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6月很快就过去了，7月我又回了一次开普敦。我的母亲，像史蒂芬·霍金一样，罹患肌肉萎缩症好几年了，我每年都回家去看望她。与霍金的病情似乎已经奇迹般地稳定下来不同，我母亲的病情在20世纪70年代却每况愈下，每年都在恶化，先是胳膊失去了活动能力，然后是双腿失去活动能力，直到最后她甚至连抬头或吞咽都有困难。没人知道如何治疗她的“小病”，这对于她来说是一个永远的秘密。8月，我返回纽约，并在那里过了一个月，继续在我们的公寓中或在哥伦比亚大学图书馆中阅读关于规范场论的资料，同时埃娃则继续做她的博士论文研究。作为一名学者，你可以在你喜欢的任何地方工作（或不工作）。这是一种自由，但是现在，博士后的第一年已经过去了且前途渺茫，有时候感觉这更像是一种只有失败的自由。
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1974年9月，我返回沉闷的费城，不得不考虑是否尝试申请1975年秋季开始的另一个博士后职位，而我还没有新的研究成果可以添加在我的简历上，这使申请工作更加困难。我开始认真考虑是否应该停止“搞物理”[1]，并坚强面对由不再搞物理而带来的羞耻感。但很快似乎我的机会来了。一些有利的事情突然发生了：一个非常令人感兴趣的物理学难题出现了，而解决这个难题需要用到的技术与我在博士论文里用到的技术有着紧密的联系。
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一位宾夕法尼亚大学资深的实验物理学家阿尔·曼参与了一项在日内瓦欧洲核物理研究中心（CERN）[2]进行的国际联合实验项目，在研究中心的粒子加速器上用高能μ介子型中微子轰击质子。曼的实验同我曾经在博士论文里分析过的深入质子内部的非弹性电子-质子轰击模型非常相似，不同之处在于它是利用中微子而非电子轰击目标质子。根据当时已知的弱相互作用，可以预测出轰入的中微子在轰击质子后，将变成“唯一”的带电荷的μ介子[3]。而被轰击的质子将被轰散，轰散后形成的碎片将带有很多质子类型的粒子。这个过程如图3-1a所示。但事实并非如此，通过研究实验数据，阿尔和他的合作者们在轰击产生的最终产物里发现了很多所谓的“双μ子”现象，也就是实际出现了两个μ介子，一个带负电荷、一个带正电荷。这就是一种费曼描述过的“瑞士表”碰撞，实验中出现的异常现象可能会导致新粒子的发现或是产生这些新粒子的新作用力的发现。
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图3-1 中微子-质子碰撞
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难题在于解释产生两个μ介子的原因。有两种（至少两种）可能的解释，每一种解释都需要假设产生了一种新的粒子。第一种解释认为，轰入的中微子已经变成一种新的“不带电的重轻子”[4]，然后因为弱作用力的原因，这个重轻子衰变成了曼及其合作者们观察到的两个μ介子，如图3-1b所示。第二种解释认为，轰入的中微子正如理论所预测的那样，转变为一个带负电荷的μ介子，但是在质子被轰击所产生的碎片中，根据弱作用和电磁作用相互作用的规范理论，应该存在一种新的被称为“粲夸克”的粒子，这种粲夸克粒子通过弱相互作用力，又衰变产生了另一个带正电荷的μ介子，即第二个μ介子，如图3-1c所示。
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在这些新的粒子中，假设的中性重轻子和假设的粲夸克粒子，到底谁是产生双μ介子现象的真正原因呢？这取决于它们速度的分布。带正电荷和带负电荷的μ介子的相对速度将取决于重轻子和粲夸克粒子之中到底谁是它们的父母。如果是前者，则带正电荷和带负电荷的两个μ介子都来源于重轻子的衰变，那么因为两个μ介子有着共同的来源，它们向外发射的速度也应趋于一致；如果是后者，则带正电荷的μ介子来源于粲夸克粒子的衰变，它的运动速度同带负电荷的μ介子的运动速度将会大不一样。这就好像是每个牌子的喷水枪都会喷射有自己特征的水流一样，同样对于不同的粒子来说，当它们衰变时，也会产生有自己特征的双μ介子分布。
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与同事章礼南（Lay Nam Chang）和约翰（John Ng）一起，我开始研究产生于重轻子的双μ介子的分布特征，从而把研究结果同曼及其合作者们所发现的μ介子的速度进行比较。这是一个典型的现象学问题，也就是将理论与实验结果进行比较。这个问题还与我的博士论文内容密切相关，因此我知道如何计算μ介子最后的速度和角度的分布。章礼南、约翰和我相互比对各自的解析计算过程，并由我编写计算机程序来求解μ介子的分布值。我似乎突然又投入进来，与实验物理学家紧密合作，一起钻研一些新问题，这让我非常兴奋。我从此进入到一种精神上非常亢奋的时期，重获新生。不由自主地，我每天都起得很早，只要醒着就投入到工作中，不停地计算与编程。章礼南、约翰和我，我们三个人在黑板前长时间地、兴奋激昂地、轻松愉快地讨论与辩论，轮流从对方手中夺过粉笔在黑板上飞快地书写，边写边给出解释。在工作推进过程中，竞争与自我怀疑不复存在，我们满怀热情地抓紧工作，直到深夜。
