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「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!
2018-12-8 0:46:00           作者: 初中物理化学
「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

霍金走后,一片缅怀哀叹,回顾他在科学史上的成就和地位时,另一个经常拿来做对比的人物是杨振宁。

知乎上,“杨振宁”话题中的第一个提问,便是:霍金去世后,当今在世最伟大的科学家是杨振宁吗?

科研艰深的门槛,让很多人对霍金和杨振宁的贡献不甚了解,那么,杨振宁到底有多牛?“在世最伟大的理论物理学家,没有之一”,是否言过其实?

很多国人对杨振宁的了解,基本上停留在娶了一个28岁夫人的程度。恐怕有些人对牛顿和爱因斯坦的了解,都多于对几乎同级别的杨振宁的了解,为什么呢?

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

让我们看看杨振宁到底是谁,到底为地球、为中国做了什么。

霍金对比杨振宁,你就知道杨振宁的贡献有多少。

一、对杨振宁的不同评价

1、1956年杨振宁提出宇称不守恒,次年获得诺贝尔奖,成为第一位华人诺奖得主。当然,是吴健雄通过不懈的努力,在杨提出理论的次年1月便验证了杨的结果,使得杨快速获得了诺贝尔奖。当然,吴健雄是否应该同时获得诺贝尔奖,仍然是一个值得讨论的话题。

杨振宁创建并主持了纽约大学石溪分校的理论物理研究所,1997年该研究所更名为杨振宁理论物理研究所。

了解越多,越觉得杨振宁厉害。他应该是最后一位在理论物理学界横冲直撞的人了吧。

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

2、有7个诺奖是因为找到杨振宁的标准理论所预测的粒子而获奖的,例如丁肇中、希格斯,通过研究标准理论获得成就,而间接获得诺奖的有几十个。杨振宁垄断了理论物理,带领徒子徒孙几乎垄断了六十年来诺奖物理奖的理论物理和粒子物理部分;另外有6个菲尔兹奖是研究杨振宁的方程而来的(3个和杨米尔斯方程相关,3个和杨巴克斯特方程相关)。

盖尔曼是一代奇才,号称“两条腿的图书馆”、“夸克之父”,他处处和费曼较劲不服气,但是盖尔曼在杨振宁面前很谦虚,他自己多次声称量子色动力学不过是将杨振宁标准模型的su(2)对称性扩展到su(3)而已。杨振宁多次生日,他都不远万里赶过来参加。

杨振宁当然是一代物理学宗师,是科学泰斗,何止是伟大?

3、1994年,美国富兰克林学会将北美地区奖额最高的科学奖(25万美元)——鲍尔奖颁发给杨振宁。

颁奖的正式文告指出,授奖给杨振宁是因为他提出了一个广义的场论,这个理论综合了有关自然界的物理规律,为我们对宇宙中基本的力提供了一种理解。

作为20世纪观念上的杰作,它解释了原子内部粒子的相互作用,他的理论很大程度上重构了近40年来的物理学和现代几何学。这个理论模型,已经排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之列,并必将对未来几代产生类似的影响。

富兰克林学会排名,杨振宁在前四名。前三位都去世了,在世的杨振宁是第一,没有争议吧?

4、一些题外话,杨振宁是世界多个国家科学院院士,美中俄三个超级大国科学院院士,韩国科学院名誉院长;杨振宁获得的荣誉奖章奖项数不胜数,科学界重要奖项全部囊括。

可以确定的说,华夏子孙自炎黄算起只有杨振宁一个人长期占据科技巅峰,引领文明的发展。他当然是炎黄子孙中科学界最伟大、最出色、最杰出的那个。

不完全统计,杨振宁接受过院士头衔的单位有:中国科学院、美国国家科学院、英国皇家学会、俄罗斯科学院、台湾中央研究院、教廷宗座科学院(罗马教皇学院)、巴西科学院、委内瑞拉科学院和西班牙皇家科学院等等。

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

5、“在世最伟大的理论物理学家,没有之一。”

6、事实上,学术界习惯于把他排在历史前十甚至前五。

7、杨振宁对物理学的贡献在历史上可以排进前十。Yang-Mills场是基础理论的基石之一。过上十万年,百万年,千万年,只要人类文明还存在,他的名字就会被印在课本上,这造福了全人类的伟大工作,真正值得万世瞻仰。

8、历史级别的伟大。什么叫历史级别?历史级别就是:可以跟牛顿、爱因斯坦相比。

9、杨振宁的成就是华人在物理领域最高了。

10、杨振宁真的太伟大了。他在统计力学、凝聚态物理、粒子物理、场论等物理学4个领域的13项世界级贡献。

11、至少目前在美国人心中是这样,一些美国人甚至认为他是在世的爱因斯坦。

按照美国物理学界的权威评价,杨振宁是继爱因斯坦和费米之后,第三位物理学全才。

12、确实很伟大,目前在世的物理学家里就数他最伟大。

物理学家按照贡献排名,第一梯队是牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦和杨振宁。

13、一位搞理论物理的朋友说,杨振宁有12项诺贝尔奖级别的贡献,当世理论物理贡献第一,有史以来前五。

14、一句话概括:你能认识到的杨振宁的伟大程度= Exp(你的学识程度)。

早在五十年代,杨振宁在美国物理学界就差不多是最高薪酬者,年薪五十万美金,他被称为战后最伟大的天才,战后著名天才有盖尔曼、费曼、图灵、冯·洛伊曼、哥德尔,但是被认为最伟大的天才还是杨振宁。

