杨振宁成就有1957年获得了诺贝尔物理学奖、1980年获拉姆福德奖、1986年获美国国家科学奖章、1993年获本杰明·富兰克林奖章、1994年获鲍尔奖、1996年获玻戈留玻夫奖、1999年获昂萨格奖、2001年获费萨尔国王国际奖、2022年被评“感动中国2021年度人物”等等。
1922年9月22日,杨振宁生于安徽合肥三河镇(今属肥西县)。4岁时,母亲开始教杨振宁认字,一年多的时间杨振宁学了3千个字。1928年,杨振宁父亲自美国归来。同年随父赴厦门大学,进小学二年级。1929年,其父应聘清华大学,举家赴平,居于美院华院西院十一号;入读教员子弟学校成志小学三年级。
1933年,小学毕业,入读城内绒线胡同天主教圣公会崇德中学,离家在校寄宿,曾因考试偷看被罚。1942年,杨振宁毕业于昆明的国立西南联合大学,本科论文导师为北京大学吴大猷教授,后考入该校研究院理科研究所物理学部(清华大学物理研究所)读研究生,师从王竹溪教授。
相变理论杨振宁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,从而抓住问题的本质和精髓。1952年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它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。
杨振宁,1957年诺贝尔物理奖获得者、美籍华人科学家。他1922年9月22日出生于中国安徽省合肥市。原籍安徽省原凤阳府。杨振宁的父亲杨克纯(字武之)是美国芝加哥大学的数学博士,回国后曾任清华大学与西南联合大学数学系主任多年。杨振宁1938年至1944年在中国西南联合大学物理系读书,先后获学士、硕士学位。杨振宁的学士论文的导师是吴大猷,硕士论文导师是王竹溪。1945年赴美求学,1948年获芝加哥大学哲学博士学位。1958年至1979年获普林斯顿大学和波兰、美国等6所院校的理学博士学位。曾先后任普林斯顿高级研究所研究员和普林斯顿大学教授。是美国科学院院士、英国皇家学会会员。1966年起任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长。1999年5月21日正式退休,石溪分校同日将理论物理研究所命名为“杨振宁理论物理研究所”,同年被该校授予一等荣誉博士学位。 杨振宁于1956年与李政道教授共同提出弱相互作用中宇称不守恒原理,因而共获1957年诺贝尔物理学奖。这一原理彻底改变了人类对对称性的认识,为人们正确认识微观粒子世界开辟了新天地。提出非阿贝尔规范场理论,大大促进了四种基本相互作用的研究。在粒子物理方面做了大量的开拓性工作。另外,杨振宁还是统计物理、凝聚态物理、量子场论、数学物理等诸多领域中重要研究方向的先驱和奠基人。 1971年以来,他多次到中国探亲、访问和讲学,同时努力帮助中国学者和留学生在美进行科研和学习,在促进中美科技交流和合作中起了重要作用。1998年6月,清华大学授予杨振宁为清华大学名誉教授,1994年6月他被选为中国科学院首批外籍院士。 夫人杜致札(已故)是杜聿明的女儿,她是杨振宁在昆明西南联合大学附属中学教书时的学生。他们于1950年结婚,生有两子一女:长子杨光诺、次子杨光宇和女儿杨又礼。 2004年12月24日,杨振宁与潮汕女子翁帆在汕头市民政局涉外婚姻登记处办理了结婚登记手续。附其传记如下:杨家原籍安徽省原凤阳府。杨振宁的曾祖父杨家驹(字越千)曾任安徽省太湖县的都司。1877年任满回原籍,途经合肥,为朋友挽留定居于此。杨振宁的父亲杨克纯(字武之)是他祖父杨邦盛(字慕唐)的长子。杨武之是美国芝加哥大学的数学博士,回国后曾任清华大学与西南联合大学数学系主任多年。 杨振宁出生在合肥县(今合肥市)县城西大街四古巷。1933—1937年在北京崇德中学上学,1937年秋进入合肥省立第六中学。1938年初他们一家到了昆明,杨振宁进入昆华中学高中二年级学习。1938—1942年就学于西南联合大学。 西南联合大学教授阵容十分强大。教杨振宁大一国文的有朱自清、闻一多、罗常培和王力等。杨振宁跟赵忠尧学习大一物理,跟吴有训学习大二电磁学,跟周培源学习大二大学。他的学士论文的导师是吴大猷。吴大猷先生给了他一篇罗森塔耳(J.E.Rorenthal)和墨菲(GM Murphy)于1936年写的关于群论和分子光谱的总结性文章。杨振宁的父亲杨武之在芝加哥大学的博士论文导师是代数专家狄克逊,杨武之让杨振宁从狄克逊写的《现代代数理论》中学习群表示理论。杨振宁发现书中仅用二十几页就将群表示理论讲得清清楚楚,极合他的口味。实际上,当他还是一个高中学生的时候,就从他父亲那里学到一些群论的基本原理,曾被放在父亲书架上的斯派塞的(有限群论)(Die Theorie der Gruppen van endlicher Ordnung, 1923)中的美丽图形强烈地吸引住。他的家庭使他很早就受群论的熏陶。他写学士论文的经历,又使他对群论与对称性在物理中的应用有了深刻的印象。 杨振宁于1942年毕业于西南联合大学,进入清华大学研究院学习2年。他的硕士论文导师是王竹溪。在杨振宁进人清华大学研究院之前,曾听了王竹溪一系列关于相变的演讲,使他了解到相变是很重要的问题。在王竹溪指导下,他完成题为“超晶格统计理论中准化学方法的推广”的统计力学文章,这篇文章与一些其他工作合起来成为他的硕士论文。在研究院这2年间,他也从马仕俊那里学习到很多场论知识。吴大猷和王竹溪引导杨振宁走的两个方向是对称原理和统计力学。杨振宁始终强调这是他一生中主要的研究方向。1944年夏,杨振宁考取了留美公费生,按照考试委员会所选定的专业,他报考了高电压专业。按照考试委员会“凡录取各生应在原机关服务留待后信”的规定,杨振宁从1944年秋到1945年夏,在西南联合大学附属中学教了一年高中数学。他一面教书一面学习和研究场论,彻底地学习了泡利所写的关于场论的总结文章。 杨振宁在昆明的7年,打下了坚实的基础,也基本上决定了他今后研究的主体方向。爱因斯坦、狄拉克、费米当时已经是他最崇敬的三位物理学家。 1945年11月下旬他到达美国,原希望师从费米,但费米已离开了哥伦比亚大学,去处不明,使他甚为失望。几经周折,最后才在张文裕教授那里打听到费米即将去芝加哥大学的消息。 1946年初,杨振宁到芝加哥大学注册成为研究生。开学不久.他向费米提出,希望在他的指导下写一篇实验论文。但费米的实验室当时在阿贡,杨振宁是外国人,不能进入阿贡实验室。后来,费米介绍杨振宁到艾里逊(S.K.Allison)的实验室去工作。当时这个实验室正在造一台40万电子伏的加速器。杨振宁和另外五六个同学花了大约20个月的时间,帮助艾里逊造成了加速器。可是,他用此加速器所做的实验却不成功。杨振宁接受了泰勒的建议,放弃实验,而把他当时已差不多写好了的一篇理论文章作为博士论文。 泰勒对群论在物理中的应用有很直观的见解。杨振宁从他那里学到不少东西,杨振宁的题为“核反应与关联测量中的角分布”的博士论文就是结合了物理见解与群论方法的一项工作。 在芝加哥期间,杨振宁一方面从事粒子物理的研究,一方面继续发展他对统计力学的兴趣。他花了很大力气读昂萨格在1944年所写的关于二维Ising模型的文章,为了理解顺磁化的机制,他还研究了布洛赫关于自旋波的文章及贝特1931年和赫尔谈1938年的文章。这一段努力,虽然没有立刻得出成果,却为他后来的工作打下基础。 费米和泰勒,特别是费米的研究风格的特点,杨振宁认为是从物理现象出发,不是自原理出发。杨振宁称这种方法为归纳法,对他有很大的影响。他说他在中国学到了推演法,在芝加哥大学学习了归纳法,先后得到了中西教育精神的好处。 杨振宁在芝加哥大学活跃的学术气氛中,接触到最有发展前途的一些研究方向。那时正值粒子物理开始新的蓬勃发展。他与同辈的工作者和这门学科一同成长。在为他60岁生日的一篇演讲《读书教学四十年》中;他说:“(我们)很幸运。” 1949年春,杨振宁申请到普林斯顿高等学术研究所去做博士后研究,因泡利和朝永振一郎要到那里,那里还有一批在重整化领域中很活跃的年轻的理论工作者。当这个所的所长奥本海默接受了杨振宁的申请之后,费米劝告他在那里不要超过一年,因为那里的物理太抽象了。实际上,费米、艾里逊和泰勒已得到芝加哥大学的同意,在1950年再将杨振宁聘请回来。 1950年春,奥本海默给杨振宁在高等学术研究所继续工作5年的机会,当时杨振宁有几种选择,但最重要的是要决定是否回芝加哥大学,他完全记得费米的告诫:不要在这个研究所待太久。可是他的女朋友杜致礼那时正在纽约读书,离普林斯顿只有一小时的火车路程。所以,他最后决定留在普林斯顿。杜致札是杜聿明将军的女儿,是杨振宁在昆明西南联合大学附属中学教书时的学生。他们于1950年8月26日结婚,生有两个儿子和一个女儿。长子杨光诺生于1951年,次子杨光宇生于1958年,女儿杨又礼生于1961年。 1952年12月中旬,杨振宁收到布鲁克海文国家实验室Cosmotron加速器的部主任柯林斯(G.B.Collins)的信,邀请他访问布鲁克海文一年。Cosmotron是当时世界上最大的(3吉电子伏)质子加速器,可以产生 介子和奇异粒子,许多实验组都在那里工作,做出许多有趣的结果,为此杨振宁决定接受这一邀请,于1953—1954年在布鲁克海文实验室工作了一年。1954年回到普林斯顿,1955年晋升为教授。 杨振宁在普林斯顿,自1949到1966年前后17年,他自己说这是他一生中研究工作做得最好的时期。1965年春,奥本海默告诉杨振宁.他准备从普林斯顿高等学术研究所所长的职位上退休,他想向董事会推荐杨振宁做他的继任人。杨振宁告诉奥本海默,自己不想成为这个所的所长。奥本海默让杨振宁想一想再决定,经过考虑,杨振宁在一封给奥本海默的信中说:“我不能肯定我会成为一个好所长,但我肯定不欣赏一个所长的生活。”尽管如此,命运给杨振宁作了一个新的安排。在1964—1965年间,纽约州政府在纽约州内的大学中设置了五个爱因斯坦讲座教授的职位。纽约州立大学石溪分校的校长托尔(J.S.Toll)和物理系主任邦德(T.A.Pond)与杨振宁接触,希望他接受该校的爱因斯坦讲座教授的职位。托尔和邦德并希望在石溪分校建立一个理论物理研究所,由杨振宁当所长。这是一个很小的研究所,管理起来很容易,考虑以后,杨振宁接受了石溪的邀请,于1966年到职。1991年,本文作者写信给托尔,托尔在1991年2月22日的回信中说:“杨振宁到石溪分校是该校发展中最大的一件事。”该校自杨振宁到校后,一跃而成为美国注重研究的大学之前茅。