楊振寧在世界物理學家「英雄榜」中的地位有多高

2020-12-05 騰訊網

95歲的楊振寧先生轉為了中科院院士,這消息一時之間成為頭條新聞。捎帶著,他在近兩年前放棄美國國籍的事也為人所知。

楊振寧曾說,走了很遠的地方又回來了。小時候他住在清華大學,赴美求學後留美任教,2003年又回國定居,在清華園一棟命名為「歸根居」的小樓裡。一生畫了一個圓。

「50年代有很多人回來,也有很多人沒有回來。如果你總結起來問,回來的人所做的事情,比起沒回來的人一生所做的事情,哪個是更值?我想沒問題的回答是,回來的人做的事情更成功。」在留學後回不回國的問題上,楊振寧曾如此對澎湃新聞(www.thepaper.cn)總結他的看法。

作為一位物理學家,他最為純粹和本質的標籤是學術。

提到楊振寧,「弱相互作用中宇稱不守恆」、「楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場」這兩個深奧的短語無法繞開。前者讓楊振寧和合作者李政道一起榮膺1957年的諾貝爾物理學獎,後者則被公認為楊振寧的「最高學術成就」。

楊振寧和李政道獲1957年諾貝爾物理學獎。

「我們常常可以聽到一些物理學家的名字,像麥克斯韋、愛因斯坦,量子力學初建時的海森堡、薛丁格以及狄拉克。現在再要往下排的話,我想楊先生的名字就要算在裡面了。」清華大學高等研究院原院長聶華桐教授曾如此評價楊振寧在物理學家「英雄榜」中的地位。

而作為一位具有國際盛名的科學家,他為中國科學事業提供力所能及的幫助。比如1981年他在當時任教的紐約州立大學石溪分校設立專項獎金,捐資支持中國各高校和研究所人員前往石溪做訪問學者,中國科學院院士孫昌璞、中國科學院大學副校長蘇剛都曾受惠於此。

弱關係中的宇稱不守恆:「一項了不起的破壞活動」

楊振寧是在1945年11月24日,一個陰鬱天,在美國紐約赫德遜河邊的一個碼頭下了船。如今回憶,他說:「美國是一個美麗的國家,是一個給了我做科學研究非常好的機會的國家。」

1950年代的美國正值粒子物理研究的熱潮,但當時有幾個無法用現有理論解釋的「怪象」。如果用最簡單的假設——宇稱是不同的,的確可以解釋這些奇怪的現象。但在當時,「宇稱守恆」是奉為圭臬的基石。所謂宇稱守恆,可以理解為「物理規律在最深的層次上不分左右」,這幾乎如同「常識」般在人們心中,幾乎沒有人意識到要推翻這個理論。此外,起初尚不完善的研究以為,之前的β衰變實驗已經證明了宇稱守恆。

當時的物理窘境是,無人推翻「宇稱守恆」,也無人能解釋「怪象」。

而楊振寧和李政道的研究則捋開了之前浮在「怪象」的濃霧。1956年6月,他們以合作者身份,在《物理評論》發表文章,證明由於之前的β衰變實驗不夠複雜,其實驗不能證明宇稱守恆,並提出了幾類新實驗,或可驗證宇稱不守恆。

去驗證這項理論的人是另一位著名美國華裔女物理學家吳健雄及其合作者。他們挑選了楊振寧、李政道在論文中建議的一種實驗,並在半年後宣布,β衰變中宇稱不守恆。這與楊振寧、李政道的「弱關係中的宇稱不守恆」理論相符。

吳健雄。

在驗證之前,有科學家認為「我不相信上帝是一個無能的左撇子,我敢出大賭注同人打賭,相信實驗必將給出電子按角動量對稱分布的結果」。可想而知,吳健雄的實驗結果驗證了楊振寧和李政道的理論後,給予原本的物理學「大樓」多大的建設性「衝擊」。

