论文比肩的背后_

邢志忠（中国科学院高能物理研究所研究员）

研究领域：基本粒子物理学与粒子天体物理学理论。主要从事的研究方向和课题包括中微子物理学、中微子天文学、中微子宇宙学、重味（B与D介子）物理理论、轻子和夸克的质量起源问题、CP对称性破坏以及TeV能标的新物理唯象学。

现代科学发展到20世纪以后，几乎所有的基础研究成果，都以学术论文的形式发表在了专业期刊上。因此，在针对同一个重要问题而展开的科研竞赛中，谁的论文先发表，谁就拥有了科学发现的优先权。假如你由于主观或客观原因错失了发表的良机，那么你的科学思想和成果往往就得不到学界的正式认可，有时甚至会与诺贝尔奖擦肩而过。假如你和别人差不多同时做出了同样的科学发现，那么你一定要设法抢先发表你的论文，至少不要落在竞争对手的后面。在基本粒子物理学史上，两篇重要的论文比肩而出、同时发表在同一期刊的故事时有发生，而故事背后的故事，有时还更加耐人寻味。

众所周知，“弱相互作用中空间反演对称性（即宇称）可能不守恒”的革命性思想是李政道和杨振宁在1956年率先提出并发表的。那一年的春天，李政道曾经向他的同事吴健雄咨询原子核衰变和宇称守恒的实验状况，并表达了他和杨振宁对宇称普遍守恒的“定论”的质疑。受到李政道的启发，吴健雄准备利用极化的钴60做b衰变的实验，以检验宇称在弱相互作用中是否守恒。但是这个实验需要低温技术，而吴健雄所在的哥伦比亚大学的低温技术不够先进，于是她找到了美国国家标准局的四位低温技术专家，并利用那里的先进设备，开始了一个后来被证明具有重要历史意义的合作。他们这个五人小组在1956年底成功地观测到了宇称不守恒的迹象，吴健雄立即把他们的初步实验结果告诉了李政道和杨振宁。

吴健雄

在1957年1月4日的星期五午餐会上，李政道向他的同事们透露了这一令人振奋的实验结果。利昂·莱德曼（Leon Lederman）意识到问题的重要性，当晚就打电话给他的合作者理查德·加尔文（Richard Garwin)，建议利用哥伦比亚大学的回旋加速器所产生的极化m子做实验，从另一种途径检验弱相互作用中的宇称不守恒。他们连夜行动起来，四天之内就得到了可靠的实验数据，并写出了论文的初稿。李政道得知这一消息后，劝阻莱德曼等人不要马上投稿，否则对吴健雄的团队来说是不公平的，因为后者已经辛苦地工作了好几个月，而且率先得到了实验证据。1月15日，哥伦比亚大学举行了记者招待会，吴健雄和莱德曼两个团队分别报告了他们的重大科学发现：宇称在弱相互作用中的确是不守恒的！他们在记者招待会的当天将各自的论文投到了《物理评论》(Physical Review)。半个月之后，两篇论文并列发表出来；同一年的年底，李政道和杨振宁荣获了诺贝尔物理学奖。

1973年6月，两篇证明量子色动力学具有“渐进自由”特性的理论文章横空出世，一前一后发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。前一篇论文的作者是普林斯顿大学的戴维·格罗斯（David Gross）和他的博士生弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek)，后一篇论文的作者则是哈佛大学的博士生戴维·波利策（David Politzer)。三个人因此分享了2004年的诺贝尔物理学奖。

戴维·波利策

为什么两篇理论性的文章也能碰巧撞车呢？波利策在他的获奖演说中讲了下面的故事：

“我缓慢而仔细地完成了关于杨-米尔斯（Yang-Mills）理论b函数的计算。…从对最后的负号深感绝望到对可能发生的事情兴奋不已，这一转变没费我多少时间。我打电话给导师西德尼·科尔曼（Sidney Coleman）。他耐心地听着，然后说结果很有趣。不过依照科尔曼的说法，我显然犯了个错误，因为戴维·格罗斯和他的学生已经完成了相同的计算，他们发现结果是正号。在计算的可靠性方面，科尔曼似乎对人家比对我更有信心，毕竟他们是由两个人组成的团队，而且其中包括一位经验丰富的理论家；而我只是一个单兵作战的年轻学生。我说那我再检查一遍。大约一周以后，我再次给科尔曼打电话，说我没有发现先前的计算有任何错误。科尔曼说是的，他知道了，因为普林斯顿的团队已经发现了自己的错误，他们把错误纠正了，并已经将论文投给了《物理评论快报》……”

据说正是由于科尔曼的前期传话和后期干预，才使得格罗斯和维尔切克及早发现了他们的计算错误，也使得波利策及时发表了自己的计算结果。

科学研究与体育比赛的相似之处在于，前者是人类智力的竞争，后者是人类体能的较量，有时候胜负就在一瞬间，有时候比拼的场面还充满了悬念和刺激。这种悬念和刺激，正是人类挑战自我和自然的本能动力。

本文摘自《科学世界》2013年第4期

新媒体编辑 | 张丽君