他对全校的研究空气,对物理系数学系的教师阵容,对理论物理研究所的研究方向,对学校与社会的关系,都发生了巨大的影响。”石溪分校的现任校长马伯格(J.H.Marburger)在1991年 4月1日给本文作者的回信中说:“杨教授来到石溪,是石溪在发展成为一个优秀的研究学术机构过程中的突破,使石溪成为美国一个优秀的科学中心。” 1971年夏天杨振宁访间了新中国,是知名华人学者访问新中国之第一人;为中美文化交流,为中美人民之相互了解,起了极大作用,深得毛泽东主席和周恩来总理的赞誉。 杨振宁于1983年回忆1971年的感受与感想时说:“(那时)我想我对于中国和美国都有一些认识,而且都有浓厚的感情,在这两个大国初步接近的形势下,我认识到我有一个做桥梁的责任,我应该帮助建立两国之间的了解和友谊。” 确实,杨振宁从1971年以来在这些方面做了大量工作,他于1977年出任全美华人协会首任会长,为促进中美建交(1979年)做了许多工作。1981年他在石溪分校设立了CEEC奖金,自美国和香港捐资支持中国各大学、各研究所人员到石溪做访问学者,迄今已有80余人得到此项支持,其中绝大部分已回国到原单位服务。 1983年杨振宁在香港创立中山大学高等学术研究中心基金会,自任基金会主席。8年以来基金会捐助中山大学1000多万港币,支持了中山大学近百项研究项目,并为中山大学建成一座研究大楼。 自1986年起,杨振宁接受陈省身教授邀请,在南开大学数学研究所内组织了理论物理研究室。数年来该室在国际数学物理学界已颇有声誉。 杨振宁于1957年获得诺贝尔奖,1980年获得拉姆福德(Rumford)奖,1986年获得美国国家科学奖章。他有多项荣誉学位,也是中国许多大学的名誉教授。 杨振宁的特征、个性、为人 杨振宁的工作最引人注意的特征是眼光深远,善于做一二十年以后才为别人注意的题目。1954年关于规范场的工作,在20多年以后大家才认识到它的奠基性的价值。1967年的杨一巴克斯特方程,也几乎20年以后才被大家认识。并且这两项工作都会在今后几十年内继续发生重大影响。选择做这种工作的秘诀在哪里?本文作者曾以此求教于杨振宁。他说,第一,不要整天跟着时髦的题目转,要有自己的想法。第二,要小题目大题目都做。专做大题目的人不容易成功,而且有得精神病的危险。规范场虽然是大题目,可是1967年做的杨一巴克斯特方程却是小题目。那么小题目怎么变大了呢?这就是第三,要找与现象有直接简单关系的题目,或与物理基本结构有直接简单关系的题目。杨---巴克斯特方程之发现,起源于公式(3)的问题,那是最简单的、最基本的量子多体问题。研究这种问题,容易得出有基本价值的成果,研究这种问题的方法,容易变成有基本价值的方法。 本文作者问杨振宁,在他的研究经历中有没有失败的地方?他说当然有,最重要的是他在60年代没有掌握对称性之自发破缺的重要性。“我那时不喜欢自发破缺,有一套原因,现在看起来是错的,在我的《选集》一书的第67页上有关于此点的讨论。” 杨振宁喜欢做开创性的工作,喜欢走进新领域。这种取舍是否有缺点?杨振宁说:“当然有,不过天性如此,不能勉强。” 1986年6月4日杨振宁在北京和许多研究生谈话,讲到他认为做物理研究之三要素是三个 p:Perception,Persistence,Power,即眼光、坚持与力量。(他解释,三者缺一不可,但以眼光与力量为较重要,有了此二者,坚持是自然的事。) 依据这个看法我们衡量杨振宁的工作,发现确实是三者俱备:他的眼光深远是惊人的,他的坚持能力可以从规范场的工作和1952年自发磁化强度的计算看出,他的力量则在许多工作中显示出来。1956年的宇称不守恒工作充分显示出他分析物理问题的力量;1962年关于非对角长程序的文章,则同时显示了他研究物理、研究数学的力量。 杨振宁常常向他的学生们讲直觉的重要,而且强调直觉是可以经过训练而加深的。他说一个人,无论是大学生、研究生、教授,都应当培养自己的直觉、相信自己的直觉。如果发现直觉与现象或原理或新知识冲突,那是最好的深化自己直觉的时候,这时如果能把冲突原因弄清楚,会有更上一层楼的效果。这是不容苟且的事情,马马虎虎、随随便便就相信书上的或别人的话的态度是要不得的。 古人说“文如其人”,用在杨振宁身上很恰当:认识杨振宁的人都知道他待人以诚.从不投机取巧、仗势欺人或哗众取宠。看他的文章也有同样的感受。他的文章里没有花言巧语,没有故弄玄虚,没有无的放矢,处处都是真枪实弹地打硬仗。他的文章有的写得很容易读,例如关于宇称不守恒的那一篇,可是在数学用得多的文章中他通常写得太浓缩,使读者望而生畏,例如非对角长程序一文则很不容易了解。显然他在写后一类文章时把数学推理放到第一位,而把读者的感受放到末位。杨振宁喜欢陈师道(后山诗话)中讲的“宁拙毋巧,宁朴毋华”,他说这也是他喜欢的做学问的态度。杨振宁的科学论文虽然有时嫌过于浓缩,但从不给读者仓促成稿的印象。关于这一点,最好的例子是前面提到过的二分量中微子理论。那时先后有三篇文章发表:萨拉姆的、朗道的、杨振宁与李政道的,三者的主体结果是一样的,可是杨振宁、李政道的文章旁及其他问题,考虑周详,尤其重要的是他们讨论了细致平衡,从而指出当时的中微子截面实验结果是错误的。这是其他两篇文章没有考虑到的。杨振宁写论文是很谨慎的,这也许是他在1983年出版的他的《选集》的序中引用杜甫的诗句“文章千古事,得失寸心知”的原因吧。 杨振宁喜欢帮助别人,在芝加哥大学做研究生时(19461948),就已经是有名的学生一老师。在1985年,他的同班同学斯坦伯格(J.Steinberger)回忆那时的情形,这样描述:“在我们中间最令人印象深的学生一老师是杨振宁,他来自战时困境中的中国,虽然只有24岁,可是已经熟悉了全部的近代物理。”米尔斯在一篇关于他和杨振宁1954年怎样合作的文章写道:“(我)与杨振宁在同一个办公室工作。杨振宁当时已在许多场合中表现出了他对刚开始物理学家生涯的年轻人的慷慨,他告诉我关于推广规范不变性的思想…。” 杨振宁的研究生数目不多。他在普林斯顿高等学术研究所时没有研究生,他后来到了石溪,许多人以为他会收很多研究生,可是他没有。他说他不是“帝国的建造者”(Empire Builder),而且他“没有很多好题目给研究生做”。迄今跟他做博士论文的不到 10人,其中最有名的是赵午(Alexander W.Chao),杨振宁说他很得意的一件事是1974年赵午得到博士学位前后,他硬迫,或几乎硬迫赵午改行去研究加速器理论。杨振宁回忆说:“赵午能力很强,可是我说粒子理论一行里粥少僧多,每年每人能做出有意义的结果很少。相反地,加速器原理里面有很多问题,可是年轻人都不晓得这一行,不知道其中粥多僧少。”赵午改行后极为成功,很快即闻名于世界。
杨振宁是1922年10月1日生于安徽合肥(后来他的出生日期在1975年的出国护照上误写成了1922年9月22日).他出生不满周岁,父亲杨武之考取公费留美生而出国了.4岁时,母亲开始教他认方块字,1年多的时间教了他3千个字.杨振宁在50岁时回忆说:'现在我所有认得的字加起来,估计不超过那个数目的2倍.' 1928年杨振宁6岁的时候,父亲从美国回来,一见面就问他念过书没有?他说念过了.念过什么书?念过《龙文鞭影》.叫他背,他就都背出来了.杨振宁回忆道:'父亲接着问我书上讲的是什么意思,我完全不能解释.不过,我记得他还是奖了我一支钢笔,那是我从来没有见过的东西.' 杨振宁读小学时,数学和语文成绩都很好.中学还没有毕业,就考入了西南联大,那是在1938年,他才16岁.1942年,20岁的杨振宁大学毕业,旋即进入清华大学的研究院.两年后,他以优异成绩获得了硕士学位,并考上了公费留美生,于1945年赴美进芝加哥大学,1948年获博士学位. 1949年,杨振宁进入普林斯顿高等研究院做博士后,开始同李政道合作进行粒子物理的研究工作,其间遇到许多令人迷惑的现象和不能解决的问题.他们大胆怀疑,小心求证,最终推翻了宇称守恒律,使迷惑消失,问题解决.杨振宁在1957年诺贝尔演讲中这样说道:'那时候,物理学家发现他们所处的情况就好像一个人在一间黑屋子里摸索出路一样.他知道在某个方向上,必定有一个能使他脱离困境的门.然而究竟在哪个方向呢?'原来,那个方向就是宇称守恒定律不适用于弱相互作用.' 杨振宁对物理学的贡献范围很广,包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等.除了同李政道一起发现宇称不守恒之外,杨振宁还率先与米尔斯(R.L.Mills)提出了'杨-米尔斯规范场',与巴克斯特(R.Baxter)创立了'杨-巴克斯方程'.美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是'全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一'. 杨振宁谨记父亲杨武之的遗训:'有生应记国恩隆'.他在1971年夏,是美国科学家中率先访华的.他说:'作为一名中国血统的美国科学家,我有责任帮助这两个与我休戚相关的国家建立起一座了解和友谊的桥梁.我也感觉到,在中国科技发展的道途中,我应该贡献一些力量.' 杨振宁是这样说,也是这样做的.6年来,他频繁穿梭往来于中美之间,做了许多卓有成效的学术联系工作.他写过这样两句诗:'云水风雷变幻急,物竞天存争朝夕.' 人们赞扬在理论物理前沿度过了半个世纪的诺贝尔奖得奖人杨振宁是一位坚忍不拔、具数学天才的科学家.他致力于揭示自然的对称性,而这些对称性常常是隐藏在杂乱的实验物理结果的后面. 杨振宁长时期在看来是神秘的物理学和数学的十字路口工作.在这个领域内,一组漂亮的方程式可以是灵感的源泉,甚至可以在还没有实验证据以前就洞察物理世界是怎样运转的.这是一个外行很难懂的世界,其中有充满了希腊字母的方程式的黑板,有寻求用数学去解决问题的“品味”和“风格”,有寻求用正确语言来描述物理世界的出自内心的灵感. 物理学家戴森去年在石溪为杨振宁退休所举行的学术讨论会上说:“杨振宁对数学的美妙的品味照耀着他所有的工作.它使他的不是那么重要的工作成为精致的艺术品,使他的深奥的推测成为杰作.”这使得他“对于自然神秘的结构比别人看得更深远一些”. 杨振宁已有华发,可是看起来比他的实际年龄年轻得多.他仍穿梭于纽约和远东之间.他和香港以及北京的大学有密切的联系,并且是设在南朝鲜汉城的一个理论物理中心的主席. 在关于他的生活和时代的一次广泛的谈话中,杨振宁谈到他的物理学生涯,谈到他没有能从事某些领域的研究而感到的遗憾.杨振宁也谈到他在中国童年和他长时间为沟通美国和自己的祖国在科学和文化方面的差异所作的努力.