「發現宇稱不守恆、發現左手和右手手套並非在各方面都對稱,是一項了不起的破壞活動,它摧毀了在前進道路上的思維結構的基石,這個結構以後經過30年才建立起來。」 1999年,在楊振寧榮休學術討論會上,美籍英裔數學物理學家弗裡曼·戴森(Freeman Dyson)總結道。

楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場:「非常簡單而又非常漂亮」

在楊振寧和李政道發表宇稱不守恆論文的第二年,也就是吳健雄公布實驗結果的當年,1957年的諾貝爾物理學獎公布,楊振寧和李政道獲獎。將獎項授予一個「出爐」不久的研究,這在諾貝爾獎歷史上並不多見。

有人說,楊振寧是可以捧得兩個諾貝爾獎的人,因為「楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場」發生的「學術漣漪」之深遠甚至超過了「弱相互作用中宇稱不守恆」。

「楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場」的命名暗示了這是另一次學術合作。米爾斯(Robert Mills)是當時與楊振寧同辦公室的博士生,1954年10月,他們在《物理評論》期刊發表論文,構建了這一可以與牛頓萬有引力、愛因斯坦廣義相對論相提並論的理論。

楊振寧和米爾斯合影。

「楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場」發表的時間早於宇稱不守恆,但等楊振寧因宇稱不守恆名聲大噪而獲諾獎時,「楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場」尚未被人重視。

「1954年,楊先生和米爾斯寫出文章時,楊振寧-米爾斯規範場還不被承認是物理,而只是一個數學結構,是一個可能對物理有用的數學結構,但到1972年,這個非常簡單而又非常漂亮的數學結構被正式承認是物理的一個基本結構,並最後奠定了弱相互作用的基礎。」聶華桐說。

物理教科書中一個通用的表述是說,各種物質之間的基本相互作用有四種:電磁作用、萬有引力、弱作用、強作用。而這四種相互作用中,有兩種(弱作用、強作用)是基於「楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場」的數學結構。

楊振寧在數學與物理之間的融會貫通讓他更接近「上帝的秘密」。弗裡曼·戴森說,正是楊振寧對數學的熱愛,使得楊振寧「正如使愛因斯坦和狄拉克一樣,對自然的神秘能夠比別人看得更遠一點。」

楊振寧與清華大學高等研究院

楊振寧在2003年決定回國,這個轉折點被他認為是選擇的正確道路之一。時歲81的楊振寧雖已經高齡,但在中國,他的身影依然會出現在關於中國科學的各個場合,直至今日。

在清華,「科學館」是一棟標誌性建築物,成立於1997年的清華大學高等研究院在此辦公。二樓最靠裡的一個房間是楊振寧在清華的辦公室,他是清華大學高等研究院的名譽院長。

1997年,時任清華校長和副校長向楊振寧發出邀請,想按照美國普林斯頓高等研究院的模式,在清華建一個高等研究中心。楊振寧的學術鼎盛之期便是在是普林斯頓高等研究院工作期間。

20年過去,清華大學高等研究院在冷原子、凝聚態物理等方面成績亮眼。亮眼背後離不開楊振寧或直接或間接的牽橋搭線,從籌集科研資金到說服優質學者回國任教都有楊振寧的幫忙。

此次同楊振寧一起轉為中科院院士的姚期智教授在接受採訪時曾透露,當年毅然辭去普林斯頓大學終身教職,是應來自楊振寧的回國邀請。

而作為楊振寧的弟子,史丹福大學物理系教授張首晟擔任清華大學高等研究院的特聘教授,每年回國數月授課,這與楊振寧不可說沒有關係。

很難通過公開的資料去統計,有多少位具有國際影響力的學者回清華或者回國任教是受楊振寧邀請。但可以肯定的是,楊振寧深知,這樣的學術回流有多麼重要,因為這些學者會帶來國際上最新的發展、最值得注意的領域,帶來最稀缺,也是最重要的科學的「空氣」,抑或說是培養科學的「傳統」。他曾告訴澎湃新聞,這也是他認為中國科學在發展路徑中以前所沒有的,現在還未建立起來的。

