牛顿理论让卫星上了天,相对论让GPS精确定位,那杨振宁的理论有哪些实际的应用?
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基本粒子論都是錯誤的,世界由曼妙音符組成,名曰聲聞世界,還有更高的一乘虛無 真空終極世界,已經被真空漲落 量子湮滅衍生所證明。
科學家還在山下摸爬滾打,佛祖道祖早已在峰巔等候多時了!
楊的理論一無是處。
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这个问题相当鸡贼,后脑勺给老杨一棍,试图让他吃哑巴亏。我试着给出自己的想法,同学们自己思考一下。
老杨的理论是什么地位
我们先把科学理论发展历史这个概念理一理。
物理学从伽利略牛顿开始,演化出各类应用技术,诸如机械、化工等,最后麦克斯韦把电学和磁学一举拿下,所有理论归于一统。这就是“经典物理学”。
后来人算不如天算,爱因斯坦一众人借着“两朵乌云”把经典物理大厦强拆了,随后出现了两条岔路:量子力学和相对论,这就是“现代物理学”的起点。
物理学开始流传一个传说,只要统一了“四大基本力”,就能重建物理学大厦。四大基本力,简单来说就是:电磁力、弱力、强力、引力,据说这四个家伙包含了宇宙间一切作用关系。
狄拉克,把狭义相对论引入量子力学,将薛定谔方程进化成狄拉克方程,创立量子场论,把电磁力和带电粒子之间的关系全整明白了,顺手预言了反物质的存在。
老杨在这个时间点登场了,左手先来一个“杨-米尔斯理论”,右手再来“宇称不守恒”的慢动作,唱出一首惊才艳绝的“规范场论”,一举解决电磁力和弱力统一,史称“电弱统一”。按照老杨的思路,大家整出了“标准粒子模型”,把粒子产生的机制,粒子之间的强力、弱力、电磁力这三种作用关系都弄明白了,这基本就可以解答“物质是什么”这个近似于哲学的概念了。现代物理基本就走到了顶点。
老杨因此一举封神,成为科学史上,继一牛二爱三麦之后,坐五望四的存在。
什么是高科技
举个我们国家的例子说明问题,都说航空发动机是工业皇冠上的明珠,那到底“明珠”在哪?那代表一个国家最高的科技实力。
虽然发动机结构设计复杂,制造难度刁钻,但这种难度无法与材料相比。很多同学就不信邪了,为啥材料这么难?这还不是人类科技太落后,什么都要靠试验,只能通过一次一次试验,才能找到最优方案。
类似的,F16的发动机图纸,早早就有了;中科院可以扫描出最先进芯片上所有的设计细节;如此等等。唯独材料,死死卡在瓶颈上!我国比美国落后,最大大部分的原因,就在于所谓的核心技术,归根结底,就是材料!
学术点说,就是我们搞不懂让不同的原子按照特定的规律排列。
新材料技术和量子力学
说到这里,有悟性的同学应该已经知道知识点了。以老杨理论为基础开发的标准粒子模型,就是人类解决材料问题的终极钥匙啊!你如果基本粒子特性都搞掂了,什么材料不是手到擒来?
人类文明步入新世纪以来的进步,都是由量子力学引领出来的新材料的革命。典型的就是半导体引发的电子计算机、通讯技术革命,这还只是我们把电子玩了个半熟的情况下取得的成就。如果能再前进一步,把“标准粒子模型”给吃透,人类可以玩转多几种基本粒子,那科技不得起飞了吗?
结语
不要用民科的思维以及非黑即白的思路,去理解老杨。
珍惜老杨吧,活着物理界第一人,当之无愧。
我是猫先生,感谢阅读。
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牛顿的经典力学
我们在中学学习的经典力学非常熟悉的牛顿三定律是300多年前牛顿一己之力创造的用以描述宏观物体运动规律的总结,牛顿写了一本书叫做《自然哲学与数学原理》就是牛顿力学的由来;
现如今,我们大多数生活工作使用到的力学还是牛顿力学,只有在高速运动和微观粒子运动领域情况下,牛顿力学才不适用,可以说牛顿力学造就了我们现在基础的力学大厦,在导弹发射轨迹运算,卫星轨道计算,逃离速度都是用的牛顿力学的成果精确得出。
广义相对论和狭义相对论让GPS定位更加准确,误差更小。
虽然说相对论对于卫星的修正误差不大,但是为了更加精确的军用级别分辨率,那么相对论是一定要考虑的;
1、卫星高速运动,卫星上的原子钟时间会慢于地球表面的原子钟;(狭义相对论)
2、卫星在太空,距离地球远,受到的引力比地面的小,卫星上的原子钟时间会快与地面上的原子钟;(广义相对论)
综合起来大约每天有38纳秒的误差,如果不考虑相对论,那么误差会慢慢变大,导致GPS实际效果达不到要求。
杨政宁宇称不守恒和杨米尔斯场
宇称不守恒
要解释宇称不守恒我们先看看守恒对称在物理学有多重要;
能量守恒对应时间平移不变性,动量守恒对应空间平移不变性(空间平移不变就是说物理定律在北京和在上海都一样,在不同的空间物理定律相同),角动量守恒对应于旋转不变性。有了这种概念以后,能量、动量、角动量守恒定律不过是一种对称性的体现;