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因为对产生一般所认为的重轻子衰变的、假想的弱作用力的确切性质还不清楚，所以我们不得不进行推测，而它在理论上可能的形式有很多种。章礼南、约翰和我考虑了多种作用力的可能（但没有穷尽所有可能）来计算μ介子的相对速度。我们发现，在我们考虑到的所有可能情形中，当带正电荷的μ介子和带负电荷的μ介子都是由重轻子衰变所产生时，所预测的这两种μ介子之间速度的差异，远小于曼及其合作者们所预测到的差异。因此，我们提出，认为双μ介子现象标志着产生了一种新的中性重轻子的看法很可能是不成立的。
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我们把研究成果在正式发表之前油印出来，寄给这个领域内的其他物理学家，研究结果收到很多关注，令我们很满足。就在最后期限马上来到的时候，也就是我在宾夕法尼亚大学两年工作期限行将结束，只剩下最后几个月的时候，我完成了一篇能够让我得到下一个博士后职位的研究论文。我寄出了我的申请信，并在1975年春天晚些时候，时间刚刚好，我收到了来自麦迪逊的威斯康星大学和英格兰的牛津大学的两份博士后录取通知书。此时，埃娃还需要在纽约哥伦比亚大学再待一年才能完成她的博士学业。既然还是一个人过一年，那我宁愿选择欧洲的牛津，而非美国的麦迪逊。我对街上空无一人的费城受够了。
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我们在重轻子领域所做的研究工作非常热门，也很及时，但还不够全面。虽然我们已经提出，认为是重轻子产生了双μ介子现象的看法“可能是不成立的”，但我们没有证明上述看法的确是不可能的，因为对于产生重轻子衰变的、假设的弱作用力的每一种可能形式，我们没有一一计算它们的非对称性分布。几个月之后，亚伯拉罕·佩斯（是在哥伦比亚大学学术研讨会上，我见过的少数几个能够经得起李政道质询的主讲者之一）和他的长期合作者——普林斯顿大学的塞姆·特雷曼开始关注这一问题。他们两人都是弱相互作用分析的老手，对产生于重轻子衰变的带正电荷和带负电荷的μ介子速度之间的非对称分布，他们推导出了一个一般的上限值，而无须考虑尚不清楚的弱作用力的形式。他们提出，在任何情况下，非对称分布的最大值都小于曼及其合作者们观测到的数值，因此可以非常明确地将重轻子作为双μ介子现象产生的原因的可能性排除掉。我们所提出的“可能不成立”的结论被佩斯和特雷曼证明是“不可能”的。他们比章礼南、约翰和我更专业、更富有经验，得到了大部分功劳，而我们也得到了一小部分荣誉，这足以让我拿到牛津大学第二份博士后录取通知书了。
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尽管我熬过来了，并在最后还取得了成功，但我与费城的关系还是结束了。那个夏天我用一个月的时间回开普敦看望母亲，另外一个月的时间参加了斯坦福大学加速器中心举办的理论物理学暑期研讨班。在这个研讨班上，我又遇到了老熟人道格拉斯·霍夫斯塔特，他现在和家人住在一起。他邀请我参观他在校园里的家，在那里我终于见到了他的父亲罗伯特，以及和他父亲共同研究电子轰击的同事赫曼。这两位都是我到纽约后的第一年里，我表兄经常向我提到的前城市学院的物理学家。
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当我为远赴英国求学而做准备之时，回顾我在美国生活的九年，刚刚还在为独自一人前往陌生国度而略感畏惧，且这种畏惧感要持续到埃娃最终来陪我，但很快我就又一次为物理学而感到振奋。
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物理学界充斥着卓越的天才，既有老去的大师，也有准备成为未来重要人物的、崭露头角的新星。在开始的几年中，我见到并有时还接触过他们中的不少人。
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在哥伦比亚大学，我上过李政道讲授的统计力学，听过他的多次学术研讨会，还与他讨论过我的博士论文；我还替波利卡普·库什（Polykarp Kusch）上过电磁学理论的习题课，看过50多岁的他在校园里吃力地弯腰陪着他再婚所生的小儿子玩耍；很多次在系里的咖啡时间，我同利昂·莱德曼（Leon Lederman）、杰克·斯坦伯格（Jack Steinberger）和吉姆·克罗宁（Jim Cronin）一起喝过咖啡，吃过甜点，他们当时还是哥伦比亚大学的教授，后来都获得了诺贝尔奖；我还给很多理论物理学家和实验物理学家讲过我的博士课题，并接受他们中很多人的质询；我参加过著名的狄拉克和海森堡主持的座谈会；我也听过费曼的演讲，他是一位魅力无穷的表演者，他用一口出身纽约市布鲁克林区的出租车司机的口音做讲座，与其他哥伦比亚大学教授比起来，他更加无拘无束、魅力四射，他也很清楚自己所散发的光彩；我在某个周五听过爱德华·泰勒（Edward Teller）的演讲，他是氢弹的发明者之一，因此背负骂名，当他在哥伦比亚大学剧院演讲的时候，很多反战抗议者举着海报包围他，可等他开始发表演讲，这些抗议者又悄悄地走出去了；接着，我们蜂拥去观看一场关于以色列那个能把勺子弄弯的乌瑞·盖勒（Uri Geller）的讲座，讲座是两名在斯坦福研究所研究盖勒超自然能力的科学家发表的，当然，他们是由加里·范伯格（Gary Feinberg）邀请来的。
