中国物理学家杨振宁

杨振宁是二战以后最伟大的科学家,大家也许会觉得很诧异,但事实上就是如此!一直以来科学家都跟普通大众保持距离,假如我们对科学的保持不明觉厉、敬而远之的态度,其实并不影响我们踏踏实实过完一生,但如果你知道了他们的“英雄事迹”,你对他们的态度也许就会180度大转弯!

尤其是杨振宁,因为闯入大家视线、关于杨振宁的新闻,都是各方带有私有观点,如何从一个正面的态度去理解杨振宁的成就,其实很简单,罗列下他的学术成就就可以了!

获得诺贝尔奖的宇称不守恒定律,只是排到他学术成就的第三位

宇称不守恒说的是弱力中不对称的现象,早先科学界对于对称的信仰是不可动摇的,而诺特定律则从数学层面证明了这个对称犹如犹如能量守恒一样可靠,因此杨振宁和李政道在1956年发现弱力不守恒现象时科学界普遍对这两位年轻人的研究持不信任的态度,一直到吴建雄以钴60原子核的衰变验证了宇称不守恒定律,这才在科学界炸开了锅!

从1956年杨李二人发现宇称不守恒到1957年十月获得诺贝尔奖,只有短短12个月,这在诺贝尔奖史上是绝无仅有的,这也从另一个侧面肯定了这个发现对于科学界的意义!在所有对称中,仅仅只有弱力的那么一点点不对称,造就了宇宙这万物世界,就像微波背景辐射中几乎就是均匀的,但就是这万分之一的不均匀性,成就恒星与星系的诞生,这个意义特别重大!

我们聊完了宇称不守恒,下面继续说说杨米尔斯方程和杨巴克斯方程,因为在杨振宁的成就中,最伟大的成就要数杨米尔斯方程,随后则是杨巴克斯方程,然后才是宇称不守恒定律,这两个方程又是咋回事?为什么更伟大的成就却没有获得诺贝尔奖?

杨-米尔斯方程和杨-巴克斯方程

最早杨振宁在导师泰勒门下攻读博士的毕业论文中就有规范场论的方向,他抛开了泰勒给他制定的论文方向,自行选择了四个目标:

伊辛模型

Bethe 假设

规范场

核反应中的角分布

四个方向中三个都被卡死,杨振宁以最后一篇《核反应中角分布》在泰勒门下毕了业,虽然杨振宁毕业了,但毕业论文时定的那几个方向却并没完,杨振宁毕业后一年与李政道一起完成了将二维伊辛模型拓展为三维,继而引发了学术界的研究,最终功力最深的昂萨格以此获得了诺贝尔奖!

规范场就是杨米尔斯理论就是一种基于SU(N)群的规范场论。1954年杨振宁和罗伯特·米尔斯创立了杨米尔斯理论,将原本可交换群的规范理论拓展到不可交换群,以解释强相互作用,不过却受到的泡利的质疑,因为杨米尔斯理论中量子必须质量为零以维持规范不变性,而在当时,质量为零的粒子并没有发现。杨米尔斯理论无法解释为何b量子点质量问题,因此论文并未受到重视,连杨振宁自己都不知道这个理论有啥用!

上世纪六十年代科学界开始用对称性破缺机制,杨米尔斯理论成为了从零质量粒子中获得质量的粒子解释的重要工具,而杨米尔斯理论的重要性才刚刚开始!

1967年温伯格和格拉肖在引入规范对称的自发破缺,将电弱统一理论建立在了杨-米尔斯场论,引入希格斯机制,提出了具有U(1) ×SU(2)规范对称性的电弱理论。

1972年弗里兹希和盖尔曼提出了具有SU(3)规范对称性的杨-米尔斯理论, 建立了量子色动力学。

至此粒子物理的标准模型两大支柱:电磁力和弱力的电弱理论和描述强力的量子色动力学建立,简单的说杨米尔斯理论是现代粒子物理标准模型的基础!