杨振宁谈到他担心中美关系的裂痕会扩大,以及由于新近对台湾出生的物理学家李文和间谍活动嫌疑的调查,将为亚洲和亚裔美国科学家带来的困难.·1971年中美关系开始解冻,杨振宁自1945年到美国来当研究生以后第一次回到中国大陆.他会见了已故的周恩来和中国的其他领导人,帮助开展了两国之间的科学合作.他担心这些合作将面临危险. 那时候,当他从国外旅行回来后,联邦调查局和中央情报局的人员常常去找他.中央情报局的官员第一次去找杨振宁时杨要让他的秘书记录他们的谈话,以免误解.杨振宁继续保持和中国的密切联系,他说:“联邦调查局和中央情报局近来没有再来找我的麻烦.” 杨振宁最关心的是科学而不是政治.他谈到自己的一些经历:一个从中国偏僻地区一个落后的城市来的年轻学生,怎么会有幸参与20世纪一个最主要的思想革命.这场革命是试图用一个统一的方法来了解自然的无穷多样性,从混沌的星球爆炸到电子环绕原子核的颤动. 1956年杨振宁第一次出名.那一年他和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒基本粒子和它们的镜象的表现是完全相同的.因为这个工作,两人获得了1957年的诺贝尔奖. 从长远来看,1954年杨振宁和已故的米尔斯的开拓性的工作却更为重要.那一年,两人都在布洛克海文国立实验室工作.他们提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构.以后证明它是以统一的方式描述作用力和基本粒子的关键.布洛克海文的一位理论物理学家马奇努说:“当它在1954年写成时,争论极大.一些人认为它和物理世界无关.”当时,杨和米尔斯没有继续发展下去.可是以后证明,这个从微分几何和纤维丛这样的抽象世界中抽提出来的数学,正是为描述像磁、电、强核力,也许还有重大相互作用中,中界作用力的粒子交换所.戴森讲道:“我要说,在杨振宁的工作中最最重要的是规范常已经证明这比他和李政道关于宇称的工作要重要得多.” 杨振宁和李政道的关系变得愈来愈紧张,两人在1962年分手.杨振宁拒绝谈论是什么原因使得他们的关系变得紧张的.他说:“这是我生命中令我非常失望的一件事情.我要说,这是一个悲剧.”他们两人已经有几十年没有讲话了. 杨振宁扎根于数学,但是他指出,自己一生的工作不是脱离现实世界的形而上学的游戏.40年代后期他刚去芝加哥大学研究院时曾打算成为实验物理学家.可是他很快就了解自己的动手能力很差.实验室的同事们开玩笑道:“哪里出爆,那里就有杨振宁.” 曾任布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯说:“杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣.他喜欢和实验学家们交谈,对于优美的实验极为欣赏.” 对于物理学家最大的挑战,依然是提出一个统一的理论,它既适用于以重力为主的极大王国,又适用于由量子所主宰的极小王国.物理学家在70年代已经在这方面获得进展.他们提出一个称为标准模型的理论.可是标准模型并没有将重力考虑在内. 目前,弦线理论可能可以克服这个缺点.这个理论经过修改后要求十或十一维时——空,而不是我们熟悉的四维时空,即时间这一维加上立体几何的三维.弦线理论提出来已经20多年,它在年轻的理论物理学家中很流行.可是杨振宁在晚年时是不同意这个理论的.杨振宁怀疑弦线理论或其派生的理论是否能将所有客观存在的现实都放进一个简洁的包装中. 杨振宁说:“弦线理论并没有得到实验证明.它太不定形,太模糊.”问题部分地在于,为探索弦线的影响,需要极高的能量,更强的粒子加速器.如何写出一个可以工作的理论,并从事十维计算也是一个问题. 杨振宁提出物理学正经历一个过渡期.不断地寻找更快更小的计算机晶片等的应用研究,将会比基础研究对年轻人更有吸引力.他说:“很清楚,在未来的30到50年中,人们将更注意物理学的应用.其理由并不是因为所有的基本问题都已经解决了,而是因为更深入地探索物质的基本结构变得愈来愈贵.”他又说,2005年国会决定中止建造超导超级对撞机是一个信号,高能物理有充裕的经费的时代已经结束了.超导超级对撞机是要在美国德克萨斯州建造的一个基本粒子加速器,它的直径将达54哩. 杨振宁预言,计算机工业的实际需求将会推动界于微观和宏观之间的物理学的发展,他承认许多分析家们早已预言,21世纪将是生物学的世纪,就像刚刚过去的20世纪被称为物理学的世纪一样.是什么环境使杨振宁能在占支配地位的物理学中起重要作用呢听他自己说,在他的成功中,运气和抱负同样重要. 杨振宁早年处于一个更像是中世纪的而不是现代的社会.他得益于幸运的家庭环境以及和同事与学者们的联系.这些为他进入更广阔的知识和文化世界的旅程铺平了道路.反过来,他正通过不断努力在亚洲建立一流的研究中心为回报. 杨振宁生长在中国中部一个围有城墙的城市——合肥.当时,这个城市的街道是没有路面的,城门很窄,以致30年代第一部汽车开来时无法通过.大部分居民是文盲.由于闭塞,杨振宁直到6岁才第一次看见香蕉. 杨振宁的祖父亲是当地中学的数学教师.他通过了一次奖学金考试,得以出国,去芝加哥大学读书,回国后在厦门大学教书,以后去了北京清华大学. 杨振宁本人追随他父亲走上了学术道路.他说:“我很幸运,上百万和我同龄的人不是饿死就是面对军阀混战.”他住在北平一个学术性的社区内,沉浸在一个重视研究、重视知识的社区中.他的父亲很快就发现儿子有数学天才,可是并没有直接教他数学.杨振宁说:“父亲的哲学是‘不要着急’.”在谈天时他偶尔会向儿子提出数学难题.可是父亲也认识到教育需要均衡.在杨振宁念完中学初一时,父亲请了一位同事来教他中国古文.经过两个夏天的紧张学习,年轻的杨振宁能背诵孔子的门徒孟子的全部著作. 1937年日本入侵,杨振宁的祖父被迫离开北平,在昆明西南联合大学任教.杨振宁的父亲继续走好运.几十年后年轻的杨振宁也进了这所大学,受教于一些当时中国最杰出的科学家.他们之中有些以后去了美国,其中包括陈省身.陈省身现在已经从伯克莱加州大学退休,许多人都认为他是现在活着的最重要的微分几何学家. 在昆明时,杨振宁开始提高他的英文.他决定不用字典来念英文小说.他选的第一本小说是斯蒂文森的《金银岛》.这部小说里有和大海有关的俚语,因而很难念.他花了一个星期,念完了这本书,接着念奥斯汀的《傲慢与偏见》.在熟读这两本书以后,杨振宁说:“以后就容易了.” 杨振宁还有去西方世界的另一原因:他对美国初期的科学家兼政治家富兰克林很崇敬,富兰克林的自传激励了杨振宁.去美国后他取名为富兰克,并将第一个孩子的英文名字取为富兰克林. 1945年杨振宁的父亲得到庚子赔款奖学金去了美国.普林斯顿大学接受了杨振宁的父亲,可是他要拜才华横溢的意大利物理学家费米为师,因此去了芝加哥大学并在以后被称为氢弹之父的泰勒的指导下写了博士论文.论文写好后只有4页.泰勒说服杨振宁,无论如何,一篇博士论文只有4页总是太短了,要他加长.他照办了,加到了23页.在物理学有了卓越的成就以后,他又转向远东.杨振宁将把他的文稿与信件捐赠给香港中文大学而不是给石溪纽约州立大学.他是中文大学的访问教授.杨振宁也没有排除他搬回中国的可能性,因为回去后他和与他结缡已50年的妻子杜致礼会得到更好的照顾.新近,致礼在石溪州立大学的医院动了三次肿瘤手术,结果良好. 杨振宁在长岛还是感到很自在,也不像是要搬到远离他的三位已经成年的孩子身边.他们三位都已得到科学方面的学位.杨振宁说:“他们是美国人.他们接触的中国文化很少.”长子光诺毕业于密西根大学计算机科学系,现在是纽约州西彻斯特县的一位财务顾问.次子光宇是一位化学博士,住在纽约城,为J.P.Marg财务公司分析化学工业.女儿又礼是蒙太拿州列文斯登县的一位医生. 杨振宁在1964年成为美国公民.他说:“我们在美国过得很不错.在这里我们有许多朋友.我们在两个社会中都很自在.” 在石溪为他的退休举行的学术讨论会结束时,杨振宁谈到他在60岁时的一个“伟大和意义深远的发现”:“生命是有限的”.他念了9世纪的一位中国诗人李商隐的诗句:夕阳无限好,只是近黄昏. 20世纪初,另一位作家,也是杨振宁父亲的朋友译者注:朱自清 ,把这两行诗句改为:但得夕阳无限好,何须惆怅近黄昏在历经一生对自然的神秘的思考以后,杨振宁认为这一改造更精确地描述了他晚年的想法. 摘自5月1日《光明日报》,范世藩 杨振玉 译文
杨振宁的贡献与成就是:
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,从而抓住问题的本质和精髓。
1952年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。
1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。
扩展资料:
1950年,杨振宁关于p0衰变的论文以及他和Tiomno关于β衰变中相位因子的论文奠定了他在此领域中的领先地位。
1956年,θ-τ之谜是粒子物理学中最重要的难题,当时普遍讨论宇称是否可以不守恒。杨振宁和李政道从θ-τ之谜这个具体的物理问题走到一个更普遍的问题,提出“宇称在强相互作用与电磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中也许不守恒”的可能。
将弱相互作用主宰的衰变过程独立出来,然后经具体计算,发现以前并没有实验证明在弱相互作用中宇称是否守恒。他们更指出了好几类弱相互作用关键性实验,以测试弱相互作用中宇称是否守恒。
杨振宁出生于1922年,1944年毕业于西南联大。一般人的22岁都是大学刚毕业,但杨振宁此时是研究生毕业。翌年,杨振宁赴美国留学,博士毕业后转到普林斯顿高等研究院,在这里和李政道两人共同进行研究。
1956年,两人联合发表了宇称不守恒理论,并在1957年获得了诺贝尔物理学奖,研究甫一发表便获得诺奖,这在世界学术世上十分罕见,也足以体现杨振宁的这项研究有着多么重要的意义。
虽说杨李二人的宇称不守恒理论获得了诺贝尔奖,但杨振宁一生还有着很多其他的重要理论发表,比如杨-米尔斯方程。后者对于整个物理学的意义不亚于前者,甚至还要高于前者。
在1994年,杨振宁又荣获了鲍尔奖,这次是因为他的规范场理论。可以说,杨振宁是世界最伟大的理论物理学家之一,他的理论对于普通人来说艰涩难懂,但在物理学界,他是一位开创性的人物,他的理论将引领着之后的科学家继续前进。
杨振宁的论文著作
论文:大约300篇发表于《物理评论》《物理评论通讯》等。
著作:
