杨振宁最伟大的成就是什么?
杨振宁最伟大的成就是什么?
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是怎么能长寿?。不会说的。
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杨振宁是和牛顿、爱因斯坦并列的物理学家。
尔曹身与名俱灭,不废江河万古流。诺贝尔奖根本不足以表示他的贡献,他的成就是像牛顿、爱因斯坦一样,足以被后人铭记几千年,远远超过诺贝尔。
牛顿万有引力定律,可以解释大到月球小到尘埃的运动规律。可是万有引力对高速、微观运动不适用。所以要用到相对论和量子力学,这是爱因斯坦的贡献。
爱因斯坦晚年致力于统一力学,可是没有成功。而杨振宁的量子场论,统一了强作用电磁相互作用弱作用三种力,解释了宇宙中最本质的力的规律,完成了爱因斯坦没有实现的目标。自杨振宁之后,所有的物理学家都是在研究杨振宁的论文,在杨的基础上做出的贡献。
所以,杨振宁是和牛顿、爱因斯坦并列的物理学家。
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最伟大的当然是宇称不守恒和规范场论了。
杨振宁的研究范围在统计力学,量子场论,凝聚态等等,其杨米尔斯规范场(即标准模型)是最伟大的成就。其综合了弱相互作用,强相互作用,电磁相互作用,和组成宇宙的62种基本粒子的性质和运动作出了描述。统治了20世纪后半期的理论物理,在希格斯玻色子补空拼图,统一场论极大完成,由于标准模型太过完美,还造成了21世纪高能物理的真空期。
据丁肇中讲,标准模型和量子力学,相对论是并列的20世纪,现代物理学三大成就。
邓稼先讲,杨米尔斯场论的意义是和牛顿的万有引力相媲美的。
首先宇称不守恒是粒子物理的经典的思想破除,就是消灭柏拉图以来对对称的完美性想象。扫除了思想工作。
非交换规范场论,弱电统一的基础理论之一。
非对角长程序,凝聚态的核心理论之一,也是凝聚态少数几个非牛顿万有引力式的的唯象理论,确定的定律。
费米子系统的Bethe ansatz严格解和Yang-Baxter方程(引起数学领域对辫子群和纽结理论的广泛研究)
磁单极子的量子化和规范理论中的拓扑结构(拓扑场论的开创性工作,微分拓扑被引入物理学)
Lee-Yang单圆定理(相变现象的基础理论)
2D Ising model的自发磁化和临界指数(临界现象和普适类的开创性工作)
玻色气体的Lee-Huang-Yang修正(富有远见的理论,50年后方被冷原子实验证实)
特别是标准模型,规范场论,是追求更深奥高能的的物理层次不可缺失的铺桥搭路。物理学摆脱不了杨振宁的影响。
牛顿力学和微积分奠定了经典物理。开启了物理与数学的深层联系。
爱因斯坦与黎曼几何开启了现代物理学的另一大支柱,打破了绝对时空和欧几里得几何规则。
麦克斯韦统一电磁学,证明了电和磁的相互转换。
杨米尔斯场论统一了量子场论,与纤维丛理论,也有牛顿和爱因斯坦对现代物理和数学重构的关系
物理学界有三档,第一档牛顿,爱因斯坦,麦克斯韦。
第二档有波尔,泡利,朗道,薛定谔,海森堡,狄拉克等人,无论如何杨振宁都是第二档最耀眼的存在,与量子力学第一人狄拉克不相上下。
第三档就是诺贝尔奖获得者,独立各自物理学的分支节点,的基础工作。
杨振宁是物理史至少第六第七,极有可能进前五,不会出前十的物理大神。黄种人包括整个亚洲历史最强,华人第一,也可能算是华人在整个物理史榜能一提出的存在。
如果你非要把霍金,居里夫人,特斯拉要加进去我就呵呵了。
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杨振宁的物理学研究领域广泛,他在统计力学、粒子物理学理论和量子场理论等方面都取得了杰出成就,特别是他和李政道合作期间成果丰硕。
在统计物理方面,他与李政道合作关于相变的一系列研究已经成为经典文献;他本人在1967年首先发现的Yang-Baxter方程为可积模型的研究开辟了全新的方向,对物理和数学都有广泛的影响;他还提出了非对角长程序的概念。
1954年,杨振宁与罗伯特·米尔斯一道提出了杨-米尔斯理论,即非阿贝尔规范理论,杨-米尔斯理论对基础物理学产生了深远的影响,是粒子物理学的标准模型的基础;1970年代他与吴大峻合作研究规范理论的整体性质,亦即规范理论与数学上纤维丛的密切联系,杨-米尔斯理论的数学性质也是近三十多年来数学研究的重要课题。
1956年杨振宁和李政道合作,深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜——即后来所谓的K介子有两种不同的衰变方式。杨振宁和李政道通过分析认识到,很可能在弱相互作用中宇称不守恒。他们仔细检查了过去的所有实验,确认这些实验并未证明弱相互作用中宇称守恒。在此基础上他们进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称不守恒的实验途径。次年,这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实。因此,杨振宁和李政道的工作迅速得到了学术界的承认,并获得1957年诺贝尔物理奖。
