霍金走后,一片哀悼嘆息,回顧他在科學(xué)史上的成就和地位時(shí),另一個(gè)常常用來做對(duì)比的人物是楊振寧。
知乎上,“楊振寧”話題中的第一個(gè)提問,便是:霍金逝世后,現(xiàn)今在世最偉大的科學(xué)家是楊振寧嗎?
科研深?yuàn)W的門檻,讓好多人對(duì)霍金和楊振寧的貢獻(xiàn)不甚了解,這么,楊振寧究竟有多牛?“在世最偉大的理論化學(xué)學(xué)家,沒有之一”,是否言過雖然?
好多國(guó)人對(duì)楊振寧的了解,基本上逗留在娶了一個(gè)28歲夫人的程度。估計(jì)有些人對(duì)牛頓和愛因斯坦的了解,都少于對(duì)幾乎同級(jí)別的楊振寧的了解,為何呢?
讓我們瞧瞧楊振寧究竟是誰,究竟為月球、為中國(guó)做了哪些。
霍金對(duì)比楊振寧,你就曉得楊振寧的貢獻(xiàn)有多少。
一、對(duì)楊振寧的不同評(píng)價(jià)
1、1956年楊振寧提出宇稱不守恒,次年獲得諾貝爾獎(jiǎng),成為第一位華人諾獎(jiǎng)得主。其實(shí),是吳健雄通過不懈的努力,在楊提出理論的次年1月便驗(yàn)證了楊的結(jié)果,促使楊快速獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。其實(shí),吳健雄是否應(yīng)當(dāng)同時(shí)獲得諾貝爾獎(jiǎng),依然是一個(gè)值得討論的話題。
楊振寧創(chuàng)建并主持了倫敦學(xué)院石溪校區(qū)的理論化學(xué)研究所,1997年該研究所改名為楊振寧理論化學(xué)研究所。
了解越多,越認(rèn)為楊振寧厲害。他應(yīng)當(dāng)是最后一位在理論化學(xué)學(xué)界橫沖直撞的人了吧。
2、有7個(gè)諾獎(jiǎng)是由于找到楊振寧的標(biāo)準(zhǔn)理論所預(yù)測(cè)的粒子而得獎(jiǎng)的,比如丁肇中、希格斯,通過研究標(biāo)準(zhǔn)理論獲得成就,而間接獲得諾獎(jiǎng)的有幾十個(gè)。楊振寧壟斷了理論化學(xué),率領(lǐng)徒子嫡孫幾乎壟斷了六六年來諾獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)的理論化學(xué)和粒子化學(xué)部份;另外有6個(gè)菲爾茲獎(jiǎng)是研究楊振寧的方程而至的(3個(gè)和楊米爾斯多項(xiàng)式相關(guān),3個(gè)和楊巴克斯特多項(xiàng)式相關(guān))。
蓋爾曼是一代灰熊,堪稱“兩條腿的圖書館”、“夸克之父”,他處處和費(fèi)曼較勁不服氣,而且蓋爾曼在楊振寧面前很直率,他自己多次聲稱量子色動(dòng)力學(xué)不過是將楊振寧標(biāo)準(zhǔn)模型的su(2)對(duì)稱性擴(kuò)充到su(3)而已。楊振寧多次生日,他都不遠(yuǎn)萬里趕過來出席。
楊振寧其實(shí)是一代數(shù)學(xué)學(xué)宗師,是科學(xué)泰斗,何止是偉大?
