愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

2020-11-21 火星科普

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愛因斯坦是當之無愧的物理學大師,他一手創立了相對論,並且還推動了量子力學的發展,這兩個領域的物理學都是現代物理學的基石。正因為如此,愛因斯坦被人們公認為人類史上最偉大的兩位物理學家之一,與牛頓不分伯仲。

雖然愛因斯坦是物理學大師,但他也犯錯的時候。當年他提出引力場方程之後,發現方程預言宇宙是動態的,於是他給方程加了一個保持平衡的宇宙學常數,以符合當時人們對靜態宇宙的預期。

然而,哈勃後來的觀測結果表明,空間正在膨脹,愛因斯坦的宇宙學常數畫蛇添足了。愛因斯坦坦承,這是他一生在物理學上所犯過的最大錯誤,他最終放棄了宇宙學常數。

除了錯誤,愛因斯坦在物理學上還有一大遺憾,直到他去世也未能完成。雖然這個遺願至今還未能完成,但當今在世的最偉大物理學家——楊振寧,幫助愛因斯坦完成了四分之三。那麼,愛因斯坦的最大遺憾是什麼?楊振寧又做出了多麼巨大的貢獻?

這就要從自然基本力說起了。在愛因斯坦之前,另一位物理學大師——麥克斯韋,完成了一項前無古人的偉業,他用四條絕妙的方程把電力和磁力統一起來,成為了電磁力,這是自然界中的一種基本相互作用力。

自那之後,人們認識到,一些力學現象看似不同,但從本質上來說屬於同一個力。電磁力非常寬泛,例如,我們拿起一個東西所施加的力、彈簧的彈力,只要與宏觀物體進行接觸所產生的力都是電磁力。

而在電磁力統一之前,牛頓已經發現了另一種基本力——引力。物體之間產生引力作用,並不需要接觸。引力主宰著天體的運動,我們被吸附在地上也都是引力作用的結果。

不過,牛頓的萬有引力定律存在缺陷,一些天體運動現象偏離了它的預言。愛因斯坦經過多年的努力,從幾何角度來描述引力,創立了廣義相對論。愛因斯坦的引力理論更好地解釋了引力現象,並且預言了一些尚未觀測到的引力現象,它們最終都得到了證實。

愛因斯坦認為,電磁力和引力都是基本力,宇宙中應該還有更深層次的理論可以把這兩個力統一起來,他把這套理論稱之為大統一理論。然而,愛因斯坦窮極後半生都沒能完成這項統一。

在愛因斯坦之後,物理學家又在原子核中發現了另外兩種基本相互作用力——弱核力和強核力。既然愛因斯坦的路走不通,其他物理學家另闢蹊徑,先從引力之外的三種基本力入手。這是因為引力與其他基本力非常不一樣,愛因斯坦所描述的引力是幾何效應,而另外三種力都與微觀粒子有關。

在尋求大統一理論的徵程中,楊振寧率先站了出來,他提出了楊-米爾斯方程。當其他物理學家在研究這個方程時發現,弱核力和電磁力能夠統一成弱電相互作用力。隨著量子場論的發展,強核力也被統一,最終得到了現代物理學的最高成就——粒子物理標準模型。

可以說,大統一理論已經完成了四分之三,就差引力還沒有統一了。目前,比較有希望的大統一理論還在完善之中,它們包括弦理論、熵力理論、圈量子引力理論。終有一天,大統一理論會被創立,愛因斯坦的遺願會得到完成。

