Peter van Nieuwenhuizen是荷蘭物理學家，荷蘭皇家藝術與科學學院院士，美國石溪大學的杰出教授。他因與Sergio Ferrara、Daniel Freedman共同提出超引力而知名。當?shù)貢r間2019年8月6日，基礎物理特別突破獎被授予這三位超引力理論的提出者，他們將共享300萬美元獎金。
在媒體報道和官方介紹中，Peter van Nieuwenhuizen成果累累，頭頂光環(huán)，研究的理論深不可測。但在曾經(jīng)的學生顏文斌看來，Peter是一個更鮮活的形象，有幽默風趣，也有嚴肅認真，有追求夢想的萬丈豪情，偶爾也會有一絲寂寞寥落。
撰文 | 顏文斌
Peter van Nieuwenhuizen教授自1975年在石溪工作至今，是石溪物理系最受歡迎的老師之一。對每一個楊振寧理論物理研究所（楊所）畢業(yè)的學生來說，Peter可能是除了導師以外影響最大的老師了，每個學生都會感念他所傳授的知識、表現(xiàn)出對研究的熱愛和嚴謹?shù)闹螌W精神。
如果在網(wǎng)上搜索Peter van Nieuwenhuizen，會得到這樣的結果：For constructing supergravity, the first supersymmetric extension of Einstein's theory of general relativity, and for their central role in its subsequent development Peter van Nieuwenhuizen, Sergio Ferrara and Daniel Z. Freedman received in 1993 the Dirac medal from the International Centre for Theoretical Physics in Trieste (Italy), in 2006 the Dannie Heineman Prize for Mathematical Physics of the American Physical Society and in 2016 the Ettore Majorana Medal from EMFCSC,Erice. In 2019 the three were awarded a special Breakthrough Prize in Fundamental Physics of $3 million for the discovery.He is a fellow of the American Physical Society, and a corresponding member of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences since 1994, and of the Austrian Academy of Sciences. He was made a Knight in the Order of the Dutch Lion in 2004, and Honorary professor of the Technical University of Vienna (Austria) in 2005.
不過，這段描述，近似于成果的總結和光環(huán)的展示。我所接觸的Peter，卻是一個更鮮活的形象，有幽默風趣，也有嚴肅認真，有追求夢想的萬丈豪情，偶爾也會有一絲寂寞寥落。“范大叔”的群論課
最早聽到Peter的名字，是剛到石溪第一次選課前。指導的老師（也是后來成為我博士導師的Leonardo Rastelli教授）向我強烈推薦Peter的群論課。他當時說：“我建議你一定要選群論課，因為這門課是由Peter van Nieuwenhuizen開的，錯過了的話以后很難有機會的。”不過，Peter的荷蘭名字從一個意大利人嘴里說出來之后在傳到我這個中國人耳朵里，就變成一段完全無法理解的發(fā)音組合了。不過，鑒于Leonardo嚴肅認真的態(tài)度，我還是退掉了原定的粒子物理，選擇了群論。按照小說的語言似乎可以描述為：命運的齒輪開始轉動了。
不過Peter的姓還是折磨了我們這些中國學生很久。因為處于中國人的習慣，我們習慣用姓來稱呼老師（當然，叫Peter的老師在我們系一抓一大把也是一個原因）。不過Peter的姓對于中國學生顯然是個巨大的折磨。由于沒有人能夠很順利的讀/寫出他的全名，在中國新生之間，一般簡他為“范大叔”或者“范老師”。后來得師兄指點，他的姓就是“牛文慧曾”，頓時豁然開朗。第一次上他的課，由于聽力很渣的緣故，非常不適應Peter的荷蘭口音，而且也不太能看得懂他的書寫，有些字母不太能辨認的出來。不過因為在國內(nèi)學過群論的緣故，他的課還是可以跟上，并沒有造成太大的麻煩。只是第一節(jié)課就感受到了他的認真。群論的第一節(jié)課當然是講什么是群，也就是群的定義。