3、1994年,法國(guó)富蘭克林學(xué)會(huì)將北美地區(qū)獎(jiǎng)?lì)~最高的科學(xué)獎(jiǎng)(25萬港元)——鮑爾獎(jiǎng)?lì)C授給楊振寧。
頒獎(jiǎng)的即將文告強(qiáng)調(diào),授獎(jiǎng)給楊振寧是由于他提出了一個(gè)廣義的場(chǎng)論,這個(gè)理論綜合了有關(guān)自然界的數(shù)學(xué)規(guī)律,為我們對(duì)宇宙中基本的力提供了一種理解。
作為20世紀(jì)觀念上的杰作,它解釋了原子內(nèi)部粒子的互相作用,他的理論很大程度上構(gòu)建了近40年來的化學(xué)學(xué)和現(xiàn)代幾何學(xué)。這個(gè)理論模型,早已排列在牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦的工作之列,并終將對(duì)未來幾代形成類似的影響。
富蘭克林學(xué)會(huì)排行,楊振寧在前四名。前三位都過世了,在世的楊振寧是第一,沒有爭(zhēng)議吧?
4、一些正題,楊振寧是世界多個(gè)國(guó)家科大學(xué)教授,美中美三個(gè)超級(jí)大國(guó)科大學(xué)教授,俄羅斯科大學(xué)名譽(yù)校長(zhǎng);楊振寧獲得的榮譽(yù)獎(jiǎng)狀獎(jiǎng)項(xiàng)數(shù)不勝數(shù),科學(xué)界重要獎(jiǎng)項(xiàng)全部包攬。
可以確定的說,華夏子孫自炎黃算起只有楊振寧一個(gè)人常年搶占科技顛峰,推動(dòng)文明的發(fā)展。他其實(shí)是炎黃子孫中科學(xué)界最偉大、最出眾、最杰出的那種。
不完全統(tǒng)計(jì),楊振寧接受過教授頭銜的單位有:中國(guó)科大學(xué)、美國(guó)國(guó)家科大學(xué)、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)、俄羅斯科大學(xué)、臺(tái)灣中央研究院、教廷宗座科大學(xué)(羅馬教宗大學(xué))、巴西科大學(xué)、委內(nèi)瑞拉科大學(xué)和英國(guó)皇家科大學(xué)等等。
5、“在世最偉大的理論化學(xué)學(xué)家,沒有之一。”
6、事實(shí)上,學(xué)術(shù)界習(xí)慣于把他排在歷史前十甚至前五。
7、楊振寧對(duì)化學(xué)學(xué)的貢獻(xiàn)在歷史上可以排進(jìn)前十。Yang-Mills場(chǎng)是基礎(chǔ)理論的基石之一。過上十萬年,百萬年,千萬年,只要人類文明還存在,他的名子都會(huì)被印在課本上,這惠及了全人類的偉大工作,真正值得萬世拜祭。
8、歷史級(jí)別的偉大。哪些叫歷史級(jí)別?歷史級(jí)別就是:可以跟牛頓、愛因斯坦相比。
9、楊振寧的成就是華人在數(shù)學(xué)領(lǐng)域最高了。
10、楊振寧真的太偉大了。他在統(tǒng)計(jì)熱學(xué)、凝聚態(tài)化學(xué)、粒子化學(xué)、場(chǎng)論等數(shù)學(xué)學(xué)4個(gè)領(lǐng)域的13項(xiàng)世界級(jí)貢獻(xiàn)。
11、至少目前在日本人心中是這樣,一些日本人甚至覺得他是在世的愛因斯坦。
根據(jù)印度數(shù)學(xué)學(xué)界的權(quán)威評(píng)價(jià),楊振寧是繼愛因斯坦和費(fèi)米過后,第三位化學(xué)學(xué)通才。
12、確實(shí)很偉大,目前在世的化學(xué)學(xué)家里就數(shù)他最偉大。
化學(xué)學(xué)家根據(jù)貢獻(xiàn)排行,第一梯隊(duì)是牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋和楊振寧。
13、一位搞理論化學(xué)的同學(xué)說,楊振寧有12項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的貢獻(xiàn),當(dāng)世理論化學(xué)貢獻(xiàn)第一,有史以來前五。