Bethe 假设则是后来著名的杨-巴克斯方程,它起源于一个统计力学问题,要与是与一个四价顶角相联系的一个R矩阵与晶格的行与行转移矩阵对易,杨振宁在60年代用Bethe Ansatz方法求解带有d函数相互作用的一维量子N体问题和各向异性海森堡自旋链,提出了杨-巴克斯特关系。

从杨米尔斯理论和杨巴克斯方程的研究中,先后有7个诺贝尔奖出自杨米尔斯理论的研究,还有6个研究杨米尔斯理论和杨巴克斯方程而获得菲尔兹奖(数学界的诺贝尔奖)。

1994年杨振宁被授予鲍尔奖时的颁奖词在现在看来仍然有些肉麻“这项工作已经排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之列,并必将对未来几代产生类似的影响”,不过这个评价并非言过其实,因为杨振宁和牛顿爱因斯坦一样,其影响将是巨大而又深远的!

杨振宁的学术成就远不止此,以上只是他最著名几个成就作为案例来说明下杨振宁在科学界的地位,当然我们不了解也没关系,这和咱日常生活大都连半毛钱关系都没有,但一旦我们了解了,很明显将对我们的世界观产生重大影响,您将认识到一个完全不同的科学世界!

杨振宁有哪些成功故事?

在当世所有活着的物理学家中,杨振宁排名第一。

杨振宁,男,1922年10月1日(护照上为9月22日)生于安徽合肥,物理学家,香港中文大学博文讲座教授兼理论物理研究所所长,清华大学高等研究院名誉院长、教授,纽约州立大学石溪分校荣休教授,中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、英国皇家学会外籍院士。

杨振宁在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出里程碑性贡献。20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律。

在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作,提出杨-巴克斯特方程,开辟量子可积系统和多体问题研究的新方向等。

杨振宁出生时,因他父亲杨武之当时正在安庆一所中学教书,安庆又名怀宁,因此给长子取名振宁。在中国,杨振宁的名字从知识阶层,到平民百姓,可谓家喻户晓。一位从事自然科学的学者具有这样宽泛的知名度,不仅因为他是1957年诺贝尔物理奖得主之一,还因为他是1949年新中国建国以后第一个回国访问的卓有成就的美籍华裔学者。

父亲任教的厦门,是一个给杨振宁留下深刻印象的地方。他们家住的那栋小楼就坐落在大海的边上。在那段美妙岁月里,他看到了蓝天大海无穷无尽的变化,看到了伟大宇宙无边无际的奥妙。这片广袤无垠的天地,在杨振宁的心里,种下了对大自然、对祖国河山的深深情种,以及对探索自然奥秘的无穷兴趣。

生长在这样的家庭中,杨振宁的智慧很早就被发现和善加引导。他的父亲教他天文、物理、数学、英文、唐诗宋词、易经八卦,为他延请的家教也均是当时清华燕大名师最得意的门生,这为杨振宁日后的成功打下了坚实的基础。

杨振宁读小学时,数学和语文成绩都很好。中学时代的杨振宁聪明而早慧,数学念得非常好。有一天,他认真地对父亲说:“爸爸!我长大了要争取得诺贝尔奖!”从心底里盼望儿子有出息的杨武之,十分清楚诺贝尔奖的分量。他鼓励儿子说:“好好学吧!”没想到,这个玩笑,在西南联大一传十、十传百地传了开来,人们戏言:“杨武之的儿子数学很好,为什么不子从父业攻读数学而学物理?哦,因为数学没有诺贝尔奖!”

