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图源：德克萨斯大学奥斯汀分校物理系

撰文 | 张天蓉

责编 | 徐卓君

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了解量子理论的人都听过德布罗意的名字，知道他是一位贵族物理学家，因提出“物质波”的概念而享誉学界。不过你可能不知道他有一位女弟子，塞西尔·莫雷特（Cécile DeWitt-Morette）。

这位生于20世纪上半叶的女性物理学家，在男性主导的理论物理领域做出了卓越贡献，并为法国物理学界建立了莱苏什暑期学校。她有幸受教于多名大师级人物，也遭受过那个年代科学界对女性的不公。

她生性坦率、大胆独立。近百年的生命中充满传奇的转折，她因参加量子力学的考试而躲过了诺曼底登陆日的大轰炸而得以幸存，在20世纪物理学巨人和量子精英们的影响下爱上了理论物理，虽然她与初恋爱人——来自中国的彭桓武——因那个动荡的年代而分离，但也在物理学界结识了一生的伴侣布莱斯·德威特。

她于2016年去世，享年 94 岁。

塞西尔也是我的博士指导教师。我曾经写过好几位物理学家，也提到过塞西尔，不过着墨甚少。今天专门来梳理一下这位女学者的生活和科研成就，以及我记忆中的若干趣事。

天文系的“半个”教授

上世纪80年代，在奥斯汀德克萨斯大学物理数学楼里，人们经常会看到一个中等身材、60岁左右的老太太，剪得短短的、精灵般的短发已经花白，人却很精神，眼神锐利。总是穿着一件看起来半新不旧、花色和式样已经过时的短袖连衣裙，脚蹬一双大球鞋或拖鞋，抱着一大堆书和讲义，匆匆忙忙地在过道中穿来穿去。有时候，会看见她急急忙忙地朝电梯奔去，当电梯门正要关闭的那一霎那，便听见她用那带法语口音的英语大叫：“HOLD UP，PLEASE！”（请按住，等一下！）。这个看起来大大咧咧、不拘小节的老太太，就是我的指导教师塞西尔德维特[1]。

塞西尔是个法国人，德布罗意的学生，早期钻研数学，后来与布莱斯·德威特相识结婚后，两夫妻曾经一起领导了日食期间对毛里塔尼亚的广义相对论实验考察，确认了光线通过大质量物体时确实发生弯曲和偏转，这是他们夫妇俩对实验验证广义相对论的贡献。之后，布莱斯毕生研究引力量子化，而塞西尔的兴趣转向数学物理，主要研究广义相对论和量子力学的数学基础。

相对论中心在9楼，塞西尔的办公室却在13楼，和天文系教授们的办公室混在一起。实际上，她的确算是天文系的“半个”教授。这是因为德州大学（以及很多美国大学）有个很奇怪的规定：夫妻俩不能同在一个系当教授。因为丈夫已经是物理系的教授了，塞西尔就只好算成天文系的教授。塞西尔认为这是美国轻视妇女的表现，每次谈到这点，她仍然面带微笑，但我能感到她内心的耿耿于怀。

更奇怪的是，塞西尔一天到晚忙得要死，拿的工资却只是全职教授的一半。当四个孩子更小的时候，她没有任何工资，学校根据她杰出的研究工作，给了她一个无薪水只有办公室的教授职位。尽管没有报酬，她却每天按时上班，听学术报告、带学生、写论文。因为她认为不这样的话，就会在业务上落伍了。

塞西尔认为研究生要尽早进入研究领域，因此从读博的第一年开始，她就和我讨论我的博士论文研究课题：即“用费曼路径积分的方法研究黑洞附近引力波的散射问题”。两年之后，我们便很快地在 “物理评论”上发表了数篇论文，为之后的研究打下良好的基础。

也曾经听塞西尔说到做家务，她不喜欢购物和做饭，我也没见她化过妆，大多数时候都是穿着一件短袖连衣裙。她还曾经说30多年前她受奥本海默之邀到普林斯顿时就是这副穿着：“我会日复一日地穿同样的连衣裙，以至于奥本海默误解了我的背景”，以为她来自一个“弱势家庭”。