《论文选集与后记1945-1980》(英文),(佛里门公司,1983)
《杨振宁文集》(中文),(上海华东师范大学出版社,1998)
《曙光集》(中文),(简体版,北京三联书店;繁体版,八方文化创作室,2008)
2018年5月,杨振宁及其夫人翁帆编著的科学随笔《晨曦集》出版发行。
此外,还有《对弱相互作用中宇称守恒的质疑》《基本粒子发现简史》《读书教学四十年》《科学、教育和中国现代化》《科学的品格》《新世纪的科技》《20世纪的物理学》《对称与物理》等。
在天文学和教育学有杰出贡献,杨振宁推动了香港中文大学数学科学研究所、清华大学高等研究中心、南开大学理论物理研究室和中山大学高等学术研究中心的成立。杨振宁1977年和梁恩佐等人在波士顿创办了“全美华人协会”,促进中美关系。杨振宁回国后对祖国老化的物理学教育科研体系进行了整理,并参与新一代国产核电站研究建造,为中国绿色安全能源做出很大贡献。杨振宁—米尔斯方程是非阿贝尔量子场论的基础,使中国人对同位旋相互作用力有了更深刻的认识,和牛顿的万有引力公式和爱因斯坦的引力场方程及麦克斯韦方程有同等重要意义。他的规范对称场论和构建的标准模型理论让中国人对自然有了更深刻认识
杨振宁成就有1957年获得了诺贝尔物理学奖、1980年获拉姆福德奖、1986年获美国国家科学奖章、1993年获本杰明·富兰克林奖章、1994年获鲍尔奖、1996年获玻戈留玻夫奖、1999年获昂萨格奖、2001年获费萨尔国王国际奖、2022年被评“感动中国2021年度人物”等等。
1922年9月22日,杨振宁生于安徽合肥三河镇(今属肥西县)。4岁时,母亲开始教杨振宁认字,一年多的时间杨振宁学了3千个字。1928年,杨振宁父亲自美国归来。同年随父赴厦门大学,进小学二年级。1929年,其父应聘清华大学,举家赴平,居于美院华院西院十一号;入读教员子弟学校成志小学三年级。
1933年,小学毕业,入读城内绒线胡同天主教圣公会崇德中学,离家在校寄宿,曾因考试偷看被罚。1942年,杨振宁毕业于昆明的国立西南联合大学,本科论文导师为北京大学吴大猷教授,后考入该校研究院理科研究所物理学部(清华大学物理研究所)读研究生,师从王竹溪教授。
相变理论杨振宁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,从而抓住问题的本质和精髓。1952年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它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。
一、一生简介:
杨振宁生于安徽合肥三河镇(今属肥西县)。4岁时,母亲开始教杨振宁认字,1年多的时间杨振宁学了3千个字。 他是清华大学高等研究院教授,香港中文大学博文讲座教授,是中国科学院院士、美国科学院院士、中央研究院院士、俄罗斯科学院院士、教廷宗座科学院院士、巴西科学院院士、委内瑞拉科学院院士、西班牙皇家科学院院士、英国皇家学会会员等。
1949年,与恩利克·费米合作,提出基本粒子第一个复合模型。1956年与李政道合作,提出“弱相互作用中宇称不守恒理论”,共同获1957年诺贝尔物理学奖。1997年紫金山天文台将其发现的一颗国际编号为3421号的小行星命名为“杨振宁星”。
1954年,杨振宁和已故的米尔斯提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。
1956年,杨振宁和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一--宇称守恒基本粒子和它们的镜像的表现是完全相同的。
2017年2月,已放弃外国国籍成为中国公民的原中国科学院外籍院士杨振宁正式转为中国科学院院士。2018年4月16日当选西湖大学校董会名誉主席。
二、杨振宁是20世纪中继爱因斯坦和费米之后,第三位具有全面的知识和才能的"物理学全才",是华人当中知名度最高的当代科学家之一。曾任布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯说:"杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣。
人们赞扬在理论物理前沿度过了半个世纪的诺贝尔奖得奖人杨振宁是一位坚忍不拔、具数学天才的科学家。他致力于揭示自然的对称性,而这些对称性常常是隐藏在杂乱的实验物理结果的后面。
杨振宁长时期在看来是神秘的物理学和数学的十字路口工作。在这个领域内,一组漂亮的方程式可以是灵感的源泉,甚至可以在还没有实验证据以前就洞察物理世界是怎样运转的。这是一个外行很难懂的世界,其中有充满了希腊字母的方程式的黑板,有寻求用数学去解决问题的"品味"和"风格",有寻求用正确语言来描述物理世界的出自内心的灵感。
拓展资料:
学术成果
1、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年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它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。在统计力学和场论中,这个理论精品就像一个小而精致的贝壳至今魅力不减。
2、玻色子多体问题
起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右与合作者发表或完成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,杨振宁和李政道用双碰撞方法首先得到了正确的基态能量修正,然后又和黄克孙、李政道用赝势法得到同样的结果。他们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。出乎他们的预料,近年来,这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。
3、杨-Baxter方程
20世纪60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 年,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(因为1972年Baxter在另一个问题中也发现这个方程)。 1967年,杨振宁还写了一篇于翌年发表的文章,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,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。杨振宁当年讨论的1维费米子问题近年来在冷原子的实验研究中显得非常重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假设方法次年被Lieb和伍法岳用来解出了1维Hubbard模型。Hubbard模型后来成为高温超导的很多理论研究的基础。
4、弱相互作用中宇称不守恒
对称性是物理学之美的一个重要体现,是20世纪理论物理的主旋律之一。从经典物理以及晶体结构,到量子力学与粒子物理,对称性分析是物理学中的有力工具。杨振宁对粒子物理的诸多贡献表现出他对对称性分析的擅长。 他往往能准确利用对称性,用优雅的方法很快得到结果,并且突出本质和巧妙之处。1999年,在石溪(Stony Brook)的一次学术会议上,杨振宁被称为"对称之王(Lord of Symmetry)"。
5、1950年,杨振宁关于p0衰变的论文以及他和Tiomno 关于β衰变中相位因子的论文奠定了他在此领域中的领先地位。1956年,θ-τ之谜是粒子物理学中最重要的难题,当时普遍讨论宇称是否可以不守恒。杨振宁和李政道从θ-τ之谜这个具体的物理问题走到一个更普遍的问题,提出"宇称在强相互作用与电磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中也许不守恒"的可能,将弱相互作用主宰的衰变过程独立出来,然后经具体计算,发现以前并没有实验证明在弱相互作用中宇称是否守恒。他们更指出了好几类弱相互作用关键性实验,以测试弱相互作用中宇称是否守恒。吴健雄于1956年夏决定做他们指出的几类实验中的一项关于60Co β衰变的实验。次年1月,他领导的实验组通过该实验证明在弱相互作用中宇称确实不守恒,引起全物理学界的大震荡。因为这项工作,杨振宁和李政道获得1957年的诺贝尔物理学奖。
6、时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性
质疑弱相互作用中宇称是否守恒的论文预印本引起Oehme于1956年8月致信杨振宁提出弱相互作用中宇称(P)、电荷共轭(C)、时间反演(T)三个分立对称性之间的关系的问题。这导致杨振宁、李政道和Oehme发表论文57e,讨论P、C、T 各自不守恒之间的关系。此文对1964年CP不守恒的理论分析有决定性的作用。
7、高能中微子实验的理论探讨
1960年,为了得到更多弱相互作用实验信息,利用实验物理学家Schwartz的想法,李政道和杨振宁在理论上探讨了高能中微子实验的重要性。这是关于中微子实验的第一个理论分析,引导出后来许多重要研究工作。
8、CP不守恒的唯象框架
1964年,实验上发现CP不守恒后,引发出众多乱猜其根源的文章。杨振宁和吴大峻没有理会那些脱离实际的理论猜测,而作了CP不守恒的唯象分析,建立了后来分析此类现象的唯象框架。这反映了杨振宁脚踏实地的作风,也明显显示出他受到的Fermi的影响。
如果要评选“爱因斯坦后的第一人”的话,杨振宁先生或与其同等伟大的前沿物理学家才有资格入围,我在这里整理了相关知识,快来学习学习吧!
在世的最伟大的物理学家杨振宁
一、先看一些对他的不同评价
1.1956年提出宇称不守恒,次年即获得诺贝尔奖,成为第一位华人诺奖得主。杨振宁创建了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。
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。
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.说一些题外话,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。