14、一句話概括:你能認(rèn)識(shí)到的楊振寧的偉大程度=Exp(你的學(xué)識(shí)程度)。
早在五十年代,楊振寧在印度數(shù)學(xué)學(xué)界就差不多是最高薪資者,月薪五十萬美元,他被稱為戰(zhàn)后最偉大的天才,戰(zhàn)后知名天才有蓋爾曼、費(fèi)曼、圖靈、馮·洛伊曼、哥德爾,并且被覺得最偉大的天才還是楊振寧。
五六年來所有的粒子化學(xué)學(xué)家的諾獎(jiǎng),大半功勞來自楊振寧,例如希格斯粒子,是希格斯使用楊振寧的標(biāo)準(zhǔn)理論做的預(yù)測(cè),希格斯粒子是寶石但藏寶圖是楊振寧提供的,楊振寧徒子嫡孫諾獎(jiǎng)幾十個(gè),標(biāo)準(zhǔn)理論描述了62種基本粒子,也解釋了四種基本力,早已是一統(tǒng)天下的數(shù)學(xué)教宗了,地位超愛因斯坦。
評(píng)價(jià)有爭(zhēng)議,但也是在超級(jí)大牛和頂尖大牛的爭(zhēng)議,而不是牛不牛的爭(zhēng)議。
二、科學(xué)上的貢獻(xiàn)
楊振寧十三項(xiàng)“諾獎(jiǎng)級(jí)別”的成果:
?統(tǒng)計(jì)熱學(xué)
1.1952Phase(相變理論)。論文序號(hào):52a,52b,52c。
2.1957(玻骰子多體問題)。論文序號(hào):57h,57i,57q。
3.1967Yang-(楊-多項(xiàng)式)。論文序號(hào):67e。
4.1969(1維δ函數(shù)敵視勢(shì)中的玻骰子在有限體溫的嚴(yán)格解)。論文序號(hào):69a。
?匯聚態(tài)化學(xué)
5.1961Flux(超導(dǎo)體磁路量子化的理論解釋)。論文序號(hào):61c。
6.1962ODLRO(非對(duì)角長(zhǎng)程序)。論文序號(hào):62j。
?粒子化學(xué)
7.1956(弱互相作用中宇稱不受恒)。論文序號(hào):56h。
8.1957T,CandP(時(shí)間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對(duì)稱性)。論文序號(hào):57e。
9.1960(高能中微子實(shí)驗(yàn)的理論闡述)。論文序號(hào):60d。
10.1964CP(CP不守恒的唯象框架)。論文序號(hào):64f。
?場(chǎng)論
11.1954Gauge(楊-Mills規(guī)范場(chǎng)論)。論文序號(hào):54b,54c。
12.1974(規(guī)范場(chǎng)論的積分方式)。論文序號(hào):74c。
13.1975Fiber(規(guī)范場(chǎng)論與纖維叢理論的對(duì)應(yīng))。論文序號(hào):75c。
以上引用自:and:13nsofChenNingYang,Int.J.Mod.Phys.A29,No.17,(2014)
三、對(duì)北大的貢獻(xiàn)
如今楊振寧在北大,北大化學(xué)系建系區(qū)區(qū)三六年,在楊的遠(yuǎn)見膽略下,現(xiàn)在北大的化學(xué)科研水平是中國(guó)去世界頂級(jí)學(xué)院水平近來的化學(xué)系。
當(dāng)初張守晟來找楊做粒子化學(xué),楊振寧勸其做匯聚態(tài)理論,現(xiàn)在張首晟因理論預(yù)言拓?fù)浣^緣體并被實(shí)驗(yàn)否認(rèn),開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的巨大的領(lǐng)域,并成為了諾貝爾獎(jiǎng)的熱門獲選人。而當(dāng)時(shí)楊振寧不看好的粒子化學(xué),這幾六年來,不僅實(shí)驗(yàn)平緩地不斷驗(yàn)證幾六年前的理論以外少有進(jìn)展。楊振寧當(dāng)年的眼光不堪稱不狠毒。
在北大化學(xué)基地科學(xué)班的教學(xué)模式,北大IAS的完善,以及匯聚態(tài)和冷原子領(lǐng)域方面,我國(guó)的化學(xué)學(xué)研究的積累很大程度上和老楊有關(guān)系,尤其是08年前后這些個(gè)論文,很大程度上對(duì)于我國(guó)理論化學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)作出了貢獻(xiàn)。
