霍金走后,一片哀悼嘆息,回顧他在科學史上的成就和地位時,另一個常常用來做對比的人物是楊振寧。
知乎上,“楊振寧”話題中的第一個提問,便是:霍金逝世后,現今在世最偉大的科學家是楊振寧嗎?
科研深奧的門檻,讓好多人對霍金和楊振寧的貢獻不甚了解,這么,楊振寧究竟有多牛?“在世最偉大的理論化學學家,沒有之一”,是否言過雖然?
好多國人對楊振寧的了解,基本上逗留在娶了一個28歲夫人的程度。估計有些人對牛頓和愛因斯坦的了解,都少于對幾乎同級別的楊振寧的了解,為何呢?
讓我們瞧瞧楊振寧究竟是誰,究竟為月球、為中國做了哪些。
霍金對比楊振寧,你就曉得楊振寧的貢獻有多少。
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,成為第一位華人諾獎得主。其實,是吳健雄通過不懈的努力,在楊提出理論的次年1月便驗證了楊的結果,促使楊快速獲得了諾貝爾獎。其實,吳健雄是否應當同時獲得諾貝爾獎,依然是一個值得討論的話題。
楊振寧創建并主持了倫敦學院石溪校區的理論化學研究所,1997年該研究所改名為楊振寧理論化學研究所。
了解越多,越認為楊振寧厲害。他應當是最后一位在理論化學學界橫沖直撞的人了吧。
2、有7個諾獎是由于找到楊振寧的標準理論所預測的粒子而得獎的,比如丁肇中、希格斯,通過研究標準理論獲得成就,而間接獲得諾獎的有幾十個。楊振寧壟斷了理論化學,率領徒子嫡孫幾乎壟斷了六六年來諾獎化學獎的理論化學和粒子化學部份;另外有6個菲爾茲獎是研究楊振寧的方程而至的(3個和楊米爾斯多項式相關,3個和楊巴克斯特多項式相關)。
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力學不過是將楊振寧標準模型的su(2)對稱性擴充到su(3)而已。楊振寧多次生日,他都不遠萬里趕過來出席。
楊振寧其實是一代數學學宗師,是科學泰斗,何止是偉大?
3、1994年,法國富蘭克林學會將北美地區獎額最高的科學獎(25萬港元)——鮑爾獎頒授給楊振寧。
頒獎的即將文告強調,授獎給楊振寧是由于他提出了一個廣義的場論,這個理論綜合了有關自然界的數學規律,為我們對宇宙中基本的力提供了一種理解。
作為20世紀觀念上的杰作,它解釋了原子內部粒子的互相作用,他的理論很大程度上構建了近40年來的化學學和現代幾何學。這個理論模型,早已排列在牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦的工作之列,并終將對未來幾代形成類似的影響。
富蘭克林學會排行,楊振寧在前四名。前三位都過世了,在世的楊振寧是第一,沒有爭議吧?
