成宇宙線粒子。次年,美國的加速器實驗也確認到了人造湯川粒子。湯川提出的「介子理論」的正確性在觀測和實驗兩方面都得到了證實,1949年,他憑藉生平第一篇論文成為首個獲得諾貝爾獎的日本人。1950年,鮑威爾也獲得了諾貝爾獎。

原子彈轟炸和氫彈實驗改變了湯川的人生

日本與美英等國開戰的1941年以後,身為京都大學教授的湯川屢次感到迷惘,不知道是否應該繼續從事基礎科學研究。每次他的結論都是,在自己最能發揮能力的領域做出貢獻具有重要意義,基礎研究和應用技術一樣,都有存在的必要。然而到了1943年,日本政府決定「科學研究唯一的絕對目標就是開展戰爭」,開始有計劃地動員研究人員為軍隊效力。此時,湯川雖然覺得自己必須參加軍事研究,卻始終找不到可以做出貢獻的課題。最終,他和研究室內幾名夥伴一道參加了同事荒勝文策受海軍委託開展的關於利用鈾原子能的研究開發工作。可是,日本並不生產作為原料的鈾,所以研究工作在戰敗之前就被迫中止,湯川等人也失去了為軍方做出具體貢獻的機會。

1945年8月6日,廣島遭到原子彈轟炸,湯川在1週後的13日,聽前往當地開展調查回來的荒勝介紹了原子彈造成的具體破壞情況。這是在日本宣佈戰敗的兩天前。此後,他拒絕了所有講話和撰寫文章的請求,度過了一段「反省和沉思的日子」,到了10月,他給一本週刊雜誌投去一篇名為《靜默思考》的文章,表達了自己在戰後重新出發之際,經過反省後下定的決心。在文中,他堅信「要想讓國家的目的和手段得以正當化,前提就是不能與增進全人類福祉這個宗旨相悖」,得出的結論是「從個人、家庭、社會、國家和世界這個系統中把國家單獨剝離出來並賦予其絕對權威的這種做法是錯誤的」。

戰後,美國長期壟斷原子彈技術,不斷開展核子試驗。前蘇聯也在1949年擁有了原子彈。對此,美國開始研發威力更大的氫彈,蘇聯也緊隨其後,雙方展開了激烈的科技競爭。1954年3月1日,美國在南太平洋比基尼環礁實施的氫彈實驗給事前劃定的危險水域之外的大量漁船和周邊海島的居民造成了巨大的破壞。由於「第五福龍丸」全體船員受到輻射傷害,以及被放射線汙染的鮪魚在市場上遭到大量丟棄,使得整個日本乃至全世界都知道了此次事件。半年後的9月,1名船員不幸死亡。

針對此次事件,湯川給某報紙投去一篇題為《原子能與人類的轉捩點》的文章,闡明觀點稱「保護自身免受原子能威脅這一目的恐怕應該優先於一切其他目的」。

與全球科學家聯手致力於實現廢除核武器

發生比基尼環礁事件的時候,47歲的湯川擔任著京都大學基礎物理學研究所所長。除了專業研究和教育任務外,還肩負著其他許多工作,但他仍然努力尋求廢除核武器,開始積極從事相關的演講和撰文活動。從此,他從「思索之人」變成了「行動之人」。

比基尼環礁事件也給英國哲學家和數學家伯蘭特・羅素造成了巨大的觸動,他找到愛因斯坦商討此事,後來於1955年發表了獲得包括湯川在內的11名科學家簽名支持的《羅素-愛因斯坦宣言》。宣言這樣寫道:「有鑒於在未來的世界大戰中,人們肯定也會使用核武器,而這類武器肯定會對人類的生存產生威脅,我們強烈敦促世界各國政府認識並公開承認,通過世界大戰並不能達到自己的目的。同時正因為如此,我們強烈敦促世界各國政府找到用於解決一切紛爭問題的和平手段。」此外,宣言宣導科學家應該召開討論此類問題的會議,向全世界的科學家和普通民眾發出呼籲。

1957年,在加拿大的漁村帕格沃什召開了宣言宣導的科學家國際會議。在矛盾尖銳的冷戰格局中,包括美蘇在內的各國著名科學家以個人名義齊聚一堂,就幾乎所有議題達成了一致意見。湯川也曾出席的這個會議後來定名為「帕格沃什科學和世界事務會議」,一直延續至今。湯川經常建言獻策,以求促進會議健康發展,同時還在日本國內和朝永振一郎等人於1962年成立了「科學家京都會議」,召集贊同《羅素-愛因斯坦宣言》的科學家們共商和平議題。

與此同時,1955年,在世界聯邦主義者下中彌三郎的倡議下,湯川等7名學者組建了無黨派的「呼籲世界和平7人委員會」,首先呼籲成立10週年的聯合國從根本上加強改革。湯川對主張世界各國應在保持對立的同時組建一個應對全球性問題的政府這種世界聯邦的思想產生了共鳴,在1961年的世界聯邦主義者世界協會的全球大會上被選為會長,此後積極履行了4年會長職責。

1975年在國立京都國際會館召開的日本首屆帕格沃什論壇開幕式上,湯川秀樹與外國學者握手(時事)
1975年在國立京都國際會館召開的日本首屆帕格沃什論壇開幕式上,湯川秀樹與外國學者握手(時事)

1975年,日本首屆帕格沃什論壇「為實現徹底核裁軍的新構想」在京都召開,雖然剛剛大病初愈,湯川仍然堅持發表了《超越核威懾:湯川朝永宣言》,對核威懾論無法帶來和平這一問題展開了論證。1981年,他在科學家京都會議上呼籲廢除核武器和建立新的世界秩序。然而10天後在病床上撰寫的《對和平的祈願》一文成為他最後的呐喊。3個月後,就在冷戰結束的8年前,湯川走完了自己的一生。

標題圖片:湯川秀樹,1965年(時事)

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