90年代北大化學(xué)系甚至請(qǐng)不到一些一流的研究者來成立團(tuán)隊(duì),甚至個(gè)別課還要請(qǐng)外校的人來上,楊振寧以個(gè)人影響力把北大化學(xué)系的基礎(chǔ)給打了上去,以私人社交圈招了不少大牛研究者。而這個(gè)影響是全中國(guó)業(yè)界都受惠的,那代人或多或少都受了楊振寧數(shù)學(xué)學(xué)界私人社交圈的影響。
四、對(duì)中國(guó)的貢獻(xiàn)
楊振寧早在文革期間就歸國(guó)講學(xué),成為中俄關(guān)系解凍后的第一位來華訪學(xué)的著名日裔科學(xué)家,為中俄人民的互相了解作出了巨大貢獻(xiàn)。
浩劫結(jié)束后,中國(guó)百?gòu)U待興,楊振寧多次歸國(guó)講學(xué),為被浩劫制約的中國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)界帶來了前沿知識(shí)。他在八十年代促使南開學(xué)院構(gòu)建理論化學(xué)研究室,促使了億利達(dá)中學(xué)生發(fā)明獎(jiǎng)的籌建。
到了九十年代末,楊振寧促使了復(fù)旦學(xué)院高等研究中心的完善,吸引大量?jī)?yōu)秀科學(xué)家歸國(guó)服務(wù),其中包括首位華裔圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智。
那些年,楊振寧為中國(guó)科學(xué)發(fā)展作出了數(shù)不清的貢獻(xiàn),把中國(guó)在部份領(lǐng)域拉到了世界一流水平,同時(shí)還推薦了上千名優(yōu)秀中學(xué)生赴美國(guó)深造。
另外還有幾點(diǎn)要加以說明:
?1.關(guān)于他歸國(guó)是為了錢:
?2.關(guān)于愛國(guó):
好多人都曉得,當(dāng)初錢學(xué)森被英國(guó)軍事部門阻攔軟禁,歷經(jīng)艱辛歸國(guó)的事世界前二十物理學(xué)家,卻不曉得1971年春中印關(guān)系解凍后不久,楊振寧馬上就決定歸國(guó)看一看,是英籍著名學(xué)者中訪問新中國(guó)的第一人,但是,他也以前受到日本官方的阻撓,但被他頂了回來!
雖然身處國(guó)外時(shí),楊振寧也會(huì)在國(guó)外四處講演,介紹新中國(guó)的情形,許多日本人恰恰是受他影響,開始樂意同中國(guó)親近;一些法籍華人學(xué)者紛紛歸國(guó)尋訪。
以下是他的一部份工作:
1978年3月,在楊振寧等人的提倡下,中科大創(chuàng)建首期少年班。
1980年,楊振寧在倫敦州立學(xué)院石溪中學(xué)發(fā)起創(chuàng)立“與中國(guó)學(xué)術(shù)交流委員會(huì)”,捐助中國(guó)學(xué)者去該校進(jìn)修。
1983年12月28日,楊振寧向鄧小平建議:“國(guó)外覺得,搞軟件15—18歲較有利。”由此,交大少年班籌建了計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)。
1984—1986年,楊振寧呼吁的“億利達(dá)中學(xué)生發(fā)明獎(jiǎng)”、“吳健雄化學(xué)獎(jiǎng)”和“陳省身物理獎(jiǎng)”相繼創(chuàng)立。
1997年,在楊振寧建議下,北大學(xué)院決定按照斯坦福高等研究院的經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)立復(fù)旦學(xué)院高等研究中心。楊振寧把在北大的薪水都捐了下來,用于引進(jìn)人才和培養(yǎng)中學(xué)生。
2003年末,楊振寧回上海移居。復(fù)旦學(xué)院蓋了三幢“大師邸”,一幢給楊振寧,一幢給姚期志,一幢給林家翹,姚和林都是楊振寧勸回去的。
楊振寧以數(shù)學(xué)學(xué)第一人的身分,用“面子”為中國(guó)請(qǐng)回多少人才?為中國(guó)科學(xué)家打開了如何的視野?與世界科技前沿拉近了多少距離?