4、一些正題,楊振寧是世界多個國家科大學教授,美中美三個超級大國科大學教授,俄羅斯科大學名譽校長;楊振寧獲得的榮譽獎狀獎項數不勝數,科學界重要獎項全部包攬。
可以確定的說,華夏子孫自炎黃算起只有楊振寧一個人常年搶占科技顛峰,推動文明的發展。他其實是炎黃子孫中科學界最偉大、最出眾、最杰出的那種。
不完全統計,楊振寧接受過教授頭銜的單位有:中國科大學、美國國家科大學、英國皇家學會、俄羅斯科大學、臺灣中央研究院、教廷宗座科大學(羅馬教宗大學)、巴西科大學、委內瑞拉科大學和英國皇家科大學等等。
5、“在世最偉大的理論化學學家,沒有之一?!?span style="display:none">5HI物理好資源網(原物理ok網)
6、事實上,學術界習慣于把他排在歷史前十甚至前五。
7、楊振寧對化學學的貢獻在歷史上可以排進前十。Yang-Mills場是基礎理論的基石之一。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、歷史級別的偉大。哪些叫歷史級別?歷史級別就是:可以跟牛頓、愛因斯坦相比。
9、楊振寧的成就是華人在數學領域最高了。
10、楊振寧真的太偉大了。他在統計熱學、凝聚態化學、粒子化學、場論等數學學4個領域的13項世界級貢獻。
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。
根據印度數學學界的權威評價,楊振寧是繼愛因斯坦和費米過后,第三位化學學通才。
12、確實很偉大,目前在世的化學學家里就數他最偉大。
化學學家根據貢獻排行,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,當世理論化學貢獻第一,有史以來前五。
14、一句話概括:你能認識到的楊振寧的偉大程度=Exp(你的學識程度)。
早在五十年代,楊振寧在印度數學學界就差不多是最高薪資者,月薪五十萬美元,他被稱為戰后最偉大的天才,戰后知名天才有蓋爾曼、費曼、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學家的諾獎,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準理論做的預測,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幾十個,標準理論描述了62種基本粒子,也解釋了四種基本力,早已是一統天下的數學教宗了,地位超愛因斯坦。
評價有爭議,但也是在超級大牛和頂尖大牛的爭議,而不是牛不牛的爭議。
二、科學上的貢獻
楊振寧十三項“諾獎級別”的成果:
?統計熱學
1.1952Phase(相變理論)。論文序號:52a,52b,52c。
2.1957(玻骰子多體問題)。論文序號:57h,57i,57q。
3.1967Yang-(楊-多項式)。論文序號:67e。
4.1969(1維δ函數敵視勢中的玻骰子在有限體溫的嚴格解)。論文序號:69a。
?匯聚態化學
5.1961Flux(超導體磁路量子化的理論解釋)。論文序號:61c。
6.1962ODLRO(非對角長程序)。論文序號:62j。
?粒子化學
7.1956(弱互相作用中宇稱不受恒)。論文序號:56h。
8.1957T,CandP(時間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性)。論文序號:57e。
9.1960(高能中微子實驗的理論闡述)。論文序號:60d。
10.1964CP(CP不守恒的唯象框架)。論文序號:64f。
?場論
11.1954Gauge(楊-Mills規范場論)。論文序號:54b,54c。
12.1974(規范場論的積分方式)。論文序號:74c。
13.1975Fiber(規范場論與纖維叢理論的對應)。論文序號:75c。
以上引用自:and:13nsofChenNingYang,Int.J.Mod.Phys.A29,No.17,(2014)
三、對北大的貢獻
如今楊振寧在北大,北大化學系建系區區三六年,在楊的遠見膽略下,現在北大的化學科研水平是中國去世界頂級學院水平近來的化學系。
當初張守晟來找楊做粒子化學,楊振寧勸其做匯聚態理論,現在張首晟因理論預言拓撲絕緣體并被實驗否認,開創了一個嶄新的巨大的領域,并成為了諾貝爾獎的熱門獲選人。而當時楊振寧不看好的粒子化學,這幾六年來,不僅實驗平緩地不斷驗證幾六年前的理論以外少有進展。楊振寧當年的眼光不堪稱不狠毒。
在北大化學基地科學班的教學模式,北大IAS的完善,以及匯聚態和冷原子領域方面,我國的化學學研究的積累很大程度上和老楊有關系,尤其是08年前后這些個論文,很大程度上對于我國理論化學的研究團隊培養作出了貢獻。
90年代北大化學系甚至請不到一些一流的研究者來成立團隊,甚至個別課還要請外校的人來上,楊振寧以個人影響力把北大化學系的基礎給打了上去,以私人社交圈招了不少大牛研究者。而這個影響是全中國業界都受惠的,那代人或多或少都受了楊振寧數學學界私人社交圈的影響。
四、對中國的貢獻
楊振寧早在文革期間就歸國講學,成為中俄關系解凍后的第一位來華訪學的著名日裔科學家,為中俄人民的互相了解作出了巨大貢獻。
浩劫結束后,中國百廢待興,楊振寧多次歸國講學,為被浩劫制約的中國數學學界帶來了前沿知識。他在八十年代促使南開學院構建理論化學研究室,促使了億利達中學生發明獎的籌建。
到了九十年代末,楊振寧促使了復旦學院高等研究中心的完善,吸引大量優秀科學家歸國服務,其中包括首位華裔圖靈獎獲得者姚期智。
那些年,楊振寧為中國科學發展作出了數不清的貢獻,把中國在部份領域拉到了世界一流水平,同時還推薦了上千名優秀中學生赴美國深造。
另外還有幾點要加以說明:
?1.關于他歸國是為了錢:
?2.關于愛國:
好多人都曉得,當初錢學森被英國軍事部門阻攔軟禁,歷經艱辛歸國的事世界前二十物理學家,卻不曉得1971年春中印關系解凍后不久,楊振寧馬上就決定歸國看一看,是英籍著名學者中訪問新中國的第一人,但是,他也以前受到日本官方的阻撓,但被他頂了回來!