理论物理精英们

实际上，塞西尔1922年生于巴黎一个颇为富有的家族，父亲是教授，也是工程师，拥有自己创建的冶金公司。塞西尔成长于诺曼底，正是那个二战的最后关键时期盟军登陆的诺曼底。她年轻时想学医，并没有设想过自己会成为一个理论物理学家。阴差阳错使她没做成医生，却在诺曼底的卡昂大学获得了数理化的学士学位。 然后，天性喜欢冒险的塞西尔想做一些更令人兴奋的事情：决定去巴黎学量子力学！虽然她一无所知，但觉得这个“术语”听起来不错。

因此，巴黎之行让塞西尔进入了物理学领域，成为德布罗意的博士生。之后与一连串伟大的物理学家一起工作的不平凡经历使她留在了该领域。

出乎塞西尔意料之外，那次巴黎大学量子力学的考试竟然是在 1944年6月6日诺曼底登陆日！塞西尔去巴黎参加了那场考试，所以正好不在诺曼底的家中。这使她幸运地逃过了那场大轰炸，而留在家中的母亲、妹妹和祖母都当场被炸死了。家中突发的灾难使塞西尔意识到，她需要一份工作，这是不谙世事的年轻女学生遭遇到人生的第一次打击和考验。

在诺曼底登陆之前，约里奥-居里（居里夫人女婿）邀请塞西尔在他的实验室工作。不过塞西尔对实验不感兴趣。因此，她继续读研，又同时算是约里奥的科学秘书。例如，约里奥让塞西尔为他准备关于慢中子扩散、玻尔液滴模型的讲座等等。

之后，在都柏林的海特勒（Heitler）写信给约里奥，希望有年轻人加入他和都柏林的其他犹太难民的行列。约里奥问塞西尔是否想去，喜欢冒险的女孩给出了肯定的回答。于是，为了在战争状态下得到出境签证，秘书为她编造了一些“超出她能力外”的任务，其中包括要去剑桥会见狄拉克等。塞西尔对此次与狄拉克见面，曾经有精彩的叙述：

“我对狄拉克一无所知，直到我收到一条消息，说下午两点，我与狄拉克在他位于剑桥的家中有约会。他以话不多而著称。但是当我到达时，他滔滔不绝地告诉我他在战争期间所做的事情。我什么也听不懂。10分钟后，我开始明白情况是多么荒谬。所以我说，‘非常感谢你，狄拉克教授。 我不会占用你太多时间。 很高兴你给我这个约会。’

‘哦，’他说，‘我妻子要端茶来了。 你走了，她会生气的。’所以我留下了。然后，他一直讲到五点钟。”

最后，塞西尔去了都柏林的高等研究院，在海特勒指导下攻读博士学位，做“核子-核子碰撞产生介子”的课题。都柏林的理论物理学院是薛定谔1940年建立的并一直担任主任直到塞西尔去的那一年。所以，塞西尔的指导教师有好些位，除了德布罗意外，海特勒、薛定谔都名列其中。正是在都柏林的两年半中，周围满是量子精英以及若干20世纪的物理学巨人的环境下，塞西尔才喜欢上了物理学并开始理解它。

他给了她一张去香港的单程机票

值得一提的是，都柏林的青年精英中，也包括几位后来成为中国物理学界顶梁柱的老前辈。

我读博时，除了讨论物理和数学之外，塞西尔对我说得最多的话题是40年代在都柏林与中国物理学家彭桓武的交往。她自称是彭先生的早年弟子，那是1946年，塞西尔在彭的指导下作过量子场论有关的计算，共同发表了一篇论文[2]。短短的交往其实不到两年的时间，但塞西尔对彭先生有及其深刻难忘的印象。塞西尔给我看过她和彭先生在都柏林并肩搭手骑自行车的一张挺有意思的照片，将近60年之后，塞西尔访问北京，和彭先生“师生”再见面，重述旧缘[3]。

我到美国的机会，也是源于两位学者当年的友谊。我在中科院读研究生时，在广州召开了一个粒子物理的国际性会议，不少知名科学家参加。理论物理所的何祚庥先生等联系到了德克萨斯大学的一对夫妻档理论物理教授：德威特和夫人塞西尔。塞西尔谈起她早期在都柏林学习时候的中国籍老师彭桓武，说是很怀念她的老师。不知现在情况如何？何先生告诉他彭桓武是理论物理所的现任所长，塞西尔听了高兴极了。又听说理论物理所想要送一个女同学（我）到美国的大学读研究生，她便立即表示愿意接受这名中国学生为自己的博士生。

