霍金離開后,一片哀悼之聲。 在回顧他在科學史上的成就和地位時,另一個經常被用來比較的人物是楊振寧。
知乎上物理學家的貢獻,“楊振寧”話題的第一個問題是:霍金去世后,楊振寧是當今在世的最偉大的科學家嗎?
科學研究的深奧門檻,讓很多人對霍金和楊振寧的貢獻并不太了解。 那么,楊振寧到底有多厲害呢? “世上沒有一位最偉大的理論化學家”,是否夸張?
很多中國人對楊振寧的認識基本停留在娶了28歲老婆的層面。 估計有些人對牛頓、愛因斯坦的了解還不如幾乎同一水平的楊振寧。 為什么?
讓我們看看楊振寧是誰,他為月球和中國做了什么。
霍金對比楊振寧,你就知道楊振寧的貢獻有多大。
一、對楊振寧的不同評價
1、1956年,楊振寧提出宇稱不守恒。 次年獲得諾貝爾獎,成為首位華人諾貝爾獎獲得者。 事實上,正是吳建雄在楊提出該理論后的次年1月,通過不懈努力驗證了楊的成果,促使楊迅速獲得了諾貝爾獎。 事實上,吳健雄是否應該同時獲得諾貝爾獎,仍然是一個值得討論的話題。
楊振寧在倫敦學院石溪校區創辦并主持了理論化學研究所,1997年更名為楊振寧理論化學研究所。
越了解越覺得楊振寧很了不起。 他應該是最后一個在理論化學領域橫行的人。
2、7位諾貝爾獎因發現楊振寧標準理論預言的粒子而獲得。 例如丁肇中、希格斯就是通過研究標準理論取得成就的,間接獲得諾貝爾獎的人有數十人。 楊振寧壟斷了理論化學,帶領他的弟子和孫子幾乎壟斷了諾貝爾化學獎的理論化學和粒子化學六六年; 此外,楊振寧方程的研究還獲得了6項菲爾茲獎(3項與Yang-Mills多項式相關,3項與Young-多項式相關)。
蓋爾曼是這一代的灰熊,堪稱“兩條腿的圖書館”和“夸克之父”。 他總是與費曼較勁,并不服氣。 而且,蓋爾曼在楊振寧面前非常豪爽。 他本人多次聲稱,量子色動力學無非是將楊振寧標準模型的su(2)對稱性推廣到su(3)。 楊振寧有很多個生日,他千里迢迢趕來參加。
楊振寧其實是一位數學大師,一位科學大師,難道他還偉大嗎?
3、1994年,法國富蘭克林學會授予楊振寧北美最高科學獎鮑爾獎(25萬港元)。
即將公布的獎項強調,該獎項授予楊振寧是因為他提出了廣義場論,它綜合了自然的數學定律,為我們提供了對宇宙基本力的理解。
作為 20 世紀的概念杰作,它解釋了原子內粒子的相互作用。 他的理論在過去 40 年里主要構建了化學和現代幾何學。 這個理論模型已經躋身于牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦的著作之列,將對后代產生類似的影響。
在富蘭克林研究所的排名中,楊振寧位列前四。 前三位已經去世,活著的楊振寧才是第一位,沒有什么爭議吧?