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、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。
5.“在世最伟大的理论物理学家,没有之一。”学术界习惯于把他排在历史前十甚至前五。
6.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。能拿去跟牛顿、爱因斯坦相比。
7.杨振宁真的太伟大了,至少目前在美国人心中是这样,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。一些美国人甚至认为他是在世的爱因斯坦。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。(见后文)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。其他人请到第二梯队第三梯队去找。
8.按照美国物理学界的权威评价,杨振宁是20世纪中继爱因斯坦和费米之后,第三位具有全面的知识和才能的“物理学全才”,是华人当中知名度最高的当代科学家之一。曾任布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯说:“杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣。他喜欢和实验学家们交谈,对于优美的实验极为欣赏。”美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”。
9.在2000年的时候,《自然》评选了人类过去千年以来最伟大的物理学家,全人类总共只有20多人上榜(人类物理学终极封神榜单),杨振宁先生在这个评选中名列18位,并且他还是这个榜单里唯一一个活着的物理学家。与他一同登上这个榜单的其他人全部都是已作古的大牛,包括(牛顿,爱因斯坦,麦克斯韦,薛定谔,波尔,海森堡等等……)。
10.据搞理论物理的朋友说,杨老有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。去全世界哪所大学都会享受最好的待遇,何况中国的养老条件和医疗水平还不如西方发达国家。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,但是所有这些人认为第一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。
二.科学上的贡献
杨振宁十三项 “诺奖级别” 的成果
(A)统计力学
A1. 1952 Phase Transition(相变理论)。论文序号: 52a,52b, 52c。
A2. 1957 Bosons(玻色子多体问题)。 论文序号:57h, 57i,57q。
A3. 1967 Yang-Baxter Equation(杨-Baxter方程)。论文序号: 67e。
A4. 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。
(B)凝聚态物理
B1. 1961 Flux Quantization(超导体磁通量子化的理论解释)。论文序号: 61c。
B2. 1962 ODLRO(非对角长程序)。论文序号: 62j。
(C)粒子物理
C1. 1956 Parity Nonconservation (弱相互作用中宇称不受恒)。论文序号: 56h。
C2. 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。
C3. 1960 Neutrino Experiment(高能中微子实验的理论探讨)。论文序号: 60d。
C4. 1964 CP Nonconservation(CP不守恒的唯象框架)。论文序号: 64f。
(D)场论
D1. 1954 Gauge Theory(杨-Mills规范场论)。论文序号: 54b, 54c。
D2. 1974 Integral Formalism(规范场论的积分形式)。论文序号: 74c。
D3. 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: 13importantcontributions of Chen Ning Yang, Int. J. Mod. Phys. A 29, No. 17,1475001(2014)
2012年,90岁的杨振宁收到的一件生日礼物是一个8cm×8cm×6.6cm的黑色立方体。立方体的底部刻着“恭祝/杨振宁教授/九十华诞/清华大学”,上平面刻着杜甫诗句“文章千古事,得失寸心知”,而4个垂直平面则从左侧开始顺时针依次刻着他对统计力学、凝聚态物理、粒子物理、场论等物理学4个领域的13项重要贡献。这让人联想到所谓的朗道(Landau)十诫。
事已至此,连上述论文题目都看不懂的喷子们,也只好拿邓稼先和翁帆说事儿了。这十三项贡献的简单说明放在附录,有兴趣的自己去慢慢看吧。
三.对清华的贡献
现在杨在清华,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,杨劝其做凝聚态理论,张如今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。而杨当时不看好的粒子物理,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。杨当年的眼光不可谓不毒辣。而张如今也一定程度上因杨的人脉而在清华兼职,并且帮助培养了清华本土博士祁晓亮成为斯坦福的教授。
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,很大程度上对于我朝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老杨物理学界私人社交圈的影响,而凝聚态和冷原子恰恰也是我朝弯道上赶上世界水平的一些领域。包括偏向工科的东南大学,物理学在凝聚态的水平也是极高,所以老杨对于我朝物理学的成长确实是做了力所能及的贡献。
四.对中国的贡献
杨振宁早在WEN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。
附录A 杨振宁的个人经历
早年经历:
1922年10月1日,杨振宁生于中国安徽合肥三河镇,现安徽省合肥市肥西县。
1938年夏,杨振宁以高二学历报名参加统一招生考试,以出色的成绩被西南联大录取。
1942年,20岁的杨振宁毕业于昆明的国立西南联合大学物理学系,本科论文导师为北京大学吴大猷教授。
1944年,杨振宁在国立西南联合大学研究生毕业,硕士论文导师是清华大学王竹溪教授。
留学海外:
1945年,杨振宁得到庚子赔款奖学金去了美国考就读于芝加哥大学。
1948年获芝加哥大学哲学博士学位,博士论文导师是爱德华·泰勒教授。
1949年,杨振宁进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作,开始同李政道合作。当时的院长奥本海默说,他最喜欢看到的景象,就是杨、李走在普林斯顿草地上。
1954年杨振宁和已故的米尔斯提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。
1956年,杨振宁和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒基本粒子和它们的镜像的表现是完全相同的。
1957年,杨振宁与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得了诺贝尔物理学奖。他们两个人是最早获得诺贝尔奖的华人。
1958年当选“中央研究院”院士。
1962年杨振宁与李政道分道扬镳。杨振宁拒绝谈论是什么原因使得他们的关系变得紧张的。他说:“这是我生命中最令我感到遗憾的事情。我要说,这是一个悲剧。”他们两人已经有几十年没有讲话了。
加入外籍:
1964年,杨振宁成为美国公民。此前获得诺贝尔物理学奖时仍为中国公民。
1965年当选美国国家科学院院士。1966年起任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长。
1971年夏,杨振宁回国访问,是美籍知名学者访问新中国的第一人。
1993年,当选英国皇家学会会员。
1994年,荣获美国费城富兰克林学院颁发之波维尔(Bower)奖。
1996年,获清华、交通两所大学颁授荣誉博士学位。
1997年出任清华大学高等研究中心荣誉主任。
1999年5月21日正式退休,石溪分校同日将理论物理研究所命名为“杨振宁理论物理研究所”,同年被该校授予一等荣誉博士学位。
2002年担任邵逸夫奖评审委员会主席。
回国定居:
2003年底回北京定居。
2004年11月,受聘海南大学特聘教授。
2009年,杨振宁居于北京清华大学,清华园照澜院里的一栋别墅是他的寓所“归根居”。
2012年6月30日,杨振宁在清华大学庆祝90岁生日,并获得了校方赠送的刻有其重大贡献的黑水晶一尊。
2004年12月24日,82岁高龄的杨振宁与28岁广东外语外贸大学翻译系硕士班学生翁帆步入婚姻殿堂。
2017年2月,已放弃外国国籍成为中国公民的中国科学院外籍院士杨振宁正式转为中国科学院院士
附录B 杨振宁的主要工作与成果
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,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。杨振宁当年讨论的1维费米子问题近年来在冷原子的实验研究中显得非常重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假设方法次年被Lieb和伍法岳用来解出了1维Hubbard模型。Hubbard模型后来成为高温超导的很多理论研究的基础。
四、维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解
1969年,杨振宁将1维δ函数排斥势中的玻色子问题推进到有限温度。这是历史上首次得到的有相互作用的量子统计模型在有限温度(T > 0)的严格解。最近这个模型和结果也在冷原子系统中得到实验实现和验证。