我到奥斯丁时已经35岁，所以塞西尔经常笑说我算是她的大女儿，因为她四个女儿中最大的还比我小几岁。塞西尔也经常给我讲她在都柏林的故事，说她原来仅仅懂一点数学，是彭桓武教会了她物理，唤起了她对理论物理的终生兴趣，将她训练成了一个物理学家，法国国家博士。当时彭桓武和胡宁都在都柏林做量子场论的研究。塞西尔比他们要年轻7、8岁，作为从法国巴黎居里研究所派来的实习生，她在彭桓武的指导下作量子场论计算，之后彭桓武1947年底就回国了。那几年我在与塞西尔的交往中，就发现他对彭先生有深切的怀念，难忘的印象。不由得使我心中暗暗揣测：看来当年她对彭是十分崇拜的，也许还有一些“爱慕”之意？作为学生的我当然不好意思向她询问，如今，彭先生已去世多年，塞西尔也已经作古，原以为此事的答案只有天知地知她知他知了，没想到有天看见《今日物理》（Physics Today）在塞西尔去世后为她发的一篇文章，才恍然大悟[4]。

文章中提到关于她和彭先生的交往，有如下一段话：

“On a couple of occasions she did say no, to marriage proposals. She said no to her first love, Peng Huan-wu, in Dublin…..”

上面话中 “her first love”一词，印证了我的猜测。

将《今日物理》的这段话翻译出来，说的是：

“有几次她确实拒绝了求婚。 她拒绝了都柏林的初恋彭桓武。”

左边自行车上是彭桓武和塞西尔 图源：《物理》

2019年，美国期刊《今日物理》Letters栏目又刊登了一篇短文：《为了爱情和物理》[5]。文章的作者是塞西尔的一位女儿。这篇文章较详细地披露了二人当年的跨国恋情。

文章说：“她非常爱他，很想嫁给他，但那是 20 世纪 40 年代后期，他要回到正处于战争之中的中国。离开时，他给了她一张去香港的单程机票，并告诉她，他可以从那里带她进入中国。”

但塞西尔最后“退缩了”，她担心，如果去到一个语言不通，又处于动荡中的国家，她会变成他的负担。她也担心从此再也无法回到自己的祖国。

他们之间的通信保持到20世纪50年代初期。塞西尔的女儿们发现了母亲保留的信件“信中显示了一位大度、睿智的男人仍然爱着她，并希望她接受他的提议，但他知道这对她来说太难了。”

1982年，塞西尔作为美国科学代表团的一员来到北京，这是他们自都柏林离别后的第一次见面。三十多年过去了，塞西尔却感到他们之间仍然存在某种“特殊”的东西，两人在一起步行了一段路。塞西尔后来回忆，在走路时，他只是告诉她:“我很高兴你仍然穿着舒适的鞋子。”

因为要花时间照顾孩子，

她曾从客座研究教授降职为讲师

1948年，塞西尔收到来自奥本海默（从美国普林斯顿）的电报：“根据波尔和海特勒的推荐，我很高兴为您提供数学学院 1948 至 1949 学年的会员资格，津贴为 3500 美元. 罗伯特·奥本海默。”实际上，奥本海默Oppenheimer，给了她 [高等研究院] 的博士后职位。但塞西尔不知道这是一个很好的邀请，甚至不知道普林斯顿在哪里？不过凭她宁愿说“是”也不愿说“不是”的一贯处事态度，当然毫不犹豫地答应了。

在公众眼里，奥本海默以1942年-1945年领导曼哈顿计划著称，实际上他也是一位作出过多项接近诺贝尔奖级别成果的著名物理学家，性情和人格方面颇具特色与魅力。第二次世界大战后，曼哈顿计划被公诸于世，奥本海默也在全国成为了科学的代言人，1947年他出任普林斯顿高等研究院的院长，云集了一大批各个领域的尖端人才。理论物理方面，包括几位在当时还非常年轻的物理学家：杨振宁、李政道、以及后来的弗里曼·戴森等[6]。可以想象，当年奥本海默邀请的女学者不会太多，塞西尔是其中一个。

