都说杨振宁是目前的顶尖科学家,他到底有什么瞩目的成就?
杨振宁在物理学上的成就有多大在理论物理学上,杨振宁创造了许多辉煌。 他的最高成就是1954年与r·l·密耳斯共同提出杨-密耳斯规范场理论,开辟了非阿贝耳规范场的新研究领域,为现代规范场打下了基础。它被世界物理学家们公认为是二十世纪最伟大的理论结构之一,是继麦克斯韦的电磁场理论、爱因斯坦的引力场理论和狄拉克的量子理论之后的最为重要的物理理论。
杨振宁的另一杰出贡献是1956年与李政道合作提出“弱相互作用下,宇称不守恒”,从而推翻了原来被认为适用于一切相互作用的“宇称守恒定律”。
而这个“宇称守恒定律”,本来是被视作物理学的基本定律的。他们因此获得了1957年的诺贝尔物理奖。一项科学成果,在发表的第二年就获得诺贝尔奖,这是第一次。
杨振宁对理论物理学的贡献范围很广,包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域。对理论结构和唯象分析,他也有多方面的贡献。他的工作有特殊的风格:独立性与创建性强,眼光深远。他近年来另一个重要工作——yang-baxter方程受到了数学家和物理学家的密切关注,并成为最热门的研究题目。
从历史趋势看,清华必定超过哈佛。历史一再证明,老的往往是落后的。国家就是如此。我们国家一度落后,因为我们的历史包袱太重。美国1774年建国,所以它现在是世界上最兴盛的国家;1701年(康熙四十年),彼得大帝建立俄罗斯帝国,所以,俄罗斯今天也是世界上最强大的国家之一。伟大的中华人民共和国建立于1949年,所以我们的前途无限远大。我从杨振宁教授的相关报道中欣喜的看到。
2010年,中国将成为经济总量世界第一的国家!美国的哈佛大学,创办于1636年,比美国的历史还早140多年。这个时候,公元1636年(明崇祯九年,到1644年,崇祯还有8年皇帝好当)李自成称闯王。这一年,后金皇太极称帝,改国号为清。想想看,哈佛大学是这个年代建立的,如果它在今天烂得只剩下一个空壳,那将是非常容易被人理解和接受的。崇祯早已吊死了,李自成也早已不知死哪里去了,皇太极的子孙后代所糟践的那个大清国,也已经被孙中山革了命;孙中山建的中华民国,现在又在哪里呢?
太老了,气数尽矣。剑桥,牛津,比哈佛早,所以今天被哈佛抢了风头,也是气数将尽的表现。剑桥大学创建于1209年,牛津大学创建于1214年。朱熹老夫子这时候才死了不几年。那么老的年代出生的,捱到今天,已经是奇迹。是时候了,该衰败了。
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!
都说杨振宁厉害,那到底哪里厉害呢?
主要有三大贡献:
1、杨·米尔斯理论
2、弱作用中宇称不守恒
3、杨-巴克斯特方程
这三大成就,想要深入理解,都需要有一定的物理知识,因为都是非常抽象的理论知识来的。
以杨·米尔斯理论为基础的规范场论可以说是20世纪后半叶最伟大的物理成绩之一,其成功为量子电动力学、弱相互作用和强相互作用提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型,而标准模型准确地预言了在世界各地实验室中观察到的事实,其应用已经深入在物理学的其他分支中,诸如统计物理、凝聚态物理和非线性系统等等。
杨·米尔斯理论可以简单理解为四种力的统一:电磁力、引力、强相互作用力、弱相互作用力。杨-米尔斯理论是一套非常基础的理论,它为当时的前沿科学指明了方向,贴心地提供了一个非常精妙的理论模型。