據中青報此前的報導,楊振寧在清華大學雖有100萬人民幣年薪,但分文不取,悉數捐給清華大學高等研究院。不僅如此,他售賣在美房子的100萬美元、部分諾貝爾獎金都捐給了清華。

值得一提的是,2004年,清華物理系和基礎科學班大一的學生還上過他一學期的「普通物理」課。楊振寧對澎湃新聞說,「那一學期我想最大的收穫,不是同學的收穫,是我的收穫。」相比美國的同年齡學生,他發現清華的學生基本功紮實,有很強的責任感。

除了清華,南開大學理論物理室與楊振寧的淵源不得不提。1986年,楊振寧的好友、數學家陳省身初辦南開大學數學所,他邀請楊振寧參與南開大學理論物理室的創立,楊振寧欣然答應。

起初,由於經費緊張,南開大學理論物理室講習班的部分費用要靠楊振寧從香港募捐講課費。此外,不僅為南開大學主辦的國際會議籌集資金,楊振寧還從香港為南開大學數學所購買了第一臺計算機和雷射印表機。

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    物理學家的歷史地位如果要問如今中國物理學界,或者說世界物理學家的泰鬥,那這個人選無疑就是楊振寧了。可能你要說了,楊振寧到底有啥成就?為什麼可以被稱為物理學界泰鬥?說到這裡,我們不妨來給物理學家的歷史地位做一個簡單的劃分。
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  • 楊振寧的地位到底有多高?和愛因斯坦、牛頓並列,活著的教科書
    楊振寧是1945年手持中華民國的護照離開中國,拿著庚子賠款前往美國留學。後來師從氫彈之父泰勒。博士畢業後就在美國搞理論物理的研究。1971年,楊振寧從報紙上看到中國剛剛從美國禁止去的國家中被去掉,他就擺脫重重困難,毅然決然回到國內。當時FBI找上門警告過他,但他還是回來了。
  • 楊振寧在物理學的地位那麼高,為何沒有出現在教科書中?
    楊振寧老先生是上世紀後期最偉大的物理學家,在理論物理學領域有開創性的成果,但是因其理論比較高深,所以九年義務教科書上沒有任何提及,即便是大學物理系的教科書也少有提及,如果你繼續在物理學領域耕耘,到了研究生、博士生階段才算正式接觸楊振寧的理論。
  • 楊振寧在科學界地位比霍金還高,為什麼知名度不如霍金?
    因此,理論物理學家獲得了非常崇高的歷史地位,我們熟知的牛頓、愛因斯坦、霍金都屬於理論物理學。如果我們要給歷史上的理論物理學家們排個序,在第一梯隊當中,應該會牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦。楊振寧在物理學歷史上的定位理論物理學家的終極目標是尋找大一統理論。所謂的大一統理論就是用一個理論就能描述宇宙中所有的現象。當然,目前來看,理論物理學家距離這個目標還十分遙遠。
  • 97歲楊振寧攜妻現身,蹺二郎腿精神矍鑠,翁帆凹凸身材長腿搶鏡
    楊振寧曾以華裔科學家身份,獲得「諾貝爾物理學獎」。在粒子物理學、統計力學和凝聚態物理等領域,做出了裡程碑性貢獻。他所提出的「宇稱不守恆定律」對現代物理學定義極為重要;「楊—Mills規範場論」更是被譽為20世紀後半葉基礎物理學的總成就。有7個諾貝爾獎,是直接利用「楊—米爾斯方程」所獲得。楊振寧的偉大之處在於,對世界物理學界提供重要理論,得以實現規範與統一。
  • 楊振寧物理科學界的地位無人撼動,偉大的愛國科學家