雖然身處國外時,楊振寧也會在國外四處講演,介紹新中國的情形,許多日本人恰恰是受他影響,開始樂意同中國親近;一些法籍華人學者紛紛歸國尋訪。
以下是他的一部份工作:
1978年3月,在楊振寧等人的提倡下,中科大創建首期少年班。
1980年,楊振寧在倫敦州立學院石溪中學發起創立“與中國學術交流委員會”,捐助中國學者去該校進修。
1983年12月28日,楊振寧向鄧小平建議:“國外覺得,搞軟件15—18歲較有利。”由此,交大少年班籌建了計算機軟件專業。
1984—1986年,楊振寧呼吁的“億利達中學生發明獎”、“吳健雄化學獎”和“陳省身物理獎”相繼創立。
1997年,在楊振寧建議下,北大學院決定按照斯坦福高等研究院的經驗,創立復旦學院高等研究中心。楊振寧把在北大的薪水都捐了下來,用于引進人才和培養中學生。
2003年末,楊振寧回上海移居。復旦學院蓋了三幢“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。
楊振寧以數學學第一人的身分,用“面子”為中國請回多少人才?為中國科學家打開了如何的視野?與世界科技前沿拉近了多少距離?
他現在雖然早已90多歲,卻仍然會給大專生上課,用自己豐富的人生閱歷啟發指引著那些中國科學界的未來人才。
所以,楊振寧除了科學成績令世界矚目,他給我們國家帶來的貢獻也同樣是巨大的。
五、關于國籍
楊振寧歸國二十多年了,姚期智到北大建設交叉信息研究院也十余年了??梢哉f兩位晚年的事業就在中國,就在北大。國籍轉回去實乃名正言順。
兩位都是世界頂尖的科學家,都是全人類的驕傲。即使摒除學術成果不談,二人在北大的十余年,在中學生培養、學科建設、海外聯系等等眾多方面貢獻極大,更是吸引了一批高水平的年青院長一齊歸國。
學科之外,終生教職的制度變革,北大高等研究院的建設都來自楊振寧的提議;而姚期智在大專生培養上親力親為。二人回國可以說是全球華人學術精英回流中國和中國高等教育崛起的一個標志。
但是這件事最長遠的意義應當是在為了此事通過的《中國科大學外籍教授轉為中國科大學教授暫行辦法》。長久以來加入/恢復中國國籍仍然是一件非常困難的事情。這一辦法通過標志著吸引學術精英歸國的尺寸進一步增強,也是國籍新政松口的一個開端。政治上意味著哪些現今評論為潮流早,但基本上能肯定會是中國學術發展和國家復興的一個歷史性標志。
十三項世界級研究成果
?一、相變理論
統計熱學是楊振寧的主要研究方向之一。他在統計熱學方面的特色是對植根于化學現實的普遍模型的嚴格求解與剖析,因而漂亮地抓牢問題的本質和真諦。
1952年楊振寧發表了3篇有關相變的重要論文。第一篇是他在前一年獨立完成的關于2維Ising模型的自發磁化硬度的論文,得到了1/8這一臨界指數。這是楊振寧做過的最晦澀的估算。Ising模型是統計熱學里最基本又極重要的模型,直至1960s才被理論化學界廣泛認識,見到了楊的車燈。
1952年,楊振寧發表了兩篇關于相變理論的論文,導致愛因斯坦的興趣。論文通過解析延拓的方式研究了巨配分函數的解析性質,發覺它的根的分布決定了狀態多項式和相變性質,清除了人們對于同一互相作用下可存在不同熱力學相的苦惱。第二篇論文中的單位圓定律強調吸引互相作用的格氣模型的巨配分函數的零點坐落某個復平面上的單位圓上,這個理論精品至今翻下來放在統計熱學和場論中依然可以高貴到令人高潮。
?二、玻骰子多體問題