他提到群論里面單位元素和逆的存在只要定義了左乘的就可以推出右乘的，隨后開始給我們在黑板上證明。這個性質(zhì)在很多的面向物理系學生的群論書上都會提到，但是我很少看到這些書上會給出證明，而且有些書上會直接把條件給成左右都存在。但是Peter不愿意這么做，在他看來，既然是在講數(shù)學課，哪怕是給物理系的學生講數(shù)學課，還是要讓課程更嚴格一些。后來漸漸從師兄那里知道Peter是超引力的創(chuàng)始人之一，是現(xiàn)在石溪物理系最牛的教授云云。不過，那時候?qū)@些還是沒有太直觀的認識，超引力對我來說也還屬于很遙遠的東西。不過，當時確實感到Peter是我見過的最好的老師。他講課的時候，一方面注重概念的細節(jié)還有證明，另一方面例子也非常非常的多，基本上每講一個新的東西，就會給出一個例子向我們演示這個新東西的應用。甚至在后來講簡單李群的時候，先給我們按照Cartan的標準分類，把A，B，C，D，E，F(xiàn)，G7種半單李群的常見表示分別算了一遍。之后才講李群表示的一般方法。因為我們已經(jīng)見過了7次這些方法的應用，所以在學到一般理論的時候，大家對這些東西感到異常的親切。不過，Peter當時也花很大精力講了一些東西，但我們卻不知道是干什么用的。他花了好幾個星期講Dirac的gamma矩陣，還把這些矩陣在2，3，4一直到10維11維時候的性質(zhì)全都列出一遍。他還花了一節(jié)課講E8李群。這東西又難又復雜，以至于有同學在期末考試結束后跟他說，這東西太難太陌生，既然同類里面講了E6，E8就不用講了。Peter當時挺尷尬的說，E8是他最早引入物理學的。但是之后的課程和研究中用到這些東西的時候，我真心感謝他當年打下的扎實基礎。“表演大師”
Peter講課并不止是細致，他上課的時候倒像是個表演大師在舞臺上演出。講課聲情并茂，經(jīng)常會用各種夸張的表情和手勢配合自己的語言，同時還會給我們透露各種有趣的八卦。
有一次因為講了太多群論里具體的表示，他說，數(shù)學家會批評他講的東西太具體，不夠抽象，但事實是“mathematicians always say abstractly”，實際上他們在自己辦公室里面做的東西和他在黑板上做的是一樣的，只不過要拿到發(fā)表的時候會把具體的例子全都擦掉，然后繼續(xù)“say abstractly”。他有時候會調(diào)侃別人：“A lot of people said that these formulas are well-known, however, these formulas are only well-known to those who know them well”。還有一次，提到宇宙學常數(shù)的正負號，他說他這一輩子見這個正負號變過很多次了，所以他不會輕易相信任何有關的結果了。有一學期弦論課，他用了5節(jié)課講完了bosonic string，創(chuàng)下了記錄，他得意的稱自己是個“Tachyon”（一種假想的超光速粒子），還說自己就像是趕著馬跑的牛仔，同時還把兩根手指伸到嘴里吹口哨——可是，他忘了自己的手剛剛拿過粉筆的！于是我們接下來就看到他吐著舌頭露出很微妙的表情。奇怪的考試
Peter執(zhí)坳的堅持使用一種奇怪的考試方式。他把學生三個三個分成一組，然后對每一組學生化三個小時口試他們。后來為了照顧有些學生不適應口試，又增加了一個小時筆試環(huán)節(jié)。每到期末之前，他就會拿出一張寫滿日期的紙，讓我們選擇合適的兩天作為考試的時間，然后他再開始協(xié)調(diào)學生之間的沖突。有時候，好幾個學生會選擇同一天，這時候他會當堂拋硬幣來決定哪個倒霉鬼被分配到另外的日子。
通常整個考試的過程會花掉他一周的時間。口試的時候，他現(xiàn)會讓每個學生講自己學的最熟悉最透徹的東西。然后就會一邊翻自己的講義，一邊輪流讓下面三個學生講這個是什么，那個是什么，如果某個學生沒答上來，他會問下一個學生知不知道該怎么回答。不過他對學生倒是非常寬容，口試的時候他會默認學生不會回答，所以如果學生回答上來了，他就會表現(xiàn)得非常非常高興。這種考試的過程，倒是更像教學的延伸，有時候大家會在考試的過程中理解很多平時學習沒有理解的東西。超引力
群論課讓我認識了Peter，但是真正和他熟悉起來，還是通過后來的超對稱與超引力。在群論課的時候，Peter就給他下學期的超對稱與超引力做了預告。他說，超引力就是在Stony Brook被發(fā)明的，可是30年來，居然從來沒有人在Stony Brook講過超引力，ridiculous。眾人狂汗不止：老師，超引力是你發(fā)明的，你不講，石溪哪個人敢講啊。
