并且开创了一个新时代

作者:科技

  如果简单统计一下,杨振宁在四个领域凝聚态物理学、统计力学、场论、粒子物理这四个细分领域有重大的科学家贡献,其中具有开创性的科学成果加起来差不多能有10多个。

  其实能够同时在多个领域都能取得巨大成就的科学家并不多,历史上那些获得巨大成就的科学家都是在某个细分领域登峰造极。

  杨振宁最被大家熟悉的理论其实是宇称不守恒,他因为宇称不守恒与李政道在1957年获得了诺贝尔物理学奖。

  当然,很多网上的谣言提到杨振宁和李政道的事情,都会各种抹黑杨振宁,其实双方对于谁先相处宇称不守恒是各执一词的,但都有一点是明确,那就是他们都承认这是他们一起做出来的成果。

  而且大多数人不了解的是,宇称不守恒是李政道研究生涯中最重大的成果,在这之前和在这之后,李政道都没有能够拿得出具有开创性科学成果。而杨振宁则截然相反,对于杨振宁来说,宇称不守恒即使往最好的说,也就只能勉强挤到第三。他的杨米尔斯理论和杨巴斯特方程其实都是要比宇称不守衡更重要的科学成就。

  说白了,如果杨振宁没有宇称不守恒,他依然是目前世界上最顶级的物理学家,历史地位不会受到丝毫影响,而且他依然会凭借杨米尔斯理论或者杨巴斯特方程获奖(至于为什么,我们下文会说到);但如果李政道没有了宇称不守衡,那他可能只能算是一个三流的科学家。

  由于篇幅关系,我们就仅谈谈杨米尔斯理论和宇称不守恒。杨米尔斯理论是杨振宁和米尔斯一起做出来的科学成果。

  但后来杨米尔斯理论在近70年的理论物理学的发展中起到了至关重要的作用。要了解这个问题,我们要先从自然界的四种作用力说起。在宇宙中存在这四种基本作用,引力,强力,弱力和电磁力。

  这四种力可以理解万物的胶水,把物质粒子黏在一起构成物质。其中,强力和弱力确保了原子核可以被构成,弱力和电磁力确保了原子结构。而引力则是把物质巨大一起的力,这也是我们最熟悉的力。

  上世纪中期科学家就一直在试图找到描述想办法描述强力和弱力,并且还试图统一这四种作用力。而杨振宁的杨米尔斯理论就可以用来描述强力,有5位科学家利用杨米尔斯理论描述强力而获得了诺贝尔物理学奖。(之所以没有颁给杨振宁是和杨振宁已经获得过诺贝尔物理学奖有关,历史上能同时获同一个奖项的只有约翰巴丁一个人,成就绝大的爱因斯坦都没有做到。)

  杨米尔斯理论虽然能够描述强力,但是弱力迟迟没有得到解决。正是杨振宁和李政道提出的宇称不守恒以及吴健雄等人的实验证实。给科学家研究弱力打开了突破口,他们同时是基于杨振宁的杨米尔斯理论,提出了弱电统一理论。

  于是,理论物理学家成功完成了强力,弱力,电磁力的统一,而引力一直未能纳入到这个理论。而基于这些理论,科学家建立了粒子物理学标准模型。

  这是继牛顿力学,麦克斯韦方程,爱因斯坦相对论和量子力学之后,又一次重大的突破,并且在这条理论当中实现了狭义相对论和量子力学的结合。

  可以说,杨振宁和米尔斯的杨米尔斯理论在整个粒子物理学标准模型的建立过程中起到了极其重要的作用,是骨架理论。这也是为什么杨振宁在理论物理学界能有如此崇高地位的原因之一。

  如果非要给理论物理学家们排个榜单,那么在第一梯队当中会有牛顿,麦克斯韦,爱因斯坦。因为这三位凭借一人之力就完成了一个伟大的理论,并且开创了一个新时代。

  仅次于第二梯队的科学家有各个细分领域的开创者,比如:热力学的大神玻尔兹曼,实验物理学的鼻祖伽利略,还有量子力学的一群奠基人等等

  同样地,为粒子物理标准模型的建立立下汗马功劳的人也在第二梯队,他们当中就包括杨振宁,希格斯,温伯格,盖尔曼,费曼等人。(至于第二梯队是什么样的座次,每个人都有每个人的看法。)

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