    楊-巴克斯特方程對物理和數學都有廣泛的影響。在1990年召開的國際數學家大會上,4位菲爾茲獎獲得者中有3位的工作都與楊—巴克斯特方程有關。1956年,楊振寧和李政道合作,深入研究了當時令人困惑的「θ-τ之謎」——即後來所謂的K介子有兩種不同的衰變方式。李、楊通過分析認識到,很可能在弱相互作用中宇稱不守恆。
  • 怎樣通俗的讓大家理解楊振寧在人類物理學方面地位?
    物理學史上,做理論的學者(尤其是系統性理論、開創性奠基性劃時代性的理論),與做實驗的學者比起來,歷史地位高的不是一星半點 如果諾貝爾獎一人可以領多次,那麼愛因斯坦至少可以領五六次,楊振寧兩次總有吧?
  • 楊振寧的規範場有多厲害?
    物理學大自然中有各種各樣的現象,有的跟物體運動相關,有的跟聲音、光、熱相關,還有的跟閃電、磁鐵相關等等。物理學家們每天飯都趕不上去吃,就是沉迷於研究各種現象背後的規律,然後他們總結出了一堆關於力學、聲學、光學、熱學、電學之類的定律。人類社會在科學理論的幫助之下,從幾百年前沒事玩個焰火,到現在沒事躺在床上刷手機,可謂日新月異。
  • 「人類千年偉大物理學家」楊振寧,13項諾獎傍身,因妻子被誤解
    楊振寧一生有13項「諾貝爾獎級別」的研究成果,由他所發現的「楊-米爾斯規範場理論」預測粒子規範,更是間接使得7位物理學家獲得諾貝爾獎。楊振宇一度成為壟斷物理學界的泰鬥,但他的許多事跡卻鮮為人知。世界物理學家楊振寧娶妻小54歲被誤解,本應被世人敬仰的物理學家何其悲哀1922年,楊振寧出生於中國安徽,早年經歷期間,楊振寧的學習優異,先是在1944年獲西南聯合大學研究生學位,後又於1945年因庚子賠款獎學金赴美留學
  • 楊振寧的月薪有多高?看後令人崇敬
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  • 2012年全球愛情英雄榜出爐
    近日,廣大網民投票評出的「2012年全球愛情英雄榜」,由中國觀網對外發布。據了解,該榜是目前為止社會上第一個以「愛情」的名義,由網民自由投票產生的排行榜。  近些年社會上流行各類以「富豪榜」、「財富榜」為主的排行榜,多以各類權威機構擔當評委,很少聽到廣大網民的聲音和態度。
  • 三分鐘了解楊振寧到底有多厲害!
    楊-米爾斯方程和楊-巴克斯方程最早楊振寧在導師泰勒門下攻讀博士的畢業論文中就有規範場論的方向,他拋開了泰勒給他制定的論文方向,自行選擇了四個目標:伊辛模型Bethe 假設>規範場核反應中的角分布四個方向中三個都被卡死,楊振寧以最後一篇《核反應中角分布》在泰勒門下畢了業,雖然楊振寧畢業了,但畢業論文時定的那幾個方向卻並沒完,楊振寧畢業後一年與李政道一起完成了將二維伊辛模型拓展為三維,繼而引發了學術界的研究,最終功力最深的昂薩格以此獲得了諾貝爾獎!
  • 我國著名科學家楊振寧先生 在當前物理界的地位
    看圖這就是我國著名科學家楊振寧先生在當前物理界的地位妥妥的C位[贊][贊][贊][贊][贊]
  • 請問楊振寧對中國有什麼貢獻?
    請問楊振寧對中國有什麼貢獻?楊振寧在國際間的地位首先,楊振寧並不是一個普通的諾貝爾獎獲得者,諾貝爾獎對於他來說,只是他人生中所經歷的第一座高峰,在獲得了諾貝爾獎之後,他的人生中還曾數次攀登過其他高峰、提出過不少對世界物理界震動極大的理論。憑藉著這些理論,他斬獲了眾多國際間重要的獎項,在世界各個國家都獲得了非常崇高的學術地位。
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  • 都說楊振寧是世界頂尖科學家,他到底有多厲害?
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