他現(xiàn)在雖然早已90多歲,卻仍然會(huì)給大專生上課,用自己豐富的人生閱歷啟發(fā)指引著那些中國(guó)科學(xué)界的未來人才。
所以,楊振寧除了科學(xué)成績(jī)令世界矚目,他給我們國(guó)家?guī)淼呢暙I(xiàn)也同樣是巨大的。
五、關(guān)于國(guó)籍
楊振寧歸國(guó)二十多年了,姚期智到北大建設(shè)交叉信息研究院也十余年了。可以說兩位晚年的事業(yè)就在中國(guó),就在北大。國(guó)籍轉(zhuǎn)回去實(shí)乃名正言順。
兩位都是世界頂尖的科學(xué)家,都是全人類的驕傲。即使摒除學(xué)術(shù)成果不談,二人在北大的十余年,在中學(xué)生培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)、海外聯(lián)系等等眾多方面貢獻(xiàn)極大,更是吸引了一批高水平的年青院長(zhǎng)一齊歸國(guó)。
學(xué)科之外,終生教職的制度變革,北大高等研究院的建設(shè)都來自楊振寧的提議;而姚期智在大專生培養(yǎng)上親力親為。二人回國(guó)可以說是全球華人學(xué)術(shù)精英回流中國(guó)和中國(guó)高等教育崛起的一個(gè)標(biāo)志。
但是這件事最長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義應(yīng)當(dāng)是在為了此事通過的《中國(guó)科大學(xué)外籍教授轉(zhuǎn)為中國(guó)科大學(xué)教授暫行辦法》。長(zhǎng)久以來加入/恢復(fù)中國(guó)國(guó)籍仍然是一件非常困難的事情。這一辦法通過標(biāo)志著吸引學(xué)術(shù)精英歸國(guó)的尺寸進(jìn)一步增強(qiáng),也是國(guó)籍新政松口的一個(gè)開端。政治上意味著哪些現(xiàn)今評(píng)論為潮流早,但基本上能肯定會(huì)是中國(guó)學(xué)術(shù)發(fā)展和國(guó)家復(fù)興的一個(gè)歷史性標(biāo)志。
十三項(xiàng)世界級(jí)研究成果
?一、相變理論
統(tǒng)計(jì)熱學(xué)是楊振寧的主要研究方向之一。他在統(tǒng)計(jì)熱學(xué)方面的特色是對(duì)植根于化學(xué)現(xiàn)實(shí)的普遍模型的嚴(yán)格求解與剖析,因而漂亮地抓牢問題的本質(zhì)和真諦。
1952年楊振寧發(fā)表了3篇有關(guān)相變的重要論文。第一篇是他在前一年獨(dú)立完成的關(guān)于2維Ising模型的自發(fā)磁化硬度的論文,得到了1/8這一臨界指數(shù)。這是楊振寧做過的最晦澀的估算。Ising模型是統(tǒng)計(jì)熱學(xué)里最基本又極重要的模型,直至1960s才被理論化學(xué)界廣泛認(rèn)識(shí),見到了楊的車燈。
1952年,楊振寧發(fā)表了兩篇關(guān)于相變理論的論文,導(dǎo)致愛因斯坦的興趣。論文通過解析延拓的方式研究了巨配分函數(shù)的解析性質(zhì),發(fā)覺它的根的分布決定了狀態(tài)多項(xiàng)式和相變性質(zhì),清除了人們對(duì)于同一互相作用下可存在不同熱力學(xué)相的苦惱。第二篇論文中的單位圓定律強(qiáng)調(diào)吸引互相作用的格氣模型的巨配分函數(shù)的零點(diǎn)坐落某個(gè)復(fù)平面上的單位圓上,這個(gè)理論精品至今翻下來放在統(tǒng)計(jì)熱學(xué)和場(chǎng)論中依然可以高貴到令人高潮。
?二、玻骰子多體問題