五、超导体磁通量子化的理论解释
1961年,通过和Fairbank实验组的密切交流,杨振宁和Byers从理论上解释了该实验组发现的超导体磁通量子化,证明了电子配对即可导致观测到的现象,澄清了不需要引入新的关于电磁场的基本原理,并纠正了London推理的错误。将规范变换技巧运用于凝聚态系统中,跨界为王。相关的物理和方法后来在超导、超流、量子霍尔效应等问题的研究中广泛应用。
六、非对角长程序
1962年,杨振宁提出“非对角长程序(off-diagonallong-rangeorder)”的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。这是当代凝聚态物理的一个关键概念。1989 到1990年,杨振宁在与高温超导密切相关的Hubbard 模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发现了它的SO(4)对称性。
七、弱相互作用中宇称不守恒
对称性是物理学之美的一个重要体现,是20世纪理论物理的主旋律之一。从经典物理以及晶体结构,到量子力学与粒子物理,对称性分析是物理学中的有力工具。杨振宁堪称最美物理学家,对对称性分析极为擅长,能准确利用对称性,用优雅的方法很快得到结果,并且突出本质和巧妙之处。1999年,在StonyBrook的一次学术会议上,杨振宁被称为“Lord ofSymmetry”。
1950年,杨振宁关于π0衰变的论文以及他和Tiomno关于β衰变中相位因子的论文奠定了他在此领域中的领先地位。1956年,θ—τ之谜是粒子物理学中最重要的难题,当时普遍讨论宇称是否可以不守恒。杨振宁和李政道从θ—τ之谜这个具体的物理问题走到一个更普遍的问题,提出“宇称在强相互作用与电磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中也许不守恒”的可能,将弱相互作用主宰的衰变过程独立出来,然后经具体计算,发现以前并没有实验证明在弱相互作用中宇称是否守恒。他们更指出了好几类弱相互作用关键性实验,以测试弱相互作用中宇称是否守恒。
吴健雄于1956年夏决定做他们指出的几类实验中的一项关于60Co β衰变的实验。次年1月,她领导的实验组通过该实验证明在弱相互作用中宇称确实不守恒,引起全物理学界的大震荡。因为这项工作,杨振宁和李政道获得1957年的诺贝尔物理学奖。1962年,杨振宁提出“非对角长程序(off-diagonallong-rangeorder)”的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。这是当代凝聚态物理的一个关键概念。1989 到1990年,杨振宁在与高温超导密切相关的Hubbard 模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发现了它的SO(4)对称性。
八、时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性
质疑弱相互作用中宇称是否守恒的论文预印本引起Oehme于1956年8 月致信杨振宁提出弱相互作用中宇称(P)、电荷共轭(C )、时间反演(T)三个分立对称性之间的关系的问题。这导致杨振宁、李政道和Oehme 发表论文57e,讨论P、C、T 各自不守恒之间的关系。此文对1964年CP 不守恒的理论分析有决定性的作用。
九、高能中微子实验的理论探讨
1960年,为了得到更多弱相互作用实验信息,利用实验物理学家Schwartz 的想法,李政道和杨振宁在理论上探讨了高能中微子实验的重要性。这是关于中微子实验的第一个理论分析,引导出后来许多重要研究工作。
十、CP不守恒的唯象框架
1964年,实验上发现CP不守恒后,引发出众多乱猜其根源的文章。杨振宁和吴大峻没有理会那些脱离实际的理论猜测,而作了CP不守恒的唯象分析,建立了后来分析此类现象的唯象框架。Fermi名师高徒,我自当独辟蹊径。
十一、杨—Mills 规范场论
1954年,杨—Mills规范场论(即非阿贝尔规范场论)发表。这个当时没有被物理学界看重的理论,通过后来许多学者于1960 到1970年代引入的自发对称破缺观念,发展成今天的标准模型。这被普遍认为是20 世纪后半叶基础物理学的总成就。此论文从数学观点讲,是从描述电磁学的阿贝尔规范场论到非阿贝尔规范场论的推广。而从物理观点上讲,是用此种推广发展出新的相互作用的基础规则。
引力波最近大热,大家更了解了在主宰世界的4 种基本相互作用中,弱电相互作用和强相互作用都由杨—Mills 理论描述,而描述引力的爱因斯坦的广义相对论也与杨—Mills 理论有类似之处。杨振宁称此为“对称支配力量”。杨—Mills理论是20世纪后半叶伟大的物理成就,杨—Mills 方程与Maxwell方程、Einstein方程共同具有极其重要的历史地位。堪称物理学史上的一场革命。但是杨振宁的出发点并不是要颠覆什么,而是要在复杂的物理现象背后寻找一个原理,建立一个秩序。这种秩序的建立是杨振宁追求物理学之美和追求对称性的一个主要表现。
十二、规范场论的积分形式
杨—Mills 理论还把物理与数学的关系推进到一个新的水准。1970年左右,杨振宁致力于研究规范场论的积分形式,发现了不可积相位因子的重要性,从而意识到规范场有深刻的几何意义。
十三、规范场论与纤维丛理论的对应
1975年,杨振宁和吴大峻发表了论文75c,用不可积相位因子的概念给出了电磁学以及杨—Mills场论的整体描述,讨论了Aharonov—Bohm效应和磁单极问题,揭示了规范场在几何上对应于纤维丛上的联络。这篇文章里面附有一个“字典”,不禁让人想到牛顿给这个地球写《原理》,杨也当了一把翻译,把物理学中规范场论的基本概念准确地“翻译”成数学中纤维丛理论的基本概念。这个字典引起数学界的广泛兴趣,大大促进了数学与物理学以后几十年的成功合作。
附录C杨振宁的个人荣誉
所获荣誉称号:
1958年,当选台湾“中央研究院”院士。
1965年,当选美国国家科学院院士。
1993年,当选英国皇家学会会员。
1994年,当选为中国科学院外籍院士。
1996年,获清华大学、上海交通大学两所大学颁授荣誉博士学位。
1997年,获颁香港中文大学荣誉理学博士学位。
1999年,被纽约州立大学石溪分校授予一等荣誉博士学位。
2015年3月,被台湾大学授予名誉理学博士学位。
2015年3月,被澳门大学授予2014年度荣誉博士学位。
此外,杨振宁还获得俄罗斯科学院院士、教廷宗座科学院(罗马教皇学院)院士以及巴西科学院、委内瑞拉科学院和西班牙皇家科学院等多个欧洲和拉丁美洲科学院的院士荣衔,以及多家大学的荣誉博士学位。
高中物理的学习方法
我们学任何一门课程,既要靠老师“扶着走”,也要主动学会“自己走”。特别对于物理,自学更不可少。我们通常所说的预习,在一定程度上也就是自学。也许有人认为自己不具备自学能力,这不要紧,只要你有了对学习的兴趣,自学自然就有了动力,也就有了良好的开端。一个人对某一学科的学习兴趣是后天养成的。实际上,我们可以由自学来培养自己的学习兴趣。自学,可以自己精读课本,也可以广泛涉猎课外书籍,扩充知识面。这样,自学既给我们带来了知识,又带来了兴趣。兴趣可以进一步促进学习,学习又为自学提供了基础,自学与学习可以互为补充,共同前进。自学除了平时挤一点时间外,寒暑假是自学的好时机。一般来说,对比较集中的时间,要注意支配,充分利用;而零散的时间,主要用于搭配日常课程。
自学的方法很多。总的来说,首先得要有一个自学计划,这是自学起步的关键。制定计划要讲究科学性:早期要着重于打好基础。注重自学课本;中期重于阅读一定数量的课外书籍,提高自己的能力素质;后期注意教材与参考书的结合,全面发展。一旦制定时间表后,不宜轻易更改,一定要实践一段时间,才能作出改动决策。面对繁重的学习任务,自学计划要有可行性,不要好高骛远,妄想一蹴而就。任何事物都有一个量变到质变的过程,特别注意循序渐进。要有“登山则情满于山,观海则情溢于海”的精神。面对众多的刊物,一定选几本内容精彩的加以精读,如《中学生数理化》等,力争吃透它,达到触类旁通,举一反三。像那些有关物理学史的书,也可以浏览一下,对于培养兴趣还是有益的。自学笔记在自学过程中也特别重要,最好物理科的笔记集中在一起,制成卡片,便于查阅、记诵。尤其对那些疑难点应有锲而不舍的精神,仰之弥高,钻之弥坚。
1、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,从而抓住问题的本质和精髓。
1952年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。
1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。
这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它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。
2、玻色子多体问题
起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右与合作者发表或完成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,杨振宁和李政道用双碰撞方法首先得到了正确的基态能量修正,然后又和黄克孙、李政道用赝势法得到同样的结果。
他们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。不过,这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。
3、杨—Baxter方程
20世纪60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年,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(因为1972年Baxter在另一个问题中也发现这个方程)。
1967年,杨振宁还写了一篇于翌年发表的文章,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,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。