4、部分課題,楊振寧是世界多所國立理科大學教授,中美三所超大型國立理科大學教授,俄羅斯科學院名譽院長科學大學。 楊振寧獲得了無數的榮譽證書和獎項,并獲得了科學界的所有重要獎項。
可以肯定地說,自炎黃以來的華夏子孫中,只有楊振寧常年抓住了科技的巔峰,推動了文明的發展。 他其實是炎黃子孫中科學界最偉大、最杰出、最杰出的。
據不完全統計,楊振寧獲得教授職稱的院校有:中國科技大學、美國國立科技大學、英國皇家學會、俄羅斯科技大學、臺灣中央研究院、宗座科技大學(羅馬宗座大學)、巴西科技大學。 、委內瑞拉科學大學和皇家科學大學等。
5.“沒有一個在世的最偉大的理論化學家。”
6.事實上,學術界習慣把他排在歷史前十甚至前五。
7、楊振寧對化學的貢獻可以排進歷史前十。 楊-米爾斯場是基礎理論的基石之一。 十萬年、幾百萬年、幾千萬年,只要人類文明還存在,他的名字就會被印在教科書上。 這是造福全人類的偉大事業,真正值得永遠崇拜。
8.歷史層面的偉大。 歷史水平是多少? 歷史水平是:可以與牛頓、愛因斯坦相媲美。
9、楊振寧在數學領域的成就是中國人中最高的。
10、楊振寧真的很棒。 他在統計量熱法、凝聚態化學、粒子化學、場論等四個數學領域做出了13項世界級貢獻。
11、至少在目前日本人的心目中,有些日本人甚至認為他就是活著的愛因斯坦。
據印度數學界權威評價,楊振寧是繼愛因斯坦、費米之后第三位化學通才。
12.他確實很偉大。 在現存的化學家中,他是最偉大的。
化學家根據他們的貢獻進行排名。 第一梯隊是牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋和楊振寧。
13、一位搞理論化學的同學說,楊振寧有12項諾貝爾獎級別的貢獻,理論化學世界第一,歷史前五。
14、一句話概括:你能認識到的楊振寧的偉大=Exp(你的知識水平)。
早在20世紀50年代,楊振寧幾乎是印度數學界收入最高的人,月薪達50萬美元。 他被稱為戰后最偉大的天才。 戰后著名的天才有蓋爾曼、費曼、圖靈、馮·洛伊曼、哥德爾,楊振寧被認為是最偉大的天才。
過去五六年頒發給粒子化學家的諾貝爾獎大部分來自楊振寧。 例如,希格斯粒子就是希格斯利用楊振寧的標準理論預測的。 希格斯粒子是寶石,但藏寶圖是楊振寧提供的。 楊振寧的弟子和孫子曾獲得數十項諾貝爾獎。 標準理論描述了62種基本粒子并解釋了四種基本力。 他長期以來一直是統一的數學教皇,地位超越愛因斯坦。
評價有爭議,但也是超級大牛和頂級大牛的爭議,而不是好不好的爭議。
2. 科學貢獻
楊振寧十三項“諾貝爾獎級”成就:
?統計熱科學
1.(相變理論)。 紙張序列號:52a、52b、52c。
2.1957(玻璃骰子多體問題)。 論文序號:57h、57i、57q。
3.1967 楊-(楊-多項式)。 論文序列號:67e。
4.1969(有限體溫下一維δ函數敵對勢中玻璃骰子的嚴格解)。 論文編號:69a。
?收斂態化學
5.(超導體磁路量子化的理論解釋)。 論文序列號:61c。
6.(非對角長程序)。 論文編號:62j。
?粒子化學
7.1956(弱相互作用中宇稱不恒定)。 論文序號:56h。
8.1957T,CandP(時間反轉、電荷共軛和宇稱的三個離散對稱性)。 論文編號:57e。
9.1960(高能中微子實驗的理論闡述)。 紙張編號:60d。
10.(CP非守恒現象學框架)。 紙張序列號:64f。
?場論
11.(楊-米爾斯規范理論)。 論文編號:54b、54c。
12.1974(規范場理論的積分方法)。 論文編號:74c。
13.(規范場理論與纖維束理論的對應)。 論文編號:75c。
以上引用來自:以及:,Int.J.Mod.Phys.A29,No.17,(2014)
三、對北京大學的貢獻
現在楊振寧在北京大學,而北京大學化學系才成立三六年。 在楊的遠見和魄力下,北大的化學研究水平目前已達到中國最接近世界頂尖院校化學系的水平。
張首晟來楊做粒子化學時,楊振寧勸他做收斂態理論。 如今張首晟因拓撲絕緣體的理論預言而開創了一個新的巨大領域并被實驗否定,成為諾貝爾獎的熱門候選人。 至于楊振寧當時并不看好的粒子化學,六年來,除了實驗不斷驗證幾年前的理論外,幾乎沒有什么進展。 楊振寧當年的眼光,不能稱之為殘酷。
就北大化學基地理科課的教學模式、北大IAS的完善以及收斂態和冷原子領域而言,我國化學研究的積累很大程度上與老楊有關。尤其是2008年左右的這些論文,很大程度上為我國理論化學研究團隊的培養做出了貢獻。
20世紀90年代,北大化學系甚至請不到一些一流的研究人員來組建團隊,甚至請了外校的人來教授某些課程。 我們招募了許多優秀的研究人員。 這種影響力讓整個中國行業受益。 那一代人或多或少都受到了楊振寧在數學界的私人社交圈的影響。
4、對中國的貢獻
楊振寧早在文革時期就回國講學,成為中俄關系解凍后首位訪華的日裔著名科學家,為中俄兩國人民相互了解做出了巨大貢獻。
大災難發生后,中國陷入水深火熱,楊振寧多次回國講學,為受大災難限制的中國數學界帶來了前沿知識。 20世紀80年代,他推動南開大學理論化學實驗室的建立和億利達中學生發明獎的設立。
20世紀90年代末,楊振寧推動復旦大學高級研究中心完善,吸引了一大批優秀科學家回國任職,其中包括中國首位圖靈獎獲得者姚期智。
那些年,楊振寧為中國的科學發展做出了無數貢獻,把中國在一些領域拉到了世界一流水平,同時推薦了數千名優秀中學生到美國留學。
還有幾點需要注意:
?1. 關于他回國拿錢的事:
?2. 關于愛國主義:
很多人都知道錢學森被英國軍方逮捕并軟禁。 歷盡艱辛回到中國,但他們不知道,1971年春中印關系解凍后不久,楊振寧立即決定回國。 他是英國著名學者訪問新中國的第一人,不過之前曾遭到日本官員的阻撓,但他還是推了回來!