后來超對稱與超引力終于在石溪第一次開出來了。上課的第一天，Peter就跟我們說：“超對稱是LHC上要尋找的東西，如果找到了，那我當然很高興，但是如果沒找到，那恐怕我這半年的課就是在浪費你們的時間了。”我們自然是笑。他隨后又說，因為超對稱里面計算技巧很多，而且很多技巧都是在研究里面很需要的，所以他這學期不僅要教給我們什么是超對稱，也要實際向我們演示里面的各種計算，讓我們能夠?qū)@個方向的研究方法有更直觀的認識。而且為了能讓我們真正熟悉這個領域，他還要給我們布置作業(yè)（他以前上課是從來不給作業(yè)的）。超對稱是我第一次接觸到70年代后理論物理中形式化的工作。人們期望從一個新的、更廣泛的對稱性原則出發(fā)來完全決定新理論的形式，解決標準模型中存在的各種問題。但是所付出的代價就是把標準模型中的粒子數(shù)目翻了一倍，每一個粒子都有它對應的超對稱伙伴，現(xiàn)在在LHC上就在努力尋找已知粒子的超對稱伙伴。我因為一開始想做粒子物理，之前看到的相關文獻只注重跟高能現(xiàn)象學有關的內(nèi)容。但是Peter并不只希望我們知道某幾個模型就完事，他希望我們能夠從更深刻的角度理解超對稱，能夠明白超對稱代數(shù)本身的性質(zhì)、表示。Peter不僅希望我們知道什么樣的模型是超對稱的，他更希望我們能夠?qū)W會怎么去自己構造超對稱模型使其能夠擁有我們所需要的粒子。因此這門課大部分的時間里，Peter都在教給我們各種工具，反倒是很少提到跟現(xiàn)實有關的模型。我不清楚別的同學怎么看待Peter的思路，我倒是很喜歡他的原則。我覺得，了解MSSM是怎么回事有的是機會，但是能有一個在這個領域工作了多年的老師來講解他對于這個領域本身的理解是一件非常難得的事情。總之，那一學期我過的非常愉快，學期中我看了一下Weinberg量子場論第三卷：supersymmetry，我發(fā)現(xiàn)這是我頭一次能輕松愉快的看Weinberg的書。Peter是一個非常勤奮的人。他自己也像我們承認他沒有他師弟Gerard ’t Hooft（1999年諾貝爾獎得主）那么高的天份，很多時候并不能很巧妙的解決一些問題。他所依靠的，只是他的認真和努力。他講他們當年做出超引力的故事，為了證明他們找到的模型擁有局域的超對稱，他們每天都鋪開一張巨大的紙開始計算。最后還是發(fā)現(xiàn)他們需要證明兩千多個系數(shù)是0，無奈之下只好求助與Brookhaven National Lab的一臺大型機。他當時都認為這個模型肯定完蛋了，每當機器吐出的紙帶上寫著0的時候，他就覺得下一個出來的數(shù)一定不是0了，當最終得到兩千多個0的時候，他都不太敢相信自己的眼睛了。當然，在他們的文章發(fā)表之后，其他人發(fā)現(xiàn)了這個模型更簡單的表述方式，他在講課的時候也就不用再向我們演示兩千多個系數(shù)是0了。不過，Peter畢竟年紀大了，他屬于過去一個充滿了理想主義的時代，現(xiàn)在的人們漸漸不太能夠理解他那種風格了。甚至一些理論所的老師也覺得他的思維方式太形式化了。Peter自己有時候也會流露出意思感傷。他也講過，在超引力誕生之后，有很多人反對，尤其是他的導師寫信問他為什么放了這么個怪物出來。我想，沒法得到導師的理解對他的打擊一定很大。他把自己的一生都獻給了這方面的研究，超對稱對他來說是特別的。在最后一節(jié)課上，也許是因為想到自己以后再沒有機會講這門課，他很感傷的說：“很多人反對超對稱的概念，認為把粒子數(shù)目增加一倍是很ugly的。其實Dirac當年引入反粒子就已經(jīng)把粒子數(shù)增加過一倍了，所以讓我們看實驗吧，如果實驗否定了超對稱，那我無話可說，但是如果實驗肯定了超對稱，那么就讓反對的人shut up。”這個樂觀幽默的老人在那一瞬還是露出了寂寞的表情。在那一刻，我感到也許他以前所說的“浪費時間”并不僅僅是個玩笑。
（圖源：news.stonybrook.edu）
讀博士的時間里，我又跟Peter學習了很多門課程。Peter給我的，并不僅僅是好幾本厚厚的的筆記，還有無數(shù)點點滴滴的回憶。我希望通過這些很瑣碎回憶，能夠讓大家看到一個物理學家真實的一面。他并不是遙不可及的神，而是我們身邊活生生的人。他也需要辛苦的努力才能得到他想要的一切，他也會因為自己的工作不被人理解而感到失落，他也會真心的羨慕和尊重那些能做出更好的工作的人，可是他也不會因此就去放棄自己的努力。他是一個可以和你一起在海灘上曬太陽的朋友，可以和你一起討論未來選擇的長輩，可以一起在圖書館用一些老古董的技巧重新去驗證一些已知的結論的老師。有一些大師就像光芒四射的太陽，他們的出現(xiàn)掩蓋了同時代所有人的光芒，人們對他們只能仰視；有一些大師就像是燈塔，他們的光芒吸引著人們向他們的方向繼續(xù)努力。對我來說，Peter就是這樣的燈塔，一直在給我繼續(xù)努力的勇氣……
本文最初于2008年10月25日（Peter van Nieuwenhuizen的70歲生日前一天），發(fā)表在作者個人博客gaugephoenix.wordpress.com。時隔11年，作者對內(nèi)容進行修訂后授權“賽先生”發(fā)表。
文章頭圖及封面圖片來源：news.stonybrook.edu
確實是一位值得尊敬的科學家