杨振宁当年讨论的1维费米子问题后来在冷原子的实验研究中显得非常重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假设方法次年被Lieb和伍法岳用来解出了1维Hubbard模型。Hubbard模型后来成为高温超导的很多理论研究的基础。
4、超导体磁通量子化的理论解释
1961年,通过和Fairbank实验组的密切交流,杨振宁和Byers从理论上解释了该实验组发现的超导体磁通量子化,证明了电子配对即可导致观测到的现象,澄清了不需要引入新的关于电磁场的基本原理,并纠正了London推理的错误。
在这个工作中,杨振宁和Byers将规范变换技巧运用于凝聚态系统中。相关的物理和方法后来在超导、超流、量子霍尔效应等问题的研究中广泛应用。
5、非对角长程序
1962年,杨振宁提出“非对角长程序(off-di-agonal long-range order)”的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。
这是当代凝聚态物理的一个关键概念。1989到1990年,杨振宁在与高温超导密切相关的Hubbard模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发现了它的SO(4)对称性。
杨振宁在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出了里程碑性贡献。20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律;
在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作,提出杨-巴克斯特方程,开辟量子可积系统和多体问题研究的新方向等 。
杨振宁还推动了香港中文大学数学科学研究所、清华大学高等研究中心、南开大学理论物理研究室和中山大学高等学术研究中心的成立。
扩展资料:
杨振宁的论文著作:
一、论文:大约300篇发表于《物理评论》《物理评论通讯》等
二、著作:
《论文选集与后记1945-1980》(英文),(佛里门公司,1983)
《杨振宁文集》(中文),(上海华东师范大学出版社,1998)
《曙光集》(中文),(简体版,北京三联书店;繁体版,八方文化创作室,2008)。
2018年5月,杨振宁及其夫人翁帆编著的科学随笔《晨曦集》出版发行。
此外,还有《对弱相互作用中宇称守恒的质疑》《基本粒子发现简史》《读书教学四十年》《科学、教育和中国现代化》《科学的品格》《新世纪的科技》《20世纪的物理学》《对称与物理》等。
参考资料来源:百度百科-杨振宁
对于国内的成就,不相伯仲吧,首先李政道是美国国籍,杨振宁是中国国籍,杨振宁回国之后通过人脉关系,把清华理论物理从不入流提升到了在国际有一定地位了,李政道也一样,通过创立研究中心,为国效力。 对于国际上或者人类的角度上看,那么李政道跟杨振宁就不是一个层次的了,云泥之间的差别,李政道和杨振宁通过宇称不守恒获得诺贝尔奖,这就是李政道学术上的终点,但是却是杨振宁的起点,杨振宁的杨-米尔斯规范场论,将他提高到与牛顿爱因斯坦一个层次,每个划时代的理论都要几十年之后才会应用,就像之前的黑洞照片,或者引力波,都是在吃爱因斯坦的老本,同样百年之后,又会继续吃杨振宁的,杨-米尔斯规范场论被普遍认为是20世纪后半叶基础物理学的总成就。杨振宁和李政道获得诺贝尔物理学后全球华人为之振奋,杨振宁和李政道持续多年的友谊和学术伙伴关系却在此时出了问题,时隔半个多世纪我们已经无法搞清楚一开始是谁的不对,只知道诺贝尔物理学获得后不久两位物理学大师就分道扬镳堪称老死不相往来了,期间从周总理到邓公都试图居中调和两人的矛盾但都无功而返。 值得一提的是杨振宁和李政道“分手”以后杨振宁在理论物理领域又先后做出了若干项诺贝尔奖级别的成果,其中的“杨-米尔斯理论”更是成为了后来统一强力弱力和电磁力的基础,久而久之杨振宁就成了在世物理学家第一人,在物理学史上的地位也排进了前15甚至前10。反观李政道在和杨振宁分道扬镳之后鲜有突破性理论问世,不过李政道却在上个世纪中美关系开始升温之时推动了赴美留学生的工作进程,为后来的大批量赴美留学生工作开创了先河,因此李政道对中国的贡献也是非常大的。 从物理学成就来看,目前而言没有任何一位或者的物理学家可以和杨振宁一较高下,早年杨振宁曾经评价李政道十分勤奋却少了一点灵气和物理学直觉,现在看来杨振宁当时的说法还是有一定道理的。与其将两位物理学家强行排名,我们反倒更希望两位老人能摒弃过去半个多世纪以来的隔阂重新走到一起。 杨振宁和李政道因提出弱相互作用下宇称不守恒而一起登上1957年的诺贝尔奖领奖台,当时杨振宁35岁,李政道31岁,使他们获奖的论文发表在1956年。 后来两人决裂,决裂的导火索就是谁对宇称不守恒的发现贡献大。 网络上有人造谣称杨振宁剽窃了李政道的成果,使得杨振宁获得了诺贝尔奖,这种说法属于恶意造谣。有很多学者考证过宇称不守恒的发现历程, 目前看,李政道和杨振宁二人谁对发现宇称不守恒贡献大已经难以考证,但没有人能够拿出证据表明他们中的哪一位不配得诺贝尔奖。在宇称不守恒方面两人可以打一个平手。 宇称不守恒是李政道的最大学术成就,却不是杨振宁的最大学术成就。杨振宁的最大学术成就是发表在1954年的杨-米尔斯方程,是杨振宁和他的助手米尔斯一起完成的。这个方程为从事粒子物理与场论工作的科学家们构建了一个数学框架,在这个框架下粒子物理的“元素周期表”标准模型得以建立了起来,并且取得了巨大的成功。涉及到粒子相互作用的弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用也在这个框架下得到了统一。这是二十世纪相对论、量子力学之后最伟大的物理成就。这项成就的伟大已经不能用诺贝尔奖去衡量了,包括李政道本人也认可这是一项伟大的成就。 杨振宁还是一位不可多得的在物理学的很多领域都有杰出贡献的全才科学家,在他90岁生日时,清华大学为其送上了生日礼物——一块刻有杨振宁13项杰出成就的大理石,其中有数项成就达到了诺贝尔奖的级别。放眼到100多年的诺贝尔奖史,杨振宁的成就在诺贝尔奖得主中也是排在非常靠前的位置。 两个都是十分杰出的华人科学家,如果仅从科学成就的角度上看,杨振宁略胜一筹。 1956年,杨振宁和李政道发表一篇论文,在这篇论文当中他们对宇称守恒进行质疑。而随后几个物理实验小组花了一些时间验证了宇称不守恒,其中就包括杰出的实验物理学家吴健雄所领导的小组。1957年,诺奖就颁给了杨振宁和李政道。仅仅一年就拿到了诺奖,这其实是极其少见的。但是不久后两人就交恶,从此断绝了来往。如果仅从科学成就的角度上看,杨振宁的主要成就有杨米尔斯理论,杨巴斯特方程,宇称不守恒等10多个杰出的科学成果。被认为是爱因斯坦之后最伟大的物理学家。而李政道一生当中最大的科学成就就是宇称不守恒,所以这么一进行比较,其实已经很容易得出结论了。 但是我觉得比较两人的科学成就其实没多大意义,因为他们都是杰出了华人科学家,并且都做出了很伟大的贡献,这就足以,何必要有高下之分呢? 我觉得李政道人品好。 1973年,毛泽东接见杨振宁,亲口对杨振宁说:”你对世界是有贡献的。”恶心杨振宁的一众宵小可以闭嘴了吗! 杨人品道德极差……除了花纳税人的钱,杨对中国 科技 有个球贡献,办少年 科技 班,也是杨的骚主意,劳民伤财,培养哪个大师级人物了?! 首先我反问一句,大家能说出爱因斯坦和牛顿的理论给他们的国家带来了什么具体的贡献和实惠吗?他们和杨一样,都是为世界物理学创造了理论和体系。所谓理论不是说具体哪个国家的事情,理论都是指引全世界物理学方向和 探索 的,不是哪一国的独家秘方,咱中国人非要这么自私吗,真是无语了! 初中高中研究牛顿,麦克斯韦,高中大学研究麦克斯韦和爱因斯坦,研究杨振宁理论的至少要博士级别,硕士都不行,没到那个层次,理解不了。杨振宁的杨-米尔斯规范场论,将他提高到与牛顿爱因斯坦一个层次,每个划时代的理论都要几十年之后才会应用,就像之前的黑洞或者引力波,都是在吃爱因斯坦的老本,同样百年之后,科学家们又会继续吃杨振宁的老本,杨-米尔斯规范场论被普遍认为是20世纪后半叶基础物理学的总成就。从这一点上来说,杨虽然站在爱因斯坦肩膀上,但已经超越他了,因为他是集大成。他的伟大是解决了爱因斯坦没解决的问题,然后又解决了牛顿和爱因斯坦共同存在的问题。。。最低至少可以和爱因斯坦同一个地位。 黑杨振宁的都是大文盲。。。是不是都没上过大学啊!实话给你讲,你们听好了,杨年轻时就是世界超顶级的物理学家,他当时回国有个毛用啊,中国那时候连个理论物理学的一根毛都没有,别说50年前没有,现在也没有啊。。。意思就是说即使他现在想在中国搞他的学术研究,中国也帮助不了他,还是会托他后腿。最重要的一点是,他当时作为国民党高官的女婿,回来就得被弄死,就算不死也是一个庶民,国家绝对不允许他搞科研,所以说回来有个屌用,命都没了。 但他终究还是回国了,虽然不是回来搞他的研究(前面已经说了),但他对中国的贡献是:1、他给中国物理学发展指明了方向。2、他用他的影响力引入大量外援和资源,帮助了中国众多物理学家和其他科学家的成长。3、建立了清华物理系和高能物理研究所,靠人脉给清华带来了大量的设备技术和资源。4、把美国的房子卖了,把诺贝尔奖金都捐给清华物理系了,清华给他的年薪一分也没要。5、不主张中国搞高能对撞实验其实是帮中国,实验室一年的耗资就能比得上3个三峡大坝。耗钱不说,关键是美国人玩了几十年都没玩出东西,不希望中国走火入魔劳民伤财。6、他是钱学森等国家一级物理学家都非常非常尊敬的导师,包括人品,当时国内顶尖知名科学家去国外读博士机会多数都是他写信推荐的,否则人家根本不收。也就是说没有他就没有钱学森和众多科学家的成就,也就没有两弹一星和其他科学成果。所以说先别看他的个人伟大学术成就,就说如果没有他,中国有多落后你们知道吗?都懂了吗各位大文盲?劝各位多读书,否则真快成傻逼了。 我呐,这种无脑问题求你别再提了好不?杨振宁给国家做出过什么贡献?你别拿我国的元勋跟他比,他不配!长点脑子吧! 虽然李政道是我的校友,但实事求是的讲杨振宁更厉害。按杨的贡献他至少可获得两次诺贝尔奖。
1、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,从而抓住问题的本质和精髓。
1952年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。
1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。