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在宾夕法尼亚大学，物理系中最出名的是罗伯特·施瑞福（Bob Schrieffer），他刚刚因为在发展超导体理论方面的贡献而获得诺贝尔奖。据说他那辆带有白色海鸥翼的梅赛德斯-奔驰就是他用诺贝尔奖金买的，同他那优雅迷人、有着斯堪的纳维亚风情的妻子一样，他的车子给物理系停车场增添了迷人的风采。1976年，我们物理系在宾夕法尼亚州的安曼族村落主办了国际中微子会议，在那里我再次聆听了费曼的演讲。不久之后，我还鼓起勇气在盥洗室加入了他的一场对话。来自全国的研讨会发言人齐聚宾夕法尼亚大学。维克多·韦斯科夫（Victor Weisskopf）在某个秋天从麻省理工学院来宾夕法尼亚大学访问，他是量子理论发展从初期至今的英雄，也是曼哈顿项目的领导者之一。还有一次史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）给我们做了一次讲座，他提出的弱作用和电磁作用相互作用的规范理论正逐步被证实。而在大量到宾夕法尼亚大学应聘博士后职位的简历中，我还记得艾伦·古斯（Alan Guth）的简历，当时他还是一位普通的申请者，但很快就提出了宇宙膨胀理论。
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我开始非常清楚地了解自身的局限性。在物理学界遇见的人里，总有些人可以完全超出你的想象。当我在阅读爱因斯坦和费曼的经典论文时，我意识到即使我能够理解并应用他们的理论框架，但我永远不可能自己创造出这样的理论。已经离开物理学界而转入生物学界的我妻子，对这两个领域都非常了解，她说在生物学界即使最聪明的生物学家也不会让你感觉到你跟他不在同一个层次上，物理学界则完全不同。
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我的一位朋友喜欢指出在物理领域和金融领域中各种伟大发现的显而易见之处。这种显而易见是一种错觉，很多事情只有在充斥着成见、迷惑、相互竞争理论的历史环境中传授给你，它们似乎才能被看清楚。金融或理论物理上的每一个很小的发现，其背后都是长期的投入、大量的劳动和艰苦的努力。英国浪漫派诗人威廉·布莱克（William Blake）写道：“改进带来笔直的道路，但没有改进的弯曲道路是天才之路。”我们搞物理的绝大部分人都会成为幸运的改进者，但我们也清楚我们永远不可能成功地跨越弯曲的道路，即使在我们工作中灵光突现之时，我们能够对这种感觉有略微体会。
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即使现在我已经意识到了我的局限性，但我仍高兴地注意到我的命运最近发生了意想不到的逆转。就在几个月前，我还闷闷不乐、准备退出，而现在，依靠已经做出一点成绩的工作，我又兴致勃勃地寻找下一个目标，准备解决一个以前没有人解决的问题。从那以后，即使我的人生起起伏伏，我都努力记住，不管你在工作中或生活中得到的有多么少，你总是能从未来不可知这个事实中得到慰藉。即使身处苦难，没想到的好事或许会不期而至。
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[1] 我的物理同行和我用“搞物理”(doing physics)这个词来说明我们的工作。但很奇怪，我妻子做分子生物学研究的同事们却从来不说“搞生物”(doing biology)，而宁愿使用“搞科学研究”(doing science)这个词。结果，“搞科学研究”这个词本来是个很宽泛的概念，但对于我来说，却似乎只相当于一个很窄的研究领域。
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[2] The European Center for Nuclear Research.
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[3] μ介子是电子的一种，带有有与电子相同的电荷，但质量是电子的200倍。
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[4] 一种很重的电子，但是是中性的，也就是不带有电荷。因为没有很好的 理由可以说明这些重轻子为什么不能存在，于是根据盖尔曼的原则，重轻子就应该存在。
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