起源于對(duì)液氦超流的興趣,楊振寧在1957年左右發(fā)表了一系列關(guān)于黏稠玻骰子多體系統(tǒng)的論文。首先,他和黃克孫、合作發(fā)表兩篇論文,將贗勢(shì)法用到該領(lǐng)域。在寫好關(guān)于弱互相作用中宇稱是否守恒的論文以后,等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的那段時(shí)間,楊振寧雙碰撞方式首先得到了正確的能級(jí)能量修正,之后又用贗勢(shì)法得到同樣的結(jié)果。得到的能量修正中最令人吃驚的是知名的平方根修正項(xiàng),但當(dāng)時(shí)未能得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。而且時(shí)間會(huì)給你答案,就像現(xiàn)今的分子生物學(xué)去否認(rèn)達(dá)爾文,近來的引力波去印證愛因斯坦。隨著冷原子化學(xué)學(xué)的發(fā)展楊振寧的判定也得到了實(shí)驗(yàn)否認(rèn)。
?三、楊—方程
1960年代,找尋具有非對(duì)角長(zhǎng)程序的模型的嘗試將楊振寧引導(dǎo)到量子統(tǒng)計(jì)模型的嚴(yán)格解。1967,楊振寧發(fā)覺1維δ函數(shù)敵視勢(shì)中的費(fèi)米子量子多體問題可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)矩陣多項(xiàng)式,后被稱為楊—方程。
1967年,楊振寧還寫了一篇文章進(jìn)一步闡述了此問題的S矩陣。后來人們發(fā)覺楊—方程在物理和化學(xué)中都是極重要的等式,與扭結(jié)理論、辮子群、Hopf代數(shù)乃至弦理論都有密切的關(guān)系。
楊振寧當(dāng)初討論的1維費(fèi)米子問題近些年來在冷原子的實(shí)驗(yàn)研究中變得十分重要,而他在文中發(fā)明的嵌套Bethe假定方式次年被Lieb和伍法岳拿來解出了1維模型。模型后來成為低溫超導(dǎo)的好多理論研究的基礎(chǔ)。
?四、維δ函數(shù)敵視勢(shì)中的玻骰子在有限體溫的嚴(yán)格解
1969年,楊振寧將1維δ函數(shù)敵視勢(shì)中的玻骰子問題推動(dòng)到有限體溫。這是歷史上首次得到的有互相作用的量子統(tǒng)計(jì)模型在有限氣溫(T>0)的嚴(yán)格解。近來這個(gè)模型和結(jié)果也在冷原子系統(tǒng)中得到實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。
?五、超導(dǎo)體磁路量子化的理論解釋
1961年,通過和實(shí)驗(yàn)組的密切交流,楊振寧和Byers從理論上解釋了該實(shí)驗(yàn)組發(fā)覺的超導(dǎo)體磁路量子化,證明了電子配對(duì)即可引起觀測(cè)到的現(xiàn)象,澄清了不須要引入新的關(guān)于電磁場(chǎng)的基本原理,并糾正了推理的錯(cuò)誤。將規(guī)范變換方法運(yùn)用于匯聚態(tài)系統(tǒng)中,跨界為王。相關(guān)的數(shù)學(xué)和方式后來在超導(dǎo)、超流、量子霍爾效應(yīng)等問題的研究中廣泛應(yīng)用。
?六、非對(duì)角長(zhǎng)程序
1962年,楊振寧提出“非對(duì)角長(zhǎng)程序(off--)”的概念,進(jìn)而統(tǒng)一描畫超流和超導(dǎo)的本質(zhì),同時(shí)也深入剖析了磁路量子化的癥結(jié)。這是當(dāng)代匯聚態(tài)化學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵概念。1989到1990年,楊振寧在與低溫超導(dǎo)密切相關(guān)的模型里找到具有非對(duì)角長(zhǎng)程序的本征態(tài),并和張首晟發(fā)覺了它的SO(4)對(duì)稱性。
?七、弱互相作用中宇稱不守恒