当时在法国，也有一个很好的终身职位在等着塞西尔，但“接收奥本海默邀请”这个选择使她来到了美国，彻底改变了她的人生。尽管她当时对美国一无所知：“我和我的朋友们唯一知道的就是电影《乱世佳人》，那是我们对美国的看法。”

图源：德克萨斯大学奥斯汀分校物理系

80年代，塞西尔也曾与我谈到她1948年在普林斯顿高等研究院的情形，她很遗憾未能直接与爱因斯坦一起工作，但两人经常在路上碰面，双方总是抿嘴一笑，擦肩而过：“因为我和他当时都是没有汽车的人啊！”塞西尔对我们诙谐地描述此事时，还作了一个鬼脸。

塞西尔在普林斯顿待了两年，开始了她与弗里曼·戴森终生的友谊，以及更复杂的与理查德·费曼的关系。最重要的事件是碰到了她的白马王子-未来的丈夫布莱斯，一个“施温格男孩”。一天晚上，布莱斯对她说：“你愿意嫁给我吗？”塞西尔随口便答：“当然不，因为你不是法国人，是外国人！”塞西尔认为自己最终要回到祖国法国。

不过，塞西尔感觉伤心，甚至可以说是很伤心。第二天早上，塞西尔头脑里有了新的想法，如果一时回不了法国，也可以为国家做贡献啊！她想到了饱受战争蹂躏的祖国，想到了阿尔卑斯山上迷人的风光，她突发奇想：要在那儿开一个暑期学校！在夏天两个月左右的时间里，聚集 20来个人，不限国籍和年龄，让他们得到有趣的发展，同时也帮助重建法国物理学，这可能比在法国某校担任教职要有用得多啊！于是，塞西尔将“完成建莱苏什Les Houches暑期学校”这个任务，作为与布莱斯结婚的“契约”条件。之后，她又千方百计为之努力，最后终于达成了这个心愿，两位物理学家于莱苏什暑期学校成立后立即结婚了，那是1951年。

有趣的是，塞西尔当年在物理界的名气大于布莱斯的。爱调侃的上帝鞭子泡利在得知塞西尔与布莱斯的婚姻后，称布莱斯为“莫雷特先生”。因为塞西尔的娘家姓氏是莫雷特，塞西尔出嫁前是“塞西尔·莫雷特”，结婚后便是“塞西尔·德威特”或“德威特夫人”了。泡利则是对布莱斯开玩笑地反其意而称之。

图源：德克萨斯大学奥斯汀分校物理系

结婚后，塞西尔决定稍微进入幕后，让丈夫为他自己赢得更多名声。很快，她就处于劣势了：他成为北卡罗来纳大学教堂山分校的教授；她花时间照顾孩子，从客座研究教授降职为讲师。不过最终，他们都在德克萨斯大学奥斯汀分校获得了捐赠教席，此为后话不表。

迷上费曼路径积分

塞西尔在普林斯顿的主要科学贡献是第一个研究和应用费曼路径积分。

二战胜利后，量子物理学家们的主要研究方向是从量子电动力学开始的量子场论。奥本海默那几年主持了有关量子场论的3次重要会议。作为量子电动力学的开创者，费曼的工作（包括路径积分和费曼图）对量子场论的发展举足轻重[7]。

另一位数学物理学家-英国人弗里曼·戴森，也对量子电动力学做出了杰出的贡献。1948年秋季，戴森到了普林斯顿高等研究院。因为同为数学出身再转行到理论物理，他们有共同的兴趣，结下了深厚的友谊。戴森和塞西尔两人都对费曼路径积分感兴趣，戴森后来评论塞西尔时，说她是当时年轻一代中第一位掌握费曼路径积分物理方法的全部范围和功能的人。因此，当戴森决定需要离开普林斯顿去度一个漫长的周末时，便说服了塞西尔一起同行。他们从普林斯顿坐车去伊萨卡（Ithaca），费曼到车站与他们会面加表演（击鼓），然后，在康奈尔大学度过了一个愉快的周末。戴森给他父母的几封信中对这次探险进行了详尽的描述。