起源于對液氦超流的興趣,楊振寧在1957年左右發表了一系列關于黏稠玻骰子多體系統的論文。首先,他和黃克孫、合作發表兩篇論文,將贗勢法用到該領域。在寫好關于弱互相作用中宇稱是否守恒的論文以后,等待實驗結果的那段時間,楊振寧雙碰撞方式首先得到了正確的能級能量修正,之后又用贗勢法得到同樣的結果。得到的能量修正中最令人吃驚的是知名的平方根修正項,但當時未能得到實驗驗證。而且時間會給你答案,就像現今的分子生物學去否認達爾文,近來的引力波去印證愛因斯坦。隨著冷原子化學學的發展楊振寧的判定也得到了實驗否認。
?三、楊—方程
1960年代,找尋具有非對角長程序的模型的嘗試將楊振寧引導到量子統計模型的嚴格解。1967,楊振寧發覺1維δ函數敵視勢中的費米子量子多體問題可以轉化為一個矩陣多項式,后被稱為楊—方程。
1967年,楊振寧還寫了一篇文章進一步闡述了此問題的S矩陣。后來人們發覺楊—方程在物理和化學中都是極重要的等式,與扭結理論、辮子群、Hopf代數乃至弦理論都有密切的關系。
楊振寧當初討論的1維費米子問題近些年來在冷原子的實驗研究中變得十分重要,而他在文中發明的嵌套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的好多理論研究的基礎。
?四、維δ函數敵視勢中的玻骰子在有限體溫的嚴格解
1969年,楊振寧將1維δ函數敵視勢中的玻骰子問題推動到有限體溫。這是歷史上首次得到的有互相作用的量子統計模型在有限氣溫(T>0)的嚴格解。近來這個模型和結果也在冷原子系統中得到實驗實現和驗證。
?五、超導體磁路量子化的理論解釋
1961年,通過和實驗組的密切交流,楊振寧和Byers從理論上解釋了該實驗組發覺的超導體磁路量子化,證明了電子配對即可引起觀測到的現象,澄清了不須要引入新的關于電磁場的基本原理,并糾正了推理的錯誤。將規范變換方法運用于匯聚態系統中,跨界為王。相關的數學和方式后來在超導、超流、量子霍爾效應等問題的研究中廣泛應用。
?六、非對角長程序
1962年,楊振寧提出“非對角長程序(off--)”的概念,進而統一描畫超流和超導的本質,同時也深入剖析了磁路量子化的癥結。這是當代匯聚態化學的一個關鍵概念。1989到1990年,楊振寧在與低溫超導密切相關的模型里找到具有非對角長程序的本征態,并和張首晟發覺了它的SO(4)對稱性。
?七、弱互相作用中宇稱不守恒
對稱性是數學學之美的一個重要彰顯,是20世紀理論化學的主曲調之一。從精典化學以及晶體結構,到量子熱學與粒子化學,對稱性剖析是化學學中的有力工具。楊振寧可謂最美化學學家,對對稱性剖析極為擅長,能確切借助對稱性,用柔美的方式很快得到結果,但是突出本質和巧妙之處。1999年,在的一次學術大會上,楊振寧被稱為“Lord”。
1950年,楊振寧關于π0衰變的論文以及他和關于β衰變中相位因子的論文奠定了他在此領域中的領先地位。1956年,θ—τ之謎是粒子化學學中最重要的困局,當時普遍討論宇稱是否可以不守恒。楊振寧和李政道從θ—τ之謎這個具體的數學問題走到一個更普遍的問題,提出“宇稱在強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立下來,之后經具體估算,發覺曾經并沒有實驗證明在弱互相作用中宇稱是否守恒。她們更強調了好幾類弱互相作用關鍵性實驗,以測試弱互相作用中宇稱是否守恒。
吳健雄于1956年夏決定做她們強調的幾類實驗中的一項關于60Coβ衰變的實驗。次年1月,他領導的實驗組通過該實驗證明在弱互相作用中宇稱確實不守恒,導致全化學學界的大回落。由于這項工作,楊振寧和李政道獲得1957年的諾貝爾化學學獎。
