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作者:石蘭(抄襲必究)
皆為理論物理學家的楊振寧和霍金
在大家談論楊振寧和霍金的成就之前,我們需要首先對他們共同的身份有所了解。那麼,這兩位物理學家研究的到底是什麼樣的科學內容?從物理學家的名詞定義來看,我們可以知道他們都是對世界組成和運行規律進行研究和探索的科學家。
並且,物理學家也存在著兩個較大的分支,分別是實驗物理學家和理論物理學家。從物理學家的分類來看,霍金和楊振寧其實都是理論物理學家。我們都知道,楊振寧便是諾貝爾物理學獎的獲得者,但是很多人可能並不清楚一個基本事實。
那就是理論學家要獲得諾貝爾獎的前提,便是自己提出的理論必須在自己有生之年被驗證,而霍金便沒有等到那一天。然而,事實上很多人意識到楊振寧的偉大,其實是在霍金去世之後,那麼,為什麼說楊振寧是當今世上最偉大的科學家?
霍金是世界公認的現代最偉大的物理學家之一
在英國牛津出生的霍金,全民叫做史蒂芬·威廉·霍金,被世界人民公認為現代最偉大的物理學家之一。這位當之無愧的物理學天才,最引人注目的當然不止其命途多舛的生活經歷(身體的殘疾不能蔓延至心靈),也不是他曾經做出過的預言(人類會在2600年前滅絕),而是那些舉世矚目的科學研究。
在霍金從事的所有研究中,他最大的貢獻應該是對黑洞和宇宙論進行的研究。不管是無邊霍金宇宙模型和黑洞蒸發理論的提出、黑洞面積定理和廣義相對論中奇性定理的證明,還是對相對論和量子力學這兩大20世紀物理學基礎理論的統一。毋庸置疑的,這一切都足夠證明霍金為人類社會進步做出了巨大的貢獻。
英國的劍橋大學是很多求學人的夢想學府,而霍金便在較長的一段時間中擔任該校的物理學和數學系教授。在英國劍橋大學的自然科學史上,除了狄拉克和牛頓之外,霍金便是第三位獲得「盧卡斯數學教席」這個最高榮譽的人。當時間來到20世紀70年代的時候,霍金通過對奇性定理的證明,更是獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他也是在這個時期,被很多人稱為繼愛因斯坦之後,世界上最傑出的理論物理學家。
為什麼說楊振寧是當今最偉大的理論物理學家
不同於一般的科學家,楊振寧先生的一生充滿了傳奇色彩,特別是他的個人感情和國籍問題,讓很多人忽略了他其實是當今這個世界上最偉大的理論物理學家。在楊振寧先生的身上,有很多讓人望而生畏的獎項,比如,2019年度求是獎「求是終身成就獎」、諾貝爾物理學獎、費米獎、美國國家科學獎章等。
在楊振寧先生的所有研究中,統計力學算得上是他畢生最主要的研究方向,相變理論的出現讓人們消除了困惑已久的難題:為什麼在同一相互作用下,竟然可以存在不同的熱力學相。楊振寧於1957年發表稀薄玻色子多體系統的論文之後,更在之後的時間裡更通過雙碰撞方法,獲得了著名的平方根修正項,而這一點在之後冷原子物理學的發展中得到了實證。
與此同時,楊振寧先生發現的楊—Baxter方程,是一個在物理學和數學領域中都具有重要作用的方程。轉化而來的這個矩陣方程,表明了 1 維δ函數排斥勢中的費米子量子多體問題,它與弦理論、辮子群、扭結理論、乃至Hopf代數都密切相關。而其中涉及到的嵌套Bethe假設方法,更為1維Hubbard模型解出提供了重要依據,在之後的時間裡,該模型更還為很多高溫超導相關理論研究提供了基礎。
或許很多人並不了解,楊振寧先生還發現了:弱相互作用中的宇稱不守恆,1維δ函數排斥勢中的玻色子在有限溫度的嚴格解,電荷共軛、時間反演和宇稱三種分立對稱性。除此之外,他還對非對角長程序、楊—Mills規範場論、CP不守恆的唯象框架、規範場論與纖維叢理論的對應和超導體磁通量子化的理論做出解釋。
衡量物理學家貢獻的指標並不局限於諾貝爾獎
霍金的離開讓所有人都緬懷哀嘆,而霍金和楊振寧之間的比較,主要也是發生在霍金去世之後。而這個話題的主要內容便是:當霍金離開這個世界,所有在世的科學家中楊振寧是最偉大的嗎?對於很多非科學愛好者的人來說,他們對這兩位傑出的科學家可能都不甚了解。
或許很多人都知道霍金很了解不起,但卻並不一定知道楊振寧在物理學領域的突出成就。事實上,楊振寧的確是當今在世科學家中最傑出的理論物理學家們,而且這句話的後面一定不會有「之一」這兩個字的存在。生活中的很多人都比較喜歡八卦,這也是為什麼很多國人對楊振寧的了解,都主要集中在他娶了小自己太多的年輕夫人這件事上。
很多人都知道愛因斯坦、牛頓和霍金在物理學領域的地位,但卻並不了解可以位於同級別的楊振寧在這個領域有哪些突出的造詣。雖然霍金沒有拿到過諾貝爾獎,但這不過是因為沒有等到理論被驗證的那一天。在他在我評價中,自稱是一個樂觀的、浪漫的,但卻頑固不化的人,沒有任何夢想的人等同於死亡。
我們並不是要從楊振寧拿到了諾貝爾獎這件事來證明他比前者更偉大,因為這兩位優秀的理論物理學家為人類做出的貢獻是無法分出高低的。只是霍金已然離我們而去,所以楊振寧便成為了當今這個世界上最偉大的科學家。希望更多的人認識到這位了不起的科學家,並不只有那些大家感興趣的個人生活,讓我們與科學之間的距離更近一點。