这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它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。
2、玻色子多体问题
起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右与合作者发表或完成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,杨振宁和李政道用双碰撞方法首先得到了正确的基态能量修正,然后又和黄克孙、李政道用赝势法得到同样的结果。
他们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。不过,这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。
3、杨—Baxter方程
20世纪60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年,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(因为1972年Baxter在另一个问题中也发现这个方程)。
1967年,杨振宁还写了一篇于翌年发表的文章,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,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。
杨振宁当年讨论的1维费米子问题后来在冷原子的实验研究中显得非常重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假设方法次年被Lieb和伍法岳用来解出了1维Hubbard模型。Hubbard模型后来成为高温超导的很多理论研究的基础。
4、超导体磁通量子化的理论解释
1961年,通过和Fairbank实验组的密切交流,杨振宁和Byers从理论上解释了该实验组发现的超导体磁通量子化,证明了电子配对即可导致观测到的现象,澄清了不需要引入新的关于电磁场的基本原理,并纠正了London推理的错误。
在这个工作中,杨振宁和Byers将规范变换技巧运用于凝聚态系统中。相关的物理和方法后来在超导、超流、量子霍尔效应等问题的研究中广泛应用。
5、非对角长程序
1962年,杨振宁提出“非对角长程序(off-di-agonal long-range order)”的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。
这是当代凝聚态物理的一个关键概念。1989到1990年,杨振宁在与高温超导密切相关的Hubbard模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发现了它的SO(4)对称性。
一、一生简介:
杨振宁生于安徽合肥三河镇(今属肥西县)。4岁时,母亲开始教杨振宁认字,1年多的时间杨振宁学了3千个字。 他是清华大学高等研究院教授,香港中文大学博文讲座教授,是中国科学院院士、美国科学院院士、中央研究院院士、俄罗斯科学院院士、教廷宗座科学院院士、巴西科学院院士、委内瑞拉科学院院士、西班牙皇家科学院院士、英国皇家学会会员等。
1949年,与恩利克·费米合作,提出基本粒子第一个复合模型。1956年与李政道合作,提出“弱相互作用中宇称不守恒理论”,共同获1957年诺贝尔物理学奖。1997年紫金山天文台将其发现的一颗国际编号为3421号的小行星命名为“杨振宁星”。
1954年,杨振宁和已故的米尔斯提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。
1956年,杨振宁和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一--宇称守恒基本粒子和它们的镜像的表现是完全相同的。
2017年2月,已放弃外国国籍成为中国公民的原中国科学院外籍院士杨振宁正式转为中国科学院院士。2018年4月16日当选西湖大学校董会名誉主席。
二、杨振宁是20世纪中继爱因斯坦和费米之后,第三位具有全面的知识和才能的"物理学全才",是华人当中知名度最高的当代科学家之一。曾任布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯说:"杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣。
人们赞扬在理论物理前沿度过了半个世纪的诺贝尔奖得奖人杨振宁是一位坚忍不拔、具数学天才的科学家。他致力于揭示自然的对称性,而这些对称性常常是隐藏在杂乱的实验物理结果的后面。
杨振宁长时期在看来是神秘的物理学和数学的十字路口工作。在这个领域内,一组漂亮的方程式可以是灵感的源泉,甚至可以在还没有实验证据以前就洞察物理世界是怎样运转的。这是一个外行很难懂的世界,其中有充满了希腊字母的方程式的黑板,有寻求用数学去解决问题的"品味"和"风格",有寻求用正确语言来描述物理世界的出自内心的灵感。
拓展资料:
学术成果
1、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年杨振宁和合作者发表了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却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后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。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它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。在统计力学和场论中,这个理论精品就像一个小而精致的贝壳至今魅力不减。
2、玻色子多体问题
起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右与合作者发表或完成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,杨振宁和李政道用双碰撞方法首先得到了正确的基态能量修正,然后又和黄克孙、李政道用赝势法得到同样的结果。他们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。出乎他们的预料,近年来,这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。
3、杨-Baxter方程
20世纪60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 年,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(因为1972年Baxter在另一个问题中也发现这个方程)。 1967年,杨振宁还写了一篇于翌年发表的文章,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,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。杨振宁当年讨论的1维费米子问题近年来在冷原子的实验研究中显得非常重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假设方法次年被Lieb和伍法岳用来解出了1维Hubbard模型。Hubbard模型后来成为高温超导的很多理论研究的基础。
4、弱相互作用中宇称不守恒
对称性是物理学之美的一个重要体现,是20世纪理论物理的主旋律之一。从经典物理以及晶体结构,到量子力学与粒子物理,对称性分析是物理学中的有力工具。杨振宁对粒子物理的诸多贡献表现出他对对称性分析的擅长。 他往往能准确利用对称性,用优雅的方法很快得到结果,并且突出本质和巧妙之处。1999年,在石溪(Stony Brook)的一次学术会议上,杨振宁被称为"对称之王(Lord of Symmetry)"。
5、1950年,杨振宁关于p0衰变的论文以及他和Tiomno 关于β衰变中相位因子的论文奠定了他在此领域中的领先地位。1956年,θ-τ之谜是粒子物理学中最重要的难题,当时普遍讨论宇称是否可以不守恒。杨振宁和李政道从θ-τ之谜这个具体的物理问题走到一个更普遍的问题,提出"宇称在强相互作用与电磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中也许不守恒"的可能,将弱相互作用主宰的衰变过程独立出来,然后经具体计算,发现以前并没有实验证明在弱相互作用中宇称是否守恒。他们更指出了好几类弱相互作用关键性实验,以测试弱相互作用中宇称是否守恒。吴健雄于1956年夏决定做他们指出的几类实验中的一项关于60Co β衰变的实验。次年1月,他领导的实验组通过该实验证明在弱相互作用中宇称确实不守恒,引起全物理学界的大震荡。因为这项工作,杨振宁和李政道获得1957年的诺贝尔物理学奖。
6、时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性
质疑弱相互作用中宇称是否守恒的论文预印本引起Oehme于1956年8月致信杨振宁提出弱相互作用中宇称(P)、电荷共轭(C)、时间反演(T)三个分立对称性之间的关系的问题。这导致杨振宁、李政道和Oehme发表论文57e,讨论P、C、T 各自不守恒之间的关系。此文对1964年CP不守恒的理论分析有决定性的作用。
7、高能中微子实验的理论探讨
1960年,为了得到更多弱相互作用实验信息,利用实验物理学家Schwartz的想法,李政道和杨振宁在理论上探讨了高能中微子实验的重要性。这是关于中微子实验的第一个理论分析,引导出后来许多重要研究工作。
8、CP不守恒的唯象框架
1964年,实验上发现CP不守恒后,引发出众多乱猜其根源的文章。杨振宁和吴大峻没有理会那些脱离实际的理论猜测,而作了CP不守恒的唯象分析,建立了后来分析此类现象的唯象框架。这反映了杨振宁脚踏实地的作风,也明显显示出他受到的Fermi的影响。