而弱作用中宇称不守恒,就是指并非所有物理定律都是左右对称的。而这种现象是在弱相互作用时发现的。核子实验科学家吴健雄在1956年发现,钴60原子核的衰变过程并不具有左右对称现象,这一发现也就意味着弱相互作用过程都是如此。
杨-巴克斯特方程是研究统计物理和量子场论中可积模型的一个重要方程。1967年11月与12月,杨振宁写了两篇文章,讨论下面一个极简单的一维空间量子多体问题:他发现,这个问题可以完全解决,其中一个极重要的方程是:
A(u)B(u+v)A(v)=B(v)A(u+v)B(u)
1972年巴克斯特在一个二维空间经典统计力学问题中也发现了这个方程的重要性。1981年此方程被命名为杨-巴克斯特方程。近五六年来,人们发现杨-巴克斯特方程在物理和数学中有极广泛的意义,它是置换群结构的一类推广。
就目前所知,杨-巴克斯特方程与下列的物理数学领域有密切关系。
物理:一维量子力学问题
二维经典统计力学问题
共形场论
数学:结理论和辫子理论
算子理论
霍普夫代数
量子群
三维流形的拓扑
杨·米尔斯理论的缺陷
但是杨·米尔斯理论也并非没有缺陷,因为规范理论中的传播子都是没有质量的,否则便不能保持规范不变。电磁规范场的作用传播子是光子,光子没有质量。但是,强相互作用不同于电磁力,引力和电磁力都属于长程力,强弱相互作用都是短程力,短程力的传播粒子一定有质量,杨-米尔斯理论的量子必须质量为零以维持规范不变性。如果其作用粒子质量为零,则其作用是长程作用力。然而实验上没有观察到长程力的的作用。
后来希格斯尝试修补,希格斯机制是一种生成质量的机制,能够使基本粒子获得质量。为什么费米子、W玻色子、Z玻色子具有质量,而光子、胶子的质量为零?希格斯机制可以解释这问题。希格斯机制应用自发对称性破缺来赋予规范玻色子质量。
在所有可以赋予规范玻色子质量,而同时又遵守规范理论的可能机制中,这是最简单的机制。根据希格斯机制,希格斯场遍布于宇宙,有些基本粒子因为与希格斯场之间相互作用而获得质量。
希格斯机制
然而杨—米尔斯理论还是没有变得完美,还是存在着缺陷,特别是,被大多数物理学家所确认、并且在他们的对于“夸克”的不可见性的解释中应用的“质量缺口”假设,从来没有得到一个数学上令人满意的证实。该假设提供了电子为什么有质量的一种解释。质量缺口假设的完全解决将提供严格的理论证明,也将阐明物理学家尚未完全理解的自然界的基本方面。此前物理学家只能观察到电子有质量,却无法解释电子的质量从何而来。在这一问题上的进展需要在物理上和数学上两方面引进根本上的新观念。
五夸克粒子
杨-米尔斯存在性和质量缺口是世界七大难题之一,该问题的正式表述是:证明对任何紧的、单的规范群,四维欧几里得空间中的杨米尔斯方程组有一个预言存在质量缺口的解。
如果杨·米尔斯理论存在的缺陷可以得到完美解决,那么规范场论也将变得完美。科学家认为如果杨·米尔斯存在性和质量缺口解决,将有可能解开微观粒子世界物理学家们尚未了解的奥秘,将引力纳入基本模型之中。
杨振宁先生是当代伟大的物理学家,他最为世界知晓的成就是在1956年和李政道共同提出了弱相互作用下宇称不守恒定律,并在1957年获得了诺贝尔物理学奖,可以说杨振宁先生是继爱因斯坦之后重新定义宇宙的物理学家。
但杨振宁先生最大的学术成就其实是他与助手米尔斯一起完成的杨-米尔斯方程,同时这也是一个诺奖级别的发现。如果说把牛顿以来的物理学家排个名,杨振宁先生可以排到十名左右,几乎可以算作现在仍在世的最伟大的物理学家。
可是就是这样一个伟大的物理学家,为什么在网络上被许多人言语攻击呢?