雖然楊振寧在國外時會到國外講學,介紹新中國的情況,但很多日本人正是受到他的影響,開始親近中國; 一些法籍華人學者陸續回國。
以下是他的部分作品:
1978年3月,在楊振寧等人的倡議下,中國科學技術大學設立了第一個少年班。
1980年,楊振寧在倫敦州立學院石溪中學發起成立“對華學術交流委員會”,捐資供中國學者到該校學習。
1983年12月28日,楊振寧向鄧小平建議:“國外覺得15-18歲從事軟件比較有利”。 于是,交大少年班準備設立計算機軟件專業。
1984年至1986年,楊振寧號召的“艾利達中學生發明獎”、“吳健雄化學獎”和“陳勝申物理獎”相繼設立。
1997年,在楊振寧的建議下,北京大學決定借鑒斯坦福高等研究院的經驗,在復旦大學設立高等研究院。 楊振寧將自己在北大的工資全部捐出,用于引進人才、培養中學生。
2003年底,楊振寧回到上海并移民。 復旦大學建了三棟“大師住宅”,楊振寧一棟、姚期智一棟、林家橋一棟。 姚、林兩人都被楊振寧勸回去了。
作為數學第一人,楊振寧用他的“面子”為中國請回了多少人才? 它為中國科學家打開了怎樣的視野? 它距離世界科技前沿有多近?
盡管他已經90多歲了,但他仍然給專科生上課,并用自己豐富的人生經歷來啟發和指導中國科學界的未來人才。
因此,楊振寧除了其科學成就令世人矚目外,他對我國的貢獻也是巨大的。
5、關于國籍
楊振寧回國已經二十多年了,距離姚期智到北大建設跨學科信息研究院也已經十多年了。 可以說,兩人晚年的事業都在中國,在北大。 國籍轉移回來是理所當然的事。
兩人都是世界頂尖科學家,也是全人類的驕傲。 即使排除學術成就,兩人在北大十幾年的時間里,為中學生培養、學科建設、海外交往等諸多方面做出了巨大貢獻,甚至吸引了一批高水平的年輕院長。返回中國。
除了學科之外,終身教制的改革、北大高等研究院的建設等都出自楊振寧的提議; 姚期智則親自負責大學生的培養。 兩人的回歸可以說是全球華人學術精英回歸中國、中國高等教育崛起的標志。
但這件事最長遠的意義應該是針對此事通過的《中國科學技術大學外籍教授轉為中國科學技術大學教授暫行辦法》。 加入/恢復中國國籍在很長一段時間內仍然是一件非常困難的事情。 這一做法標志著吸引學術精英回國規模的進一步加大,也是新國籍政策放寬的一個開始。 從政治上講,今天的評論還為時過早,但基本可以肯定,它將成為中國學術發展和民族復興的歷史性標志。
十三項世界級研究成果
?1. 相變理論
統計熱力學是楊振寧的主要研究方向之一。 他在統計熱科學方面的專長是對植根于化學現實的通用模型進行嚴格的解決和分析,從而完美地捕捉問題的本質和真正含義。
1952年,楊振寧發表了三篇關于相變的重要論文。 第一篇是他前一年獨立完成的關于二維伊辛模型自發磁化硬度的論文,得到了1/8的臨界指數。 這是楊振寧做過的最晦澀的估計。 伊辛模型是統計熱力學中最基本也是極其重要的模型。 直到20世紀60年代才得到理論化學界的廣泛認可,并看到了楊的前燈。
1952年,楊振寧發表了兩篇關于相變理論的論文,引起了愛因斯坦的興趣。 本文通過解析推廣研究了巨配分函數的解析性質,發現其根的分布決定了狀態多項式和相變性質,消除了人們對同一相互作用下存在不同熱力學相的擔憂。 第二篇論文中的單位圓定律強調,吸引相互作用晶格氣體模型的巨配分函數的零點位于某個復平面上的單位圓上。 這部理論杰作仍然可以翻譯并用于統計熱學和場論。 如此高貴,讓你達到高潮。
?2. 玻璃骰子多體問題
