有人说:杨振宁有十三项诺贝尔奖级别的科学成果,杨振宁在物理科学是继牛顿爱因斯坦麦克斯韦之后的第4号大师!
或许“十三项诺奖级科学成果”有点夸张,但是杨振宁先生在规范场论的科学成果,公认是绝对值得获诺贝尔奖的。本文让你系统的了解杨振宁的科学贡献。最后说说:杨振宁在物理界排第几?
杨振宁在统计力学、凝聚态物理、粒子物理、场论四大领域,都有非常重大的贡献:
统计力学领域
相变理论: Lee–Yang 零点理论,(1952年)
用数学严格求解了物质从固态到液态的转变规律,解决了爱因斯坦曾感兴趣的“临界指数”问题,揭示了物质相变的本质。玻色子多体问题(1957年)
研究液氦超流现象时,发现玻色子(一种粒子)在低温下的集体行为规律,提出的“平方根修正项”被冷原子实验证实,解释了超流体的奇异性质。一维δ函数排斥势中的玻色子有限温度解(1969年)
首次精确求解了一维空间中粒子在有限温度下的运动规律,为低温物理研究提供了理论基础。
凝聚态物理领域
超导体磁通量子化理论(1961年)
解释了超导体中磁场穿透的量子化现象,证明无需引入新电磁场原理,纠正了前人错误,为超导研究奠定基础。非对角长程序(ODLRO,1962年)
提出统一描述超流和超导本质的概念,揭示了这两种现象的共同物理根源,成为凝聚态物理的关键理论。高温超导的SO(4)对称性(1989-1990年)
在与张首晟的合作中,发现高温超导材料中的对称性规律,为理解超导机制提供了新视角。
粒子物理领域
弱相互作用中宇称不守恒(1956年)
与李政道提出“宇称在弱相互作用中可能不守恒”,颠覆了物理学界“对称即完美”的共识。实验证实后,二人获1957年诺贝尔奖,揭示了宇宙微观层面的“不对称性”,类似发现“地球不是宇宙中心”(地球不是宇宙中心,是宏观层面的认识。宇称不守恒是微观层面的认识)。时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性(1957年)
探讨时间、电荷和宇称三种对称性之间的关系,为理解粒子衰变中的对称破缺提供了理论框架。高能中微子实验的理论探讨(1960年)
与李政道首次理论分析高能中微子实验的重要性,引导后续实验发现中微子振荡,改变了对基本粒子的认知。CP不守恒的唯象框架(1964年)
针对CP对称性(电荷共轭与宇称联合对称)被实验打破的现象,建立理论分析框架,脚踏实地地解释了这一反常现象。
场论领域
杨-米尔斯规范场论(1954年)
与学生米尔斯提出非阿贝尔规范场论,首次为电磁力、弱力和强力提供统一数学框架,成为粒子物理标准模型的核心,被誉为“现代物理学的基石”。该理论间接催生7个诺贝尔奖,影响深远。牛顿搞清楚万有引力的规律、麦克斯韦搞清楚电磁力的规律、杨振宁与米尔斯搞清楚三种力(电磁力、弱力、强力)之间的规律。
规范场论的积分形式(1974年)
研究规范场的数学结构,发现不可积相位因子的重要性,为场论与几何的关联奠定基础。规范场论与纤维丛理论的对应(1975年)
揭示规范场在几何上对应纤维丛的联络,建立物理与数学的“字典”,促进两大领域深度合作,被数学界广泛引用。
杨振宁的贡献不仅在于理论突破,更在于他以数学之美揭示自然规律,拉高了全人类对世界本质的认知。杨振宁有多伟大?看诺贝尔奖得主丁肇中的评价:
“20世纪物理学三大里程碑,规范场(杨振宁、米尔斯)与相对论(爱因斯坦)、量子力学(普朗克奠基,海森堡、薛定谔、狄拉克构建体系)并列。”
牛顿首次用数学语言统一描述天地运动,奠定工业革命科学基础,被誉为“近代物理学之父”。而电对人类贡献非常大,直接催生第二次工业革命(电力技术),电学之父法拉第居功至伟。卢瑟福奠定原子核物理学,让原子弹与核电站改变了世界战争格局与能源格局。
所以可以说:
物理学贡献排名:牛顿、法拉第、爱因斯坦、麦克斯韦、普朗克(量子力学之父)、卢瑟福(原子核物理学之父)、杨振宁、海森堡、薛定谔、狄拉克……
杨振宁是物理学界的第七大伟人!
你觉得呢?
(关注我,一起看新闻大事)