相關焦點

  • 楊振寧距離愛因斯坦、麥克斯韋到底還有多遠?
    楊振寧是國內經常被人討論的一位科學家。近幾年來越來越多的人知道了楊振寧是一位偉大的科學家,至於偉大到什麼程度,有人說他可以和愛因斯坦比肩;有人說他有十多個諾貝爾獎級別的成就;有人說他是在世最偉大的科學家。
  • 楊振寧被認為是最接近愛因斯坦的華人物理學家,他到底有多厲害?
    楊振寧實際上並沒有從事工程技術類的研究,他的實驗水平也非常糟糕。所以,他在讀博士時,就已經決定從事理論物理學的研究,因此,他是一個理論物理學家。 那他到底有多厲害呢? 想要了解這個問題,我們就得先給在眾多理論物理學家當中定個座次。
  • 愛因斯坦楊振寧霍金等偉大科學家,他們愛吃什麼食品?
    當年發現X射線的倫琴教授,他還獲得了最早的諾貝爾物理學獎,他就說過一句話,科學研究只有物理和集郵。在倫琴教授來看,物理學是至高無上的地位,其他的科學研究都是無關緊要的。當然,倫琴教授的話有些極端。我們現在知道生物醫藥學也是很重要的,不亞於物理學。但不管怎麼說,不妨暫且把「科學家」一詞的範疇,暫定為物理學家這個狹隘的範疇以內,就談談我知道的那些大名鼎鼎的物理學家們他們平時喜歡吃什麼。
  • 為什麼在國外楊振寧的地位這麼高?他的成就到達了什麼程度?
    至於另外一個部隊這是粒子物理標準模型的奠基人們,比如:蓋爾曼、溫伯格、希格斯等人,而在這些批人當中,楊振寧就是舉足輕重的存在。也就是說,楊振寧的歷史地位是舉足輕重的,僅次於物理學最頭部的那幾位超神級別的物理學家。那你可能要問了,他到底做了什麼?粒子物理標準模型又是什麼呢?
  • 楊振寧:我沒從與愛因斯坦交談中獲得智慧,看了他的排名就明白了
    在楊振寧的心中,愛因斯坦一直是心中的燈塔,一直是不斷追趕的對象,一旦愛因斯坦發布一些言論之後,楊振寧都會第一時間去學習,而且還一直希望能夠見到這位大神一面。終於在1952年的一天,這個機會終於來了,當時在美國留學的楊振寧正好遇見了愛因斯坦,還一起交談了一個半小時,但是當時的楊振寧只有三十歲,什麼知識儲備還是不是非常的充足,愛因斯坦的很多設想楊振寧一時沒有理解明白,於是便笑著稱:「在和愛因斯坦交談的時候我並沒有獲得什麼智慧」。
  • 牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、楊振寧比數學水平,楊振寧能排第幾?
    楊振寧被稱作是戰後最偉大的物理學家之一,他的規範場理論影響深遠,並有可能在以後還會發揮出更大的威力。 物理學離不開數學,如果問牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋、楊振寧四人誰的數學水平高,這個問題還是挺有意思的。
  • 愛因斯坦請楊振寧一聚,兩人交談1.5小時,楊振寧:啥都沒學到
    ,這讓他的父母十分擔憂,害怕對他的心理成長,會有什麼損害。愛因斯坦用小手撥弄著指針,卻驚訝地發現它一直指著固定的方向。對此,愛因斯坦十分好奇,他覺得這裡面一定存在著什麼"大秘密",他不斷追問父親和叔叔,這是什麼原理。也就是在這個時候,他的心裡有點開始對物理感興趣了。他在9歲的時候,進入了路易波爾德高級中學,他其他成績一般,但是數學成績很好。
  • 楊振寧是全世界最偉大的科學家之一,他在什麼領域有哪些成就?
    他其實就在第二梯隊當中,這個梯隊也有很多我們熟知的科學家,量子學派的科學家們,比如:波爾、海森堡、狄拉克、薛丁格等人。下圖中,除了愛因斯坦之外,有相當一部分的人都在第二梯隊。那什麼是楊米爾斯理論呢?理論物理學家一直以來都有一個偉大的夢想,那就是大一統理論。他們做的事情其實就是「統一」的事情,牛頓就是統一了天上和地上的物理學;麥克斯韋統一了電和磁;愛因斯坦統一了時間和空間,質量和能量。所以,科學家就一直在思考是不是可以用一個理論把所有的物理現象都給解釋了。而物質和物質之間會發生相互作用的。
  • 楊振寧和愛因斯坦聊了一個多小時,最後他一句話反而成就了現在的他
    楊振寧在物理界的地位是非常的高的,我們很多人都會把他跟牛頓還有愛因斯坦之類的物理大師來比較,不過也會有很多不喜歡他的人楊振寧不止一次在全世界表示自己喜歡愛因斯坦,尊重愛因斯坦,他把愛因斯坦當做是自己物理學上面的榜樣,為了能夠好好的學習每一次都會去聽愛因斯坦的成果發布會,而且還會跟愛因斯坦交流。最可惜的就是這兩個人沒有一個合影過,在愛因斯坦死的那天,楊振寧在葬禮上面痛苦。楊振寧想到自己最後一次跟愛因斯坦見過,而且自己還表現的非常的不好,楊振寧的心裡很難受。
  • 在數學界,愛因斯坦與楊振寧相對比,誰比較厲害?