1.杨振宁先生被网络言语攻击的原因
杨振宁先生被攻击最多的地方,是许多网友觉得他不爱国。网络上恶意攻击的人总把他与同窗好友邓稼先作对比。邓稼先先生是两弹元勋,在新中国成立的时候就回到国内,为新中国的国防事业付出了生命,而网友认为杨振宁没有和邓稼先一起回国,只是在晚年才改回中国国籍,“和邓稼先先生相比简直一个天一个地”。
但这种想法是不对的,邓稼先先生做的事实践,而杨振宁先生做的是理论研究。如果那时候回国,在缺少交流的情况下,杨老也不能做出杰出的理论成就,而且杨振宁先生的岳父是国民党名将杜聿明,在当时的情况下,杨老根本无法开展有效的研究工作。
2.杨振宁先生为我国做出的贡献
抛开学术层面不说,杨振宁先生为我国的贡献还是很大的。
杨振宁在获得诺贝尔物理学奖之前,其实一直持有着中国国籍,虽然后来入了美国籍,但是他是心系中华人民共和国的,同时他杰出的学术水平提升了中国人在世界学术界的地位和国际地位,直接或间接地影响了当时国内外政府对中国知识分子的待遇和政策。而且1971年杨老就回过国,并去见了国家领导人。当时他提出要见邓稼先等老同学,根据邓稼先的夫人回忆,当时邓稼先的政治处境很危险,反动派残酷地迫害着知识分子,如果杨老没有那次回国,邓老就会被关牛棚,这样就可能会对中国的国防事业造成巨大的打击。
杨老对美国与中国建交,促进中美文化交流有着巨大的贡献,包括科技交流,杨老一直在理论研究的最前沿,对科学研究的方向、重点以及突破口有着深切的认识,曾多次致信国家有关部门发展一些先进方向的技术,对新中国的科技发展做出了不可磨灭的贡献。
而且晚年回国后,杨老还积极联络国外的顶级学者回国做贡献,甚至可以说没有杨老就没有清华大学世界一流的物理系。
总结:只要人类文明存在一天,人类科技的发展就会铭记杨振宁先生一天。即使杨老的理论目前没有应用于实践,但随着科技的发展,杨老的发现最终会使人类进步。而我们在评价杨老时,不应该只关注那些一知半解的新闻,从而忽略了一位真正的共和国之子所做的贡献。
杨振宁在物理学上的成就有多大在理论物理学上,杨振宁创造了许多辉煌。 他的最高成就是1954年与r·l·密耳斯共同提出杨-密耳斯规范场理论,开辟了非阿贝耳规范场的新研究领域,为现代规范场打下了基础。它被世界物理学家们公认为是二十世纪最伟大的理论结构之一,是继麦克斯韦的电磁场理论、爱因斯坦的引力场理论和狄拉克的量子理论之后的最为重要的物理理论。
杨振宁的另一杰出贡献是1956年与李政道合作提出“弱相互作用下,宇称不守恒”,从而推翻了原来被认为适用于一切相互作用的“宇称守恒定律”。
而这个“宇称守恒定律”,本来是被视作物理学的基本定律的。他们因此获得了1957年的诺贝尔物理奖。一项科学成果,在发表的第二年就获得诺贝尔奖,这是第一次。
杨振宁对理论物理学的贡献范围很广,包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域。对理论结构和唯象分析,他也有多方面的贡献。他的工作有特殊的风格:独立性与创建性强,眼光深远。他近年来另一个重要工作——yang-baxter方程受到了数学家和物理学家的密切关注,并成为最热门的研究题目。
从历史趋势看,清华必定超过哈佛。历史一再证明,老的往往是落后的。国家就是如此。我们国家一度落后,因为我们的历史包袱太重。美国1774年建国,所以它现在是世界上最兴盛的国家;1701年(康熙四十年),彼得大帝建立俄罗斯帝国,所以,俄罗斯今天也是世界上最强大的国家之一。伟大的中华人民共和国建立于1949年,所以我们的前途无限远大。我从杨振宁教授的相关报道中欣喜的看到。
2010年,中国将成为经济总量世界第一的国家!美国的哈佛大学,创办于1636年,比美国的历史还早140多年。这个时候,公元1636年(明崇祯九年,到1644年,崇祯还有8年皇帝好当)李自成称闯王。这一年,后金皇太极称帝,改国号为清。想想看,哈佛大学是这个年代建立的,如果它在今天烂得只剩下一个空壳,那将是非常容易被人理解和接受的。崇祯早已吊死了,李自成也早已不知死哪里去了,皇太极的子孙后代所糟践的那个大清国,也已经被孙中山革了命;孙中山建的中华民国,现在又在哪里呢?
太老了,气数尽矣。剑桥,牛津,比哈佛早,所以今天被哈佛抢了风头,也是气数将尽的表现。剑桥大学创建于1209年,牛津大学创建于1214年。朱熹老夫子这时候才死了不几年。那么老的年代出生的,捱到今天,已经是奇迹。是时候了,该衰败了。
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