人生富貴駒隙過,唯有榮名壽金石。
在這個世界上,幾乎每個人都會有一種主流的身份認同用來把自己歸類為某個領域或某些個領域。
如果你是一個高級官員,那麼你可以被認為是一個政治家;你是某個領域的學界泰鬥,你可以被稱作是這個領域的專家、學者;如果你只是一個普通的警察,也不要緊,你還可以被歸類為一種職業——公務員。但有些人明明由於其在某些領域的傑出貢獻,而應該被人們銘記,但卻往往會被人們以另外的一種方式傳誦。
比如楊振寧,國人都知道作為第一個獲得諾貝爾物理學獎的華人科學家的他以82歲的高齡娶了28歲的翁帆為妻,並以此津津樂道,但卻不知道的是他提出的楊-米爾斯理論對我們這個世界意味著什麼。
大師生平
1922年的10月1日,楊振寧生於安徽合肥肥西。從小就表現出了驚人的天賦,5歲時在母親的教導下就識得了3000個漢字。1938年,17歲的楊振寧以優異的成績考入了中國戰時的最高學府西南聯大,並在那裡完成了大學學業。
1945年抗戰勝利後,楊振寧在西南聯大爭取到了公費留學美國的機會,赴美在芝加哥大學深造學習。畢業後楊振寧毅然選擇了最不容易出成果的基礎物理研究,進入普林斯頓高等研究院做了一名研究員。
1957年,年輕的楊振寧就展現了驚人的研究天賦,與另外一個華人物理學家李政道一起共同提出了宇稱不守恆理論從而獲得了諾貝爾物理學獎,他們兩人也成為了最早獲得諾貝爾獎的華裔。
新中國成立後,楊振寧為祖國的科學文化事業做出了重大的貢獻,得到了老一輩領導人的認可和尊重。直至如今,他最終毅然放棄了美國國籍,重新回到了祖國的懷抱。一代大師終於回到了生養他的這方沃土。
統一理論
物理學自一代宗師牛頓橫空出世以來,幾百年來,前沿的科學家們都在不遺餘力地追求物理學的理論——統一理論。
牛頓用他的萬有引力定律統一了宏觀物質,闡述了物質的相對運動規律,率先建立了宏觀物質的物理學統一理論。
十九世紀,隨著人類社會進入電氣時代,電的應用和電磁的發現,讓人類的觸角伸向了微觀世界,人們開始好奇於微觀原子層面的運動規律。麥克斯韋適時地提出了麥克斯韋方程,第一次把光、電、磁統一起來。
至此尋找一個物理學的統一理論,逐漸成了基礎物理學研究的一個方向。
驚才絕豔的愛因斯坦發現了狹義相對論,把電磁學統一起來。緊接著的廣義相對論,又把引力囊括其中。此時似乎物理學的大一統已經完成,但當人們打開原子內部,進入原子時代後,發現在原子核內竟然還存在著另外的兩種新的力,強相互作用力和弱相互作用力。
這兩種力是與我們熟知的萬有引力和電磁力完全不同的力。萬有引力連接的範圍非常的廣泛,幾乎可以說是無處不在。電磁力雖然在範圍上比不上萬有引力,但也是一種宏觀尺度上的力。
而強相互作用力和弱相互作用力則只存在於微觀的原子核中,儘管其中的強相互作用力的強度要比萬有引力大得多,但作用的距離卻十分的微小,只相當幾萬億分之一納米。
愛因斯坦晚年盛名猶在,他終其一生一直在研究能夠把四種力統一起來的終極理論,甚至作為物理學殿堂級人物,由於其在統一理論上的執拗,竟然被主流的物理學界所排斥。可見對於物理學終極理論的研究,就算是大師親自捉刀,也是步履維艱。基礎物理學出成果實在是太難了。
衣缽傳承
這時一個叫楊振寧華裔物理學家卻沒有退縮,他同樣執拗地在統一理論這個終極真理上接下了愛因斯坦的衣缽。
比愛因斯坦小了四十多歲的楊振寧,在年輕時代作為一個物理學的後輩,曾與愛因斯坦有過一面之緣,但由於交流溝通的問題,並沒有獲得這位前輩大師什麼有價值的指點。但這都不妨礙楊振寧把愛因斯坦的研究方法拿來為已所用。
在愛因斯坦之前,物理學幾乎是一門純實驗的科學。在實驗中觀測到了某種現象或找到了某種粒子,為了解釋這種現象,不得不在理論上進一步地提出假設和猜想,以此不斷完善基礎物理理論。
而愛因斯坦卻反其道而行之,他率先提出一個理論,再以該理論為指導提出假設和猜想,再由其他實驗物理學家在實驗室中進行檢驗和驗證或找出理論中預言可能存在的粒子。這種以綱帶目的研究方法,讓人類的想像天賦在物理學中大放異彩,激發了人類的創造潛能,大大地推進了物理學研究的進程,加速了整個物理學乃至科學的發展進程。
楊振寧提出的楊-米爾斯理論就是基於這種研究方法,把全部四種力中的三種,電磁力、強相互作用力和弱相互作用力統一於楊-米爾斯理論體系中,把愛因斯坦窮極一生都沒有完成的大統一理論,完成了四分之三。
按照楊-米爾斯理論的架構和設想,實驗物理學家們找到了理論中的全部粒子,進一步驗證了理論的正確,同時也不斷地斬獲了一個又一個得諾貝爾物理學大獎,但事實上諾貝爾獎也不能完全衡量這套理論的貢獻,它十分具有歷史開創意義。
或許是理論物理學艱深晦澀,就算是有了一定教育背景的人理解起來也存在不小的困難,所以楊振寧提出楊-米爾斯理論後,除了在物理學界得到廣泛認可外,外界所知甚少。再加上理論物理更偏重於整體和宏觀,而物理學更看重實驗數據,所以理論在沒有得到充分的實驗驗證的基礎上,還存在著一定的爭議空間。
楊-米爾斯理論提出於上世紀的五十年代,半個世紀後,進入二十一世紀,隨著希格斯粒子的發現,楊-米爾斯理論的最後一塊拼圖完美拼合,一個理論體系才最終完美收官。
2020年,在北大任教職的楊振寧已98歲高齡,他以其對物理學的巨大貢獻成為碩果僅存的一代物理學大師,這或許更加的預示了伴隨著中國崛起的腳步,中國對世界的影響又多了一位華裔的物理學大師的參與,或許人們再提起楊振寧的時候,不再是他所謂的嬌妻八卦,而是他的楊-米爾斯理論。
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