1962年,楊振寧提出“非對角長程序(off--)”的概念,因而統一描畫超流和超導的本質,同時也深入剖析了磁路量子化的癥結。這是當代匯聚態化學的一個關鍵概念。1989到1990年,楊振寧在與低溫超導密切相關的模型里找到具有非對角長程序的本征態,并和張首晟發覺了它的SO(4)對稱性。
?八、時間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性
指責弱互相作用中宇稱是否守恒的論文預印本導致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)、時間反演(T)三個分立對稱性之間的關系的問題。這引起楊振寧、李政道和Oehme發表論文57e,討論P、C、T各自不守恒之間的關系。此文對1964年CP不守恒的理論剖析有決定性的作用。
?九、高能中微子實驗的理論闡述
1960年,為了得到更多弱互相作用實驗信息,借助實驗化學學家的看法,李政道和楊振寧在理論上闡述了高能中微子實驗的重要性。這是關于中微子實驗的第一個理論剖析,引導出后來許多重要研究工作。
?十、CP不守恒的唯象框架
1964年,實驗上發覺CP不守恒后,引起出諸多亂猜其癥結的文章。楊振寧和吳大峻沒有理會這些脫離實際的理論推測,而作了CP不守恒的唯象剖析,構建了后來剖析這種現象的唯象框架。Fermi名師高徒,我自當獨辟蹊徑。
?十一、楊—Mills規范場論
1954年,楊—Mills規范場論(即非阿貝爾規范場論)發表。這個當時沒有被數學學界看重的理論,通過后來許多學者于1960到1970年代引入的自發對稱破缺觀念,發展成明天的標準模型。這被普遍覺得是20世紀后半葉基礎數學學的總成就。此論文從物理觀點講,是從描述電磁學的阿貝爾規范場論到非阿貝爾規范場論的推廣。而從化學觀點上講,是用此種推廣發展出新的互相作用的基礎規則。
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,強電互相作用和強互相作用都由楊—Mills理論描述,而描述引力的愛因斯坦的廣義相對論也與楊—Mills理論有類似之處。楊振寧稱此為“對稱支配力量”。楊—Mills理論是20世紀后半葉偉大的數學成就,楊—Mills多項式與多項式、方程共同具有非常重要的歷史地位??芍^化學學史上的一場革命。
然而楊振寧的出發點并不是要顛覆哪些,而是要在復雜的數學現象背后找尋一個原理,構建一個秩序。這些秩序的構建是楊振寧追求數學學之美和追求對稱性的一個主要表現。
?十二、規范場論的積分方式
楊—Mills理論還把數學與物理的關系推動到一個新的水準。1970年左右,楊振寧旨在于研究規范場論的積分方式,發覺了不可積相位因子的重要性,因而意識到規范場有深刻的幾何意義。
?十三、規范場論與纖維叢理論的對應
1975年,楊振寧和吳大峻發表了論文75c,用不可積相位因子的概念給出了電磁學以及楊—Mills場論的整體描述,討論了—Bohm效應和磁單極問題,闡明了規范場在幾何上對應于纖維叢上的聯絡。這篇文章上面附有一個“字典”,不禁讓人想到牛頓給這個月球寫《原理》,楊也當了一把翻譯,把數學學中規范場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。這個字典造成物理界的廣泛興趣世界前二十物理學家,大大促進了物理與數學學之后幾六年的成功合作。