五十年来所有的粒子物理学家的诺奖,大半功劳来自杨振宁,比如希格斯粒子,是希格斯使用杨振宁的标准理论做的预测,希格斯粒子是宝石但藏宝图是杨振宁提供的,杨振宁徒子徒孙诺奖几十个,标准理论描述了62种基本粒子,也解释了四种基本力,已经是一统天下的物理教皇了,地位超爱因斯坦。

评价有争议,但也是在超级大牛和顶级大牛的争议,而不是牛不牛的争议。

二、科学上的贡献

杨振宁十三项 “诺奖级别” 的成果:

➤ 统计力学

1.1952 Phase Transition(相变理论)。论文序号:52a,52b, 52c。

2.1957 Bosons(玻色子多体问题)。 论文序号:57h, 57i,57q。

3.1967 Yang-Baxter Equation(杨-Baxter方程)。论文序号:67e。

4.1969 Finite Temperature(1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解)。论文序号: 69a。

➤ 凝聚态物理

5.1961 Flux Quantization(超导体磁通量子化的理论解释)。论文序号:61c。

6.1962 ODLRO(非对角长程序)。论文序号: 62j。

➤ 粒子物理

7.1956 Parity Nonconservation (弱相互作用中宇称不受恒)。论文序号:56h。

8.1957 T,C andP (时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性)。论文序号:57e。

9.1960 Neutrino Experiment(高能中微子实验的理论探讨)。论文序号: 60d。

10.1964 CP Nonconservation(CP不守恒的唯象框架)。论文序号: 64f。

➤ 场论

11.1954 Gauge Theory(杨-Mills规范场论)。论文序号: 54b, 54c。

12.1974 Integral Formalism(规范场论的积分形式)。论文序号: 74c。

13.1975 Fiber Bundle(规范场论与纤维丛理论的对应)。论文序号:75c。

以上引用自:Beauty and Physics: 13 importantcontributions of Chen Ning Yang, Int. J. Mod. Phys. A 29, No. 17, 1475001(2014)

三、对清华的贡献

现在杨振宁在清华,清华物理系建系区区三十年,在杨的远见卓识下,如今清华的物理科研水平是中国离世界顶尖大学水平最近的物理系。

当年张守晟来找杨做粒子物理,杨振宁劝其做凝聚态理论,如今张首晟因理论预言拓扑绝缘体并被实验证实,开创了一个崭新的巨大的领域,并成为了诺贝尔奖的热门获选人。而当时杨振宁不看好的粒子物理,这几十年来,除了实验缓慢地不断验证几十年前的理论以外少有进展。杨振宁当年的眼光不可谓不毒辣。

在清华物理基地科学班的教学模式,清华IAS的建立,以及凝聚态和冷原子领域方面,我国的物理学研究的积累很大程度上和老杨有关系,尤其是08年前后那些个论文,很大程度上对于我国理论物理的研究团队培养做出了贡献。

90年代清华物理系甚至请不到一些一流的研究者来组建团队,甚至某些课还要请外校的人来上,杨振宁以个人影响力把清华物理系的基础给打了起来,以私人社交圈招了不少大牛研究者。而这个影响是全中国业界都受益的,那代人或多或少都受了杨振宁物理学界私人社交圈的影响。

四、对中国的贡献

杨振宁早在文革期间就回国讲学,成为中美关系解冻后的第一位来华访学的知名华裔科学家,为中美人民的相互了解做出了巨大贡献。

浩劫结束后,中国百废待兴,杨振宁多次回国讲学,为被浩劫阻碍的中国物理学界带来了前沿知识。他在八十年代推动南开大学建立理论物理研究室,促成了亿利达青少年发明奖的设立。

到了九十年代末,杨振宁促成了清华大学高等研究中心的建立,吸引大量优秀科学家回国服务,其中包括首位亚裔图灵奖获得者姚期智。

这些年,杨振宁为中国科学发展做出了数不清的贡献,把中国在部分领域拉到了世界一流水平,同时还推荐了上千名优秀学生赴国外深造。

另外还有几点要加以说明:

➤ 1.关于他回国是为了钱:

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

「物理学家」与霍金相比,杨振宁的贡献!

 

➤ 2.关于爱国:

很多人都知道,当年钱学森被美国军事部门拦阻拘押,历经艰险回国的事,却不知道1971年春中美关系解冻后不久,杨振宁马上就决定回国看一看,是美籍知名学者中访问新中国的第一人,而且,他也曾经遭到美国官方的阻拦,但被他顶了回去!