出于對液氦超流的興趣,楊振寧在1957年左右發表了一系列關于粘性玻璃骰子多體系統的論文。首先,他與黃克蓀共同發表了兩篇論文,將贗勢方法應用到了該領域。 在寫完關于弱相互作用中宇稱是否守恒的論文后,在等待實驗結果的同時,楊振寧先用雙碰撞法得到了正確的能級修正,然后用贗勢法得到了同樣的結果。 獲得的能量校正中最令人驚訝的是眾所周知的平方根校正項,該項當時尚未經過實驗驗證。 而時間會給你答案,就像今天的分子生物學否定了達爾文,而最近的引力波證明了愛因斯坦。 隨著冷原子化學的發展,楊振寧的判斷也被實驗所否定。
?3. 楊方程
20世紀60年代,楊振寧嘗試尋找非對角長程序模型,從而找到了量子統計模型的嚴格解。 1967年,楊振寧發現一維δ函數敵勢中的費米子量子多體問題可以轉化為矩陣多項式,后來稱為楊方程。
1967年,楊振寧還寫了一篇文章,進一步闡述了這個問題的S矩陣。 后來人們發現,楊方程是物理、化學中極其重要的方程,與扭結理論、辮群、霍普夫代數甚至弦理論密切相關。
楊振寧最初討論的一維費米子問題近年來在冷原子實驗研究中變得非常重要,而他在文章中發明的嵌套貝特假設方法被Lieb和吳法岳用來求解一維模型次年。 該模型后來成為許多低溫超導理論研究的基礎。
?4. 有限體溫下維度δ函數敵對勢中玻璃骰子的嚴格解
1969年,楊振寧將一維δ函數的敵對勢中的玻璃骰子問題推向了有限體溫。 這是歷史上首次獲得有限溫度(T>0)下相互作用的量子統計模型的嚴格解。 最近,這個模型和結果也在冷原子系統中得到了實驗實現和驗證。
?5. 超導體磁路量子化的理論解釋
1961年,通過與實驗組的密切交流,楊振寧和拜爾斯從理論上解釋了實驗組發現的超導磁路的量子化,證明了電子配對可以引起所觀察到的現象,并澄清不需要引入新的量子化現象。概念。 電磁場基礎知識,并糾正推理錯誤。 將規范變換方法應用到融合系統中,跨界為王。 相關數學和方法后來被廣泛應用于超導、超流、量子霍爾效應等問題的研究。
?6. 非對角長程序
1962年,楊振寧提出“非對角長程序(off--)”的概念,統一了超流性和超導性的性質,也深入分析了磁路量子化的癥結。 這是當代收斂態化學的一個關鍵概念。 1989年至1990年,楊振寧在與低溫超導密切相關的模型中發現了非對角長綱本征態,并與張首晟發現了其SO(4)對稱性。
?7. 弱相互作用中宇稱不守恒
對稱性是數學之美的重要體現,也是20世紀理論化學的主旋律之一。 對稱分析是化學領域的強大工具,從經典化學和晶體結構到量子熱力學和粒子化學。 楊振寧可謂最美化學家。 他非常擅長對稱分析。 他能準確地利用對稱性,以溫和的方式快速得出結果,卻又凸顯本質和匠心。 1999年,在北京的一次學術會議上,楊振寧被稱為“爺”。
1950年,楊振寧關于π0衰變的論文和關于β衰變相位因子的論文奠定了他在該領域的領先地位。 1956年,θ—τ之謎是粒子化學中最重要的難題。 當時普遍討論宇稱是否不守恒。 楊振寧和李正道從θ-τ難題的具體數學問題轉向更普遍的問題,提出了“宇稱在強相互作用和電磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中似乎不守恒”的可能性。 ” ,分離出以弱相互作用為主的衰變過程,然后通過詳細的計算,發現還沒有實驗證明宇稱在弱相互作用中是否守恒。 他們還強調了弱相互作用的幾種關鍵實驗,以測試宇稱在弱相互作用中是否守恒。