杨振宁在高中时只读过化学而没有读过物理,所以他报考联大时考的是化学系。可入学后,他发现自己对物理学更有兴趣,于是又转到了物理学系。当联大当年入校的新生里,16岁的杨振宁,是同学中年龄最小的一个。此时的西南联大,学生宿舍是土墙茅草房或土墙铁皮房,教室是铁皮顶的房子,下雨时会叮叮咚咚响个不停。教室的地面是泥土地,没过多久就变得七坑八洼。窗户没有玻璃,风吹时必须用东西把纸张压住,否则会被吹掉下来。听课坐的是在椅子右边安上一块形似火腿却只能放一本书的木板的“火腿椅”。但师生们苦中作乐,幽默地称吃的掺带谷子、稗子、沙子的糙米饭是“八宝饭”,穿的通了底的鞋是“脚踏实地”,前后都破洞的鞋是“空前绝后”。1942年,20岁的杨振宁大学毕业,旋即进入西南联大的研究院。两年后,他以优异成绩获得了硕士学位,并考上了公费留美生。

1945年8月29日,23岁的杨振宁从昆明飞往印度,然后乘船过红海、地中海和大西洋,来到纽约。从哥伦比亚大学到普林斯顿,再到芝加哥大学,辗转反复,杨振宁最终找到战时因为参与原子弹研制工作而行踪被保密起来的物理学大师费米。经费米推荐,杨振宁得以成为美国氢弹之父特勒的学生。

1949年,杨振宁进入普林斯顿高等研究院做博士后,开始同李政道合作进行粒子物理的研究工作,其间遇到许多令人迷惑的现象和不能解决的问题。他们大胆怀疑,小心求证,最终推翻了宇称守恒律,使迷惑消失,问题解决。杨振宁在1957年诺贝尔演讲中这样说道:“那时候,物理学家发现他们所处的情况就好像一个人在一间黑屋子里摸索出路一样。他知道在某个方向上,必定有一个能使他脱离困境的门。然而究竟在哪个方向呢?”原来,那个方向就是宇称守恒定律不适用于弱相互作用。

杨振宁对物理学的贡献范围很广,包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等。除了同李政道一起发现宇称不守恒之外,杨振宁还率先与米尔斯(R.L.Mills)提出了“杨-米尔斯规范场”,与巴克斯特(R.Baxter)创立了“杨—巴克斯方程”。美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”。

1957年,杨振宁和李政道合作推翻了爱因斯坦的“宇称守恒定律”,获得诺贝尔物理奖,被认为是物理学上的里程碑之一。尽管他们早已入了美籍,但当消息传来,中国人无不引以为骄傲。杨振宁在接受诺贝尔奖金的时候,致辞说:“我深深察觉到一桩事实,这就是:在广义上说,我是中华文化和西方文化的产物,既是双方和谐的产物,又是双方冲突的产物,我愿意说我既以我的中国传统为骄傲,同样的,我又专心致力于现代科学。”

在杨振宁的心中,对祖国一直有着非常深厚的感情,杨振宁谨记父亲杨武之的遗训:“有生应记国恩隆”。他在1971年夏,是美国科学家中率先访华的。他说:“作为一名中国血统的美国科学家,我有责任帮助这两个与我休戚相关的国家建立起一座了解和友谊的桥梁。我也感觉到,在中国科技发展的道途中,我应该贡献一些力量。”

杨振宁是这样说,也是这样做的。20多年来,他频繁穿梭往来于中美之间,做了许多卓有成效的学术联系工作。他写过这样两句诗:“云水风雷变幻急,物竞天存争朝夕。”

杨振宁曾经说过:“兴趣是成功的秘诀。”他的成功源于他对兴趣的执著。

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评论列表(3条)

  • 忌牧适的头像
    忌牧适 2026年02月03日

    我是书宁号的签约作者“忌牧适”

  • 忌牧适
    忌牧适 2026年02月03日

    本文概览:杨振宁是二战以后最伟大的科学家,大家也许会觉得很诧异,但事实上就是如此!一直以来科学家都跟普通大众保持距离,假如我们对科学的保持不明觉厉、敬而远之的态度,其实并不影响我们踏踏实...

  • 忌牧适
    用户020306 2026年02月03日

    文章不错《中国物理学家杨振宁》内容很有帮助

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