戴森在给他母亲的一封信中，提起这段经历：

“我们在会议厅里讨论了物理学。费曼介绍了他的理论，这使塞西尔充满了欢笑，与之相比，我在普林斯顿的演讲显得有些苍白。……那天下午，费曼每分钟产生的创意比我之前或之后任何时候见过的都更好。在傍晚，我提到只有两个问题（电场散射光，以及光散射光）尚需确立该理论的有限性。费曼告诉我们说马上会看到的，然后他就坐下来闪电般地计算了两小时，得到了这两个问题的答案。结果证明，除了一些无法预料的复杂性之外，整个理论是一致的。”

拜访费曼后，戴森写了一篇论文，讨论了高阶微扰，证明了量子电动力学的可重正性。塞西尔应用费曼图于具体的相互作用问题，写了一篇题为“关于核子-核子碰撞产生的π-介子的产生”的文章[8]，也发表在1949年《物理评论》上，塞西尔的文章是除了费曼和戴森之外，第一篇应用费曼图的文章。

塞西尔接着又写了“关于费曼路径积分的定义和逼近”的论文。并且，在之后几十年数学物理方面的研究，她也都是做有关费曼路径积分的工作。费曼路径积分是整个泛函积分领域中的一种特殊类型。塞西尔的研究与函数集成有关，既发展数学又将其应用于物理问题。是围绕经典路径的值，从经典向量子方向扩展，即从有限维空间转向无限维空间。物理应用上是费曼路径积分的WKB近似等。一直到我的博士论文（1985年）也是这个主题：“费曼路径积分的散射理论及其在黑洞散射中的应用”[9]。

图源：德克萨斯大学奥斯汀分校物理系

教育家塞西尔

塞西尔对理论物理的另一大贡献是1951年在法国创立的数学和理论物理暑期学校。也就是前面介绍过的她与布莱斯定婚时的约定：要在阿尔卑斯山的莱苏什（Les Houches）建成这个学校。她做得很成功并一直参与管理。许多数学家及理论物理学家都在该学校学习过或进行过研究，其中包括二十多名诺贝尔奖得主，也有好几名菲尔兹奖获得者[10]。

诺奖得主基普·索恩演讲，塞西尔的贡献 图源：Les Houches School of Physics

莱苏什暑期学校在二战后的欧洲和几个发展中国家非常有影响力。它缩小了当年的法国理科学生与世界研究之间的差距，为活跃的研究科学家提供服务。

为表彰塞西尔建立暑期学校的卓越贡献，法国政府授予了塞西尔“骑士”称号，给她颁发了国家功勋骑士勋章。

塞西既是理论物理学界的杰出学者，又是创办学校培养人才的教育家，不愧是女科学家们的典范。

参考文献：

【1】https://en.wikipedia.org/wiki/Cécile_DeWitt-Morette

【2】Morette, Cécile; Peng, H. W.，Cross-Sections for Production of Artificial Mesons，Nature, Volume 160, Issue 4054, pp. 59-60 (1947). Dublin Institute for Advanced Studies.

【3】刘寄星：彭桓武先生和他的法国学生

http://www4.newsmth.net/nForum/#!article/TsinghuaCent/299535?au=kittydog

【4】http://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.4.20171010a/full/

【5】https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4215

【6】DeWitt-Morette, Cécile. "1948–1950: Snapshots". Institute of Advanced Study. Archived from the original on 2013-05-22. Retrieved 2013-05-20.

【7】Halpern, Paul (June 20, 2017). "From Wartime Devastation To Academic Discrimination, Cecile DeWitt-Morette Overcame It All". Forbes. Retrieved 2019-02-09.

【8】“On the production of π mesons by nucleon-nucleon collisions,” Physical Review 76, pages 1432-1439(1949).

【9】PATH INTEGRAL FORMULATION OF SCATTERING THEORY WITH APPLICATION TO SCATTERING BY BLACK HOLES，Tian-Rong Zhang(Texas U.) (May, 1985) Ph.D.Dissertation

【10】"The School High in the Alps". Europhysics News. Springer Berlin/Heidelberg. 30 (3): 68. July 1999.

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