即便身处美国时,杨振宁也会在美国到处演讲,介绍新中国的情形,许多美国人恰恰是受他影响,开始愿意同中国亲近;一些美籍华人学者纷纷回国探访。

以下是他的一部分工作:

1978年3月,在杨振宁等人的倡导下,中科大创建首期少年班。

1980年,杨振宁在纽约州立大学石溪分校发起成立“与中国学术交流委员会”,资助中国学者去该校进修。

1983年12月28日,杨振宁向邓小平建议:“国外认为,搞软件15—18岁较有利。”由此,科大少年班设立了计算机软件专业。

1984—1986年,杨振宁倡议的“亿利达青少年发明奖”、“吴健雄物理奖”和“陈省身数学奖”相继成立。

1997年,在杨振宁建议下,清华大学决定根据普林斯顿高等研究院的经验,成立清华大学高等研究中心。杨振宁把在清华的工资都捐了出来,用于引进人才和培养学生。

2003年底,杨振宁回北京定居。清华大学盖了三幢“大师邸”,一幢给杨振宁,一幢给姚期志,一幢给林家翘,姚和林都是杨振宁劝回来的。

杨振宁以物理学第一人的身份,用“面子”为中国请回多少人才?为中国科学家打开了怎样的视野?与世界科技前沿拉近了多少距离?

他如今尽管已经90多岁,却依然会给本科生上课,用自己丰富的人生阅历启发指引着这些中国科学界的未来人才。

所以,杨振宁不仅科学成绩令世界瞩目,他给我们国家带来的贡献也同样是巨大的。

五、关于国籍

杨振宁回国二十多年了,姚期智到清华建设交叉信息研究院也十余年了。可以说两位晚年的事业就在中国,就在清华。国籍转回来可谓名正言顺。

两位都是世界顶级的科学家,都是全人类的骄傲。就算抛开学术成果不谈,两人在清华的十余年,在学生培养、学科建设、海外联系等等诸多方面贡献极大,更是吸引了一批高水平的年轻教授一同回国。

学科之外,终身教职的制度改革,清华高等研究院的建设都来自杨振宁的提议;而姚期智在本科生培养上亲力亲为。两人归国可以说是全球华人学术精英回流中国和中国高等教育崛起的一个标志。

然而这件事最长远的意义应该是在为了此事通过的《中国科学院外籍院士转为中国科学院院士暂行办法》。长久以来加入/恢复中国国籍一直是一件十分困难的事情。这一办法通过标志着吸引学术精英回国的规格进一步提高,也是国籍政策松口的一个开端。政治上意味着什么现在评论为时尚早,但基本上能肯定会是中国学术发展和国家复兴的一个历史性标志。

十三项世界级研究成果

➤ 一、相变理论

统计力学是杨振宁的主要研究方向之一。他在统计力学方面的特色是对扎根于物理现实的普遍模型的严格求解与分析,从而漂亮地抓住问题的本质和精髓。

1952年杨振宁发表了3篇有关相变的重要论文。第一篇是他在前一年独立完成的关于2维Ising模型的自发磁化强度的论文,得到了1/8这一临界指数。这是杨振宁做过的最冗长的计算。Ising模型是统计力学里最基本又极重要的模型,直到1960s才被理论物理界广泛认识,看到了杨的尾灯。

1952年,杨振宁发表了两篇关于相变理论的论文,引起爱因斯坦的兴趣。论文通过解析延拓的方法研究了巨配分函数的解析性质,发现它的根的分布决定了状态方程和相变性质,消除了人们对于同一相互作用下可存在不同热力学相的疑惑。第二篇论文中的单位圆定理指出吸引相互作用的格气模型的巨配分函数的零点位于某个复平面上的单位圆上,这个理论精品至今翻出来放到统计力学和场论中仍然可以优雅到令人高潮。

➤ 二、玻色子多体问题

起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右发表了一系列关于稀薄玻色子多体系统的论文。首先,他和黄克孙、Luttinger合作发表两篇论文,将赝势法用到该领域。在写好关于弱相互作用中宇称是否守恒的论文之后,等待实验结果的那段时间,杨振宁双碰撞方法首先得到了正确的基态能量修正,然后又用赝势法得到同样的结果。得到的能量修正中最令人惊讶的是著名的平方根修正项,但当时无法得到实验验证。但是时间会给你答案,就象现在的分子生物学去证实达尔文,最近的引力波去印证爱因斯坦。随着冷原子物理学的发展杨振宁的判断也得到了实验证实。

➤ 三、杨—Baxter方程

1960年代,寻找具有非对角长程序的模型的尝试将杨振宁引导到量子统计模型的严格解。1967,杨振宁发现1维δ函数排斥势中的费米子量子多体问题可以转化为一个矩阵方程,后被称为杨—Baxter方程。

1967年,杨振宁还写了一篇文章进一步探讨了此问题的S矩阵。后来人们发现杨—Baxter方程在数学和物理中都是极重要的方程,与扭

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