宇称是用来描述粒子在空间反演下变换性质的相乘性量子数,引记为P。它只有两个值+1和-1,在强力,引力,电磁力中得到证实。(目前四种基本力强力、弱力、电磁力、引力;强力描述原子核内的作用,弱力描述原子衰变作用)
1956年李政道、杨振宁在研究这个问题时,仔细地分析了关于宇称守恒的各种实验资料,发现至少在弱相互作用领域,宇称守恒定律从未得到过实验的验证,而只不过是一个理论上的推论而已,而后李杨两人提出在弱相互作用中宇称不守恒!(最后被中国物理学家吴健雄证实)。
杨米尔斯场:
它所建立的弱相互作用和电磁相互作用的统一理论,已经为实验所证实,特别是这理论所预言的传播弱相互作用的中间玻色子,已经在实验中发现(人们现在希望能完成万有统一理论,现在就差引力还无法统一)。
通过杨米尔斯场得到的启发,盖尔曼提出夸克概念并得到认可,并且通过夸克理论确定了62种基本粒子模型;这些模型就把我们世间所有物质的组成基本粒子给总结出来了。
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杨振宁是爱因斯坦之后最杰出的几位物理学家之一,也是当今最伟大的物理学家。1994年杨振宁因杨-米尔斯理论获鲍尔奖时,授奖词中称赞他的工作排在了牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的工作之列。
牛顿的理论早就投入到生产应用,第一次工业革命的最主要技术来源就是牛顿力学。第二次产业革命的诞生与完整的经典电磁理论的建立有着密切的关系。爱因斯坦的相对论也早已投入到技术领域,科学家们根据相对论的计算设计制造出大型加速器,根据相对论的计算为导航卫星进行时间修正,质能方程为人类提供了核能。这些建立在伟大科学理论基础上的技术应用极大地改变了人类的生活。
若是问杨振宁的理论促使了哪些技术的出现并改变了人类的生活?目前看他的最杰出的一些成就还没有投入到技术应用领域,但这并不妨碍杨振宁是伟大的科学家。并且,伟大的理论往往都有这样的特点,那就是在理论刚问世时,并不能看到未来会有什么样的应用。一个非常有名的例子是法拉第根据电磁感应现象发明了发电机,在法拉第展示发电机时,有贵妇问他发明的那玩意能有什么用?法拉第反问:“夫人,刚生下的婴儿能有什么用?”
杨振宁的最重要成就是在粒子物理与场论领域中,弱相互作用下宇称不守恒让他拿到了诺贝尔奖,规范场理论孕育出弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用的统一,大显神威的粒子物理的标准模型就是在杨振宁的理论框架下完成的。
把几种相互作用统一到一起能有什么用?找到各种粒子相互作用以及转化的规律会诞生怎样的技术应用?不论哪位科学家都不可能给出明确的回答,因为这样的问题太超前了,人类目前尚无能为力,就像牛顿在给出他的理论时不会想到今天会有成百上千颗卫星在太空为人类服务。
杨振宁的理论创造出哪些技术应用?这个问题穿越了时空,应该由几百年后的人们去回答。
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牛顿和爱因斯坦还有杨振宁都是理论物理学家,但牛顿的理论从提出到第一次工业革命大规模应用中间隔了几十年,而且直到今天我们都还在应用牛顿的理论,而爱因斯坦相对论从提出到小规模应用也用了几十年,并且今天的我们只能小规模的应用相对论中的质能方程和时间膨胀公式,因此现代科学还是在吃爱因斯坦理论的老本。
杨振宁最大的贡献就是“杨-米尔斯理论”,该理论为后来统一三大基本作用力的粒子物理学标准模型做出了不可磨灭的贡献,但是毫不夸张的说不管是杨振宁的理论还是后来的粒子物理学标准模型,诞生几十年来都没有为人类生活做出任何贡献,并且在未来几十年内也不可能为人类生活水平的提高做出任何贡献。
然而我们评价一个科学理论的好坏仅仅是看它现在有没有用吗?
显然不是!
当年法拉第提出电磁感应定律后就有人问这个理论有什么用,法拉第回答“刚出生的婴儿有什么用?”后来的故事我们都知道了,19世纪到现在的所有电器背后都是发电机,发电机背后就是电磁感应。
我们必须要认清一个事实,那就是现代科技是建立在一个世纪前的相对论和量子力学上的,物理学已经近70年没有过重大突破了,啃相对论和量子力学的老本就是现代高科技的真相,哪个国家啃的好哪个国家科技水平就高。
杨振宁和现代绝大部分理论物理学家们所研究的东西到22世纪都不一定能应用到现实生活中来,但这正是理论物理的迷人之处:她永远走在时代的前面等待着未来人类。
杨振宁的理论虽然现在没有任何实际应用,但几百年过后的未来人类将杨振宁的理论应用之后一定会反复想起他爱戴他崇拜他,就像今天的我们依旧尊敬并且崇拜去世64年的爱因斯坦一样。
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