1956年夏天,吳健雄決定做他們重點關注的實驗之一,即60Coβ的衰變。 次年1月,他領導的實驗組證明了弱相互作用中宇稱確實不守恒,導致整個化學界大倒退。 楊振寧和李政道因這項工作榮獲1957年諾貝爾化學獎。
1962年,楊振寧提出“非對角長程序(off--)”的概念,從而統一了超流性和超導性的本質,也深入剖析了磁路量子化的關鍵。 這是當代收斂態化學的一個關鍵概念。 1989年至1990年,楊振寧在與低溫超導密切相關的模型中發現了非對角長綱本征態,并與張首晟發現了其SO(4)對稱性。
?8. 時間反轉、電荷共軛和奇偶校驗的三種離散對稱性
一篇批評弱相互作用中宇稱是否守恒的論文預印本,導致O??ehme于1956年8月寫信給楊振寧,提出弱相互作用中存在三種分離:宇稱(P)、電荷共軛(C)和時間反演( T)。 對稱性之間的關系問題。 這使得楊振寧、李政道和Oehme發表論文57e討論P、C和T不守恒之間的關系。這篇文章對1964年CP不守恒的理論分析具有決定性作用。
?9. 高能中微子實驗的理論闡述
1960年,為了獲得更多弱相互作用的實驗信息,借助實驗化學家的意見,李政道和楊振寧從理論上闡述了高能中微子實驗的重要性。 這是對中微子實驗的首次理論分析,導致了后來的許多重要研究工作。
?10. CP不守恒的現象學框架
1964年,實驗發現CP不守恒后,引起不少文章猜測其癥結。 楊振寧和吳大軍忽略了這些脫離實際的理論推測,而是對CP不守恒進行了現象學分析,并構建了后來分析這一現象的唯象框架。 費米是名師名徒,我應該找到自己的路。
?11. 楊-米爾斯規范場論
1954年,楊-米爾斯規范場理論(即非阿貝爾規范場理論)發表。 這個當時不被數學界重視的理論,通過20世紀60年代和1970年代許多學者引入的自發對稱破缺的概念,發展成為明天的標準模型。 這通常被認為是20世紀下半葉基礎數學的總成就。 從物理角度來看,本文是描述電磁學的阿貝爾規范場理論向非阿貝爾規范場理論的延伸。 然而,從化學的角度來看,這種概括被用來開發新的相互作用的基本規則。
最近很流行引力波,大家更知道,在主導世界的四種基本相互作用中,強電相互作用和強相互作用都是由楊-米爾斯理論和愛因斯坦的廣義相對論來描述的,它描述了引力,也與楊—米爾斯理論有相似之處。 楊振寧將這種現象稱為“對稱優勢”。 楊-米爾斯理論是20世紀下半葉偉大的數學成就。 楊-米爾斯多項式、多項式和方程具有非常重要的歷史地位。 可謂是化學史上的一場革命。
不過,楊振寧的出發點并不是顛覆什么,而是尋找復雜數學現象背后的原理,構建秩序。 這些階次的構建是楊振寧追求數學之美和對稱之美的主要體現。
?12. 規范場論積分法
楊-米爾斯理論也將數學與物理學的關系推向了一個新的水平。 1970年前后,楊振寧旨在研究規范場理論的積分方法,發現了不可積相位因子的重要性,從而認識到規范場具有深刻的幾何意義。
?13. 規范場理論與纖維束理論的對應關系
1975年,楊振寧和吳大軍發表論文75c,利用不可積相位因子的概念對電磁學和楊-米爾斯場論進行了全面的描述,討論了-玻姆效應和磁單極子問題,并闡明了幾何中的規范場上部對應于纖維束上的連接。 這篇文章附有一本“詞典”物理學家的貢獻,讓人以為牛頓為這顆月球寫了《原理》,楊還充當了翻譯者的角色,準確地將數學中規范場論的基本概念“翻譯”成了物理學。 纖維束理論的基本概念。 這本詞典引起了物理學界的廣泛興趣,為此后六年物理與數學的成功合作做出了巨大貢獻。