對(duì)稱性是數(shù)學(xué)學(xué)之美的一個(gè)重要彰顯,是20世紀(jì)理論化學(xué)的主曲調(diào)之一。從精典化學(xué)以及晶體結(jié)構(gòu),到量子熱學(xué)與粒子化學(xué),對(duì)稱性剖析是化學(xué)學(xué)中的有力工具。楊振寧可謂最美化學(xué)學(xué)家,對(duì)對(duì)稱性剖析極為擅長(zhǎng),能確切借助對(duì)稱性,用柔美的方式很快得到結(jié)果,但是突出本質(zhì)和巧妙之處。1999年,在的一次學(xué)術(shù)大會(huì)上,楊振寧被稱為“Lord”。
1950年,楊振寧關(guān)于π0衰變的論文以及他和關(guān)于β衰變中相位因子的論文奠定了他在此領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。1956年,θ—τ之謎是粒子化學(xué)學(xué)中最重要的困局,當(dāng)時(shí)普遍討論宇稱是否可以不守恒。楊振寧和李政道從θ—τ之謎這個(gè)具體的數(shù)學(xué)問題走到一個(gè)更普遍的問題,提出“宇稱在強(qiáng)互相作用與電磁互相作用中守恒,但在弱互相作用中似乎不守恒”的可能,將弱互相作用主宰的衰變過程獨(dú)立下來,之后經(jīng)具體估算,發(fā)覺曾經(jīng)并沒有實(shí)驗(yàn)證明在弱互相作用中宇稱是否守恒。她們更強(qiáng)調(diào)了好幾類弱互相作用關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn),以測(cè)試弱互相作用中宇稱是否守恒。
吳健雄于1956年夏決定做她們強(qiáng)調(diào)的幾類實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)關(guān)于60Coβ衰變的實(shí)驗(yàn)。次年1月,他領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)組通過該實(shí)驗(yàn)證明在弱互相作用中宇稱確實(shí)不守恒,導(dǎo)致全化學(xué)學(xué)界的大回落。由于這項(xiàng)工作,楊振寧和李政道獲得1957年的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。
1962年,楊振寧提出“非對(duì)角長(zhǎng)程序(off--)”的概念,因而統(tǒng)一描畫超流和超導(dǎo)的本質(zhì),同時(shí)也深入剖析了磁路量子化的癥結(jié)。這是當(dāng)代匯聚態(tài)化學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵概念。1989到1990年,楊振寧在與低溫超導(dǎo)密切相關(guān)的模型里找到具有非對(duì)角長(zhǎng)程序的本征態(tài),并和張首晟發(fā)覺了它的SO(4)對(duì)稱性。
?八、時(shí)間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對(duì)稱性
指責(zé)弱互相作用中宇稱是否守恒的論文預(yù)印本導(dǎo)致Oehme于1956年8月致信楊振寧提出弱互相作用中宇稱(P)、電荷共軛(C)、時(shí)間反演(T)三個(gè)分立對(duì)稱性之間的關(guān)系的問題。這引起楊振寧、李政道和Oehme發(fā)表論文57e,討論P(yáng)、C、T各自不守恒之間的關(guān)系。此文對(duì)1964年CP不守恒的理論剖析有決定性的作用。
?九、高能中微子實(shí)驗(yàn)的理論闡述
1960年,為了得到更多弱互相作用實(shí)驗(yàn)信息,借助實(shí)驗(yàn)化學(xué)學(xué)家的看法,李政道和楊振寧在理論上闡述了高能中微子實(shí)驗(yàn)的重要性。這是關(guān)于中微子實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)理論剖析,引導(dǎo)出后來許多重要研究工作。