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杨振宁,是清华大学高等研究院创始人,是南开大学理论物理研究室创始人,为中国培养了多个中科院院士和其他顶尖人才,创建了4个赫赫有名的高等学术科研中心。杨振宁不仅对中国和世界贡献很大,在科学史上的地位也很重要。到清华做全职教授之前,美国马里兰大学给杨振宁几十万美金年薪,想把杨振宁留在美国,杨振宁当时已经接到了清华的邀请,年薪是100万人民币,不及美国的三分之一。杨振宁拒绝了美国的高薪,毅然到清华来。杨振宁把所有的年薪都捐献给清华,包括一套价值120万美金的大房子,陆陆续续向清华捐献600万美金以上,在清华工作做全职教授20多年,报酬分文不取。
杨振宁本人是很谦虚的,从来没有说他自己多牛。说杨振宁在科学史上的地位很高,是因为杨振宁有13项诺贝尔奖级别的研究,特别是和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论,是现代规范场论的基础。现代规范场是基础理论物理学的集大成。已经有50多个诺贝尔奖获得者的得奖与杨振宁的非阿贝尔规范场理论有关。
很多人以为他在物理学上的贡献就是宇称不守恒。其实,杨振宁对物理学的贡献远不只是这一个方面,他在统计物理中同样有很高的地位,而更高的成就是规范场理论。
电磁学的基础是麦克斯韦方程式。那组方程式有一个性质叫做规范不变性,所以最早关于规范场的理论就是电磁学。电磁学加上量子力学就成为量子电动力学,这个理论是最成功的一个物理理论之一。后来实验上发现同位旋是一个守恒量子数,性质和电磁场中电荷守恒有些类似。杨先生由此就问为什么不可以把同位旋守恒的性质也变成一个规范场的理论呢?他告诉我,他在做学生的时候就在考虑这个问题。1954年他把这个问题解决了,提出了现在所谓的非阿贝尔的规范场理论。
近几十年来,理论物理中一个很重要的探索就是寻找一个完整的弱作用理论,可是一直没有成功。到了60年代,物理学家格拉肖、温伯格、萨拉姆引用了杨先生1954年写的这篇文章中的数学结构,即非阿贝尔的规范场理论的数学结构,来构造一个完整的弱相互作用的理论。1954年,杨先生和米尔斯写出文章时,杨-米尔斯规范场还不被承认为物理,而只是一个可能对物理有用的数学结构。但到1972年,这个非常简单而又非常漂亮的数学结构被正式承认是物理的一个基本结构了,是完整的弱相互作用理论的基础。
从物理基本规律看,相互作用可以分为四类:一类是电磁作用,根基是麦克斯韦方程组;另一种是万有引力,比如太阳和地球之间的吸引力,万有引力理论,现在当然公认爱因斯坦的理论最成功;而弱作用理论的基本数学结构是由杨先生和米尔斯所提出的,所以从长期的物理发展的观点来看是非常重要的一个贡献;还有一种相互作用是强作用。大约10年前,由于弱作用理论获得成功的刺激,有人提出了强作用也是一种杨振宁-米尔斯规范场作用。虽然这还是一个没有最后证实的理论,但在现存的理论中,是成功可能性最大的一个理论。
这样看来,电磁作用、万有引力作用、弱作用和强作用,这四种基本的相互作用中就有两种是基于杨振宁-米尔斯非阿贝尔规范场的数学结构。从这一点大家就可以了解到杨先生的这一个贡献是何等了不起。由于这一个贡献,再加上其他种种成就,杨先生现在在世界物理学界的地位是非常崇高的,我们常常可以听到一些物理学家的名字,像麦克斯韦、爱因斯坦,量子力学初建时的海森堡、薛定谔以及狄拉克。现在再要往下排的话,杨振宁的名字就要算在里面了。
一般认为,杨振宁是古往今来科学家中排名第10位(“怀疑探索者”将杨振宁排在历史第15位左右)。
丁肇中先生,在杨振宁70岁生日宴会上曾这样说:提到20世纪的物理学的里程碑,我们首先想到三件事,一是相对论(爱因斯坦),二是量子力学(狄拉克),三是规范场(杨振宁)。
在国内,也见到科学史专家的论文持类似观点:
“在人类科学发展史上,20世纪堪称物理学世纪,物理学家繁若群星。如果说20世纪上半叶爱因斯坦是物理学的旗手,那么下半叶当推杨振宁。正像相对论于爱因斯坦一样,规范场是杨振宁在物理学领域的最高成就。”(高策:《杨振宁与规范场》,载《科学与中国人》1995年第3期)
所以,有学者评价说,清华请回来的杨振宁先生,绝对不仅仅是一个普通的诺贝尔奖获得者,他的理论、思想和智慧,他的荣誉和地位,他的吸引力和影响力,都使清华多多受益。这就如同请来了一位当代爱因斯坦。
而邓稼先的夫人许鹿希在《曙光集》出版新书发布会上,这样热情洋溢的评价杨振宁:
“邓稼先对于杨振宁先生在学术上的造诣十分推崇。他多次对我和朋友们说:‘如果不是诺贝尔奖规定每人只能在同一个领域获得一次的话,杨振宁应当再获得一次诺贝尔奖。你知道不,杨-Mills场,就是规范场,他在这方面造诣非常高。它比起宇称不守恒来,对物理学的贡献还要基本,意义还要深远。它不但影响当代,其前瞻性是以世纪来论的。’”
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