    在物理學上,愛因斯坦牛,還是楊振寧牛? 在物理學界,愛因斯坦相當於包工頭,他先帶領洛倫茲等小弟,蓋了一層樓「狹義相對論」,後來他小弟都不用了,自己往上一個人蓋了一整棟樓!這棟樓蓋好了沒裝修,後面的科學家,什麼史瓦西啊,霍金啊,都是在愛因斯坦這棟樓上搞裝修的,霍金大概裝了一面牆。
  • 愛因斯坦都沒實現大統一理論,完成75%的楊振寧有多偉大?
    但是悠悠歷史長河中,又有著這麼一群開智者,哥白尼在熊熊烈火中以身驅打破神學的意志;推動船艦的不一定是隨風起舞的帆,也可能是瓦特發現的高溫燃燒所產生的的蒸汽動能;愛因斯坦的相對論,讓世人跨越了時間和空間的距離,使人們奔襲宇宙成為了可能。一心想把引力和電磁力的相互作用統一的世紀先驅愛因斯坦,直到生命的盡頭也未能有一篇終筆。
  • 楊振寧的科學成就能和愛因斯坦比肩嗎?他只能排到第四梯隊!
    捋一捋科學史,看看楊振寧在什麼位置?牛頓開創經典力學時代儘管牛頓有些睚眥必報的性格,但不得不承認牛頓的工作是開創性的,他將伽利略的實驗科學歸結成了科學體系的一部分,提出了科學的範式,是近代科學體系的開創者之一,當然這絕對不能忘了哥白尼還有克卜勒他們的貢獻,但總結性突破的窗戶紙被牛頓捅破了!
  • 牛頓讓衛星上天,愛因斯坦讓GPS精確定位,那麼楊振寧又做了什麼
    相信大家都知道牛頓,愛因斯坦這些人物,比如說大家知道牛頓被蘋果砸到了頭然後想出了萬有引力,愛因斯坦的相對論中提出「四維時空」等等。但是對於楊振寧,大家可能只知道他獲得過諾貝爾獎,至於他有什麼成就,大家可能真的不夠了解。用一句話概括他的成就就是:你能認識到的楊振寧的偉大程度就是你的學識程度,毫不誇張。
  • 楊振寧感慨:和愛因斯坦交流1.5個小時,是一生中最遺憾的事情
    而能夠與愛因斯坦交流可謂是機不可失失不再來的幸事,而我國唯一獲得此般殊榮的只有同為赫赫有名的科學家的楊振寧,他曾與愛因斯坦交流了整整1.5個小時,然而事後卻聲稱自己很遺憾,什麼也沒有學到。
  • 楊振寧為他寫詩,愛因斯坦找他合作直接拒絕
    「泰鬥人物」,楊振寧為他寫詩,愛因斯坦主動求合作,結果他卻果斷拒絕了愛因斯坦,這又是怎麼一回事呢?這裡值得一提的是,在清華學習的陳省身,還當過楊振寧的老師,那時候楊振寧還是個本科生,兩人的緣分也悄悄結下。 時間來到1935年,24歲的陳省身孤身一人來到德國,開始了新的探索,話不多說,我們直接來看看陳省身在接下來的日子裡取得的成就。
  • 楊振寧:我曾和愛因斯坦交流,但卻沒有收穫!
    正是在物理學方面的傑出貢獻,所以有很多人將楊振寧和牛頓,愛因斯坦相題並論。但也有很多人認為楊振寧的成就和這些人根本不在同一檔次。不過楊振寧本人對這些評論非常坦然和淡定,他也曾表示自己非常尊敬愛因斯坦,他也是自己尊重的老師。
  • 愛因斯坦有原子彈,霍金有黑洞,同一級別的楊振寧有什麼貢獻?
    而愛因斯坦曾提出相對論,美國的科學家根據這個理論最終造出原子彈,霍金一直在輪椅上不能動,但是他的思維已經去到了黑洞,那麼楊振寧又有怎樣的貢獻呢?竟然能達到這樣的資格?楊振寧也是從戰爭年代走過來的,楊振寧出身不低,父親楊武之是清華大學和西南聯大的數學系主任還有教授,楊武之是安徽鳳陽人,楊振寧祖籍自然也是安徽鳳陽,這個地方人才輩出,在抗戰時期,楊振寧也並不是什麼普通人,他的結髮妻子是他曾經在國立西南聯合大學附屬中學任教的時候的學生,杜致禮的父親是大名鼎鼎的杜聿明,而杜聿明後來被俘虜,杜家漸漸沒落了,1949年杜致禮在美國和楊振寧相遇了,後來就在美國舉行了婚禮
  • 中國物理科學家楊振寧,成就不輸愛因斯坦,他的學術貢獻有多大?
    霍金的知名度在國內顯然比楊振寧要高很多,當霍金去世的消息一經傳出,朋友圈兒便紛紛轉載,並哀悼他的去世。但其實只要是讀過楊振寧相關物理科普書籍的人都會知道,楊振寧其實要比霍金厲害很多,只不過就是關注霍金的人多,而在意楊振寧的人少。很多人給予霍金的評價都是第二個愛因斯坦,但其實真正能夠成為第二個愛因斯坦的人是楊振寧。
  • 楊振寧曾與愛因斯坦交談1.5小時,都說了什麼?楊:我沒得到智慧
    楊振寧和愛因斯坦,在1952年曾進行的一次近距離交談後,本可能暢談並深入交流,楊振寧先生回憶卻說這次交談沒有使他得到什麼智慧,這是什麼原因呢?楊振寧,美國華裔,曾獲諾貝爾物理學獎,在粒子物理學、統計力學等多個領域做出了突出貢獻。
  • 愛因斯坦為啥燒毀所有筆記?他發現了啥,難道不能留給後人嗎?
    與人們設想的不同,這個生前為全人類所矚目的物理學家,在臨終的遺願竟然是不舉行葬禮、不築墳墓、甚至不立紀念碑,他不願意留給世人任何憑弔,只想安安靜靜地走。他知道自己死後如果公布了埋葬地,那片地方將成為人們心中的聖地,這是他所不樂見的。遺囑上還寫明,在他去世後遺體必須火化。