?十、CP不守恒的唯象框架
1964年,實(shí)驗(yàn)上發(fā)覺CP不守恒后,引起出諸多亂猜其癥結(jié)的文章。楊振寧和吳大峻沒有理會(huì)這些脫離實(shí)際的理論推測(cè),而作了CP不守恒的唯象剖析,構(gòu)建了后來剖析這種現(xiàn)象的唯象框架。Fermi名師高徒,我自當(dāng)獨(dú)辟蹊徑。
?十一、楊—Mills規(guī)范場(chǎng)論
1954年,楊—Mills規(guī)范場(chǎng)論(即非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)論)發(fā)表。這個(gè)當(dāng)時(shí)沒有被數(shù)學(xué)學(xué)界看重的理論,通過后來許多學(xué)者于1960到1970年代引入的自發(fā)對(duì)稱破缺觀念,發(fā)展成明天的標(biāo)準(zhǔn)模型。這被普遍覺得是20世紀(jì)后半葉基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)的總成就。此論文從物理觀點(diǎn)講,是從描述電磁學(xué)的阿貝爾規(guī)范場(chǎng)論到非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)論的推廣。而從化學(xué)觀點(diǎn)上講,是用此種推廣發(fā)展出新的互相作用的基礎(chǔ)規(guī)則。
引力波近來大熱,你們更了解了在主宰世界的4種基本互相作用中,強(qiáng)電互相作用和強(qiáng)互相作用都由楊—Mills理論描述,而描述引力的愛因斯坦的廣義相對(duì)論也與楊—Mills理論有類似之處。楊振寧稱此為“對(duì)稱支配力量”。楊—Mills理論是20世紀(jì)后半葉偉大的數(shù)學(xué)成就,楊—Mills多項(xiàng)式與多項(xiàng)式、方程共同具有非常重要的歷史地位。可謂化學(xué)學(xué)史上的一場(chǎng)革命。
然而楊振寧的出發(fā)點(diǎn)并不是要顛覆哪些,而是要在復(fù)雜的數(shù)學(xué)現(xiàn)象背后找尋一個(gè)原理,構(gòu)建一個(gè)秩序。這些秩序的構(gòu)建是楊振寧追求數(shù)學(xué)學(xué)之美和追求對(duì)稱性的一個(gè)主要表現(xiàn)。
?十二、規(guī)范場(chǎng)論的積分方式
楊—Mills理論還把數(shù)學(xué)與物理的關(guān)系推動(dòng)到一個(gè)新的水準(zhǔn)。1970年左右,楊振寧旨在于研究規(guī)范場(chǎng)論的積分方式,發(fā)覺了不可積相位因子的重要性,因而意識(shí)到規(guī)范場(chǎng)有深刻的幾何意義。
?十三、規(guī)范場(chǎng)論與纖維叢理論的對(duì)應(yīng)
1975年,楊振寧和吳大峻發(fā)表了論文75c,用不可積相位因子的概念給出了電磁學(xué)以及楊—Mills場(chǎng)論的整體描述,討論了—Bohm效應(yīng)和磁單極問題,闡明了規(guī)范場(chǎng)在幾何上對(duì)應(yīng)于纖維叢上的聯(lián)絡(luò)。這篇文章上面附有一個(gè)“字典”,不禁讓人想到牛頓給這個(gè)月球?qū)憽对怼罚瑮钜伯?dāng)了一把翻譯,把數(shù)學(xué)學(xué)中規(guī)范場(chǎng)論的基本概念確切地“翻譯”成物理中纖維叢理論的基本概念。這個(gè)字典造成物理界的廣泛興趣世界前二十物理學(xué)家,大大促進(jìn)了物理與數(shù)學(xué)學(xué)之后幾六年的成功合作。