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杨振宁 一、生平简介 杨振宁(Chen Ning Yang 1922~)美籍华人,理论物理学家,1922年10月1日生于安徽省合肥县(含合肥市)。在西南联合大学物理学系,在吴大猷指导下完成学士论文,1942年毕业后即入研究院深造,在王竹溪指导下研究统计物理学。1945年赴美,入芝加哥大学做研究生,深受E.费米熏陶,在导师E.特勒的指导下完成博士论文,1948年获博士学位1948~1949年任芝加哥大学教员,1949~1955年在普林斯顿高级研究院工作,1955~1966年任该所教授,1966年任纽约州立大学石溪分校的爱因斯坦物理学讲座教授,并任新创办的该校理论物理研究所所长,美国总统授予他1985年的国家科学技术奖章。1984年12月27日,北京大学授予杨振宁名誉教授证书。二、科学成就杨振宁对理论物理学的贡献范围很广,包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域。对理论结构和唯象分析他都有多方面的贡献。他的工作有特殊的风格:独立性与创建性强,眼光深远。1.在粒子物理学方面,他最杰出的贡献是1954年与R.L.密耳斯共同提出杨-密耳斯场理论,开辟了非阿贝耳规范场的新研究领域,为现代规范场理论(包括电弱统一理论、量子色动力学理论、大统一理论、引力场的规范理论、……)打下了基础。杨-密耳斯场方程最近被数学家S.唐纳森引用,获得了拓扑学上的重大突破。2.杨振宁在粒子物理学方面的另一项杰出贡献是:在1956年和李政道合作,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。一种衰变成偶宇称态,一种衰变成奇宇称态;如果弱衰变过程宇称守恒,则它们必定是两种宇称状态不同的K介子。但从质量和寿命来看,它们又应是同一种介子。——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。一项科学工作,在发表的第二年就获得诺贝尔奖,这是第一次。在粒子物理学方面,杨振宁的其他贡献包括:费米-杨模型(1949),与李政道合作的二分量中微子理论(1957),与李政道和R.奥赫梅合作的关于C(电荷共轭变换)和T(时间反演变换)不守恒的分析(1957),与李政道合作的高能中微子实验分析(1959)和关于W粒子的研究(1960~1962)。与吴大峻合作的CP(宇称)不守恒分析(1964),规范场的积分形式理论(1974),与吴大峻合作的规范场与纤维丛的关系(1975),与邹祖德合作的高能碰撞理论(1967~1985)等。3.在统计力学方面,杨振宁的贡献包括:二维伊辛模型的自发磁化强度(1952),与李政道合作的关于相变的理论(1952),与杨振平合作的关于数种模型的严格解(1966~1985)等。4.在凝聚态物理方面,杨振宁的贡献包括:与N.拜尔斯合作的对磁通量量子人的解释(1961),非对角长程序观念(1962)等。杨振宁于1971年夏访问中华人民共和国,是美籍知名学者访问新中国的第一人。他回美以后,对促进中美建交、促进两国人民的相互了解,促进中美科学技术教育交流都做了大量工作。杨振宁受聘为北京大学、复旦大学、中国科学技术大学、中山大学等校的名誉教授,中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。杨振宁发表过约200篇科学论文和报告。三、轶事:1.名师出高徒杨振宁,这是一个在当代中国家喻户晓的名字,更是一个让全世界的华人感到骄傲的名字。杨振宁能取得如此巨大的成就,是与他善于寻求并能够获得名师的指点分不开的。俗话说“名师出高徒”。杨振宁的父亲就是他的第一位“名师”。1922年9月22日,当杨振宁出生在安徽合肥市时,他父亲正在百里之外的安庆市一所中学里教数学。这位名叫杨武之的中学老师学识渊博又不断进取,就在杨振宁未满周岁之际,杨武之考取了公费留洋名额去美国。6年之后,他获得博士学位并回国,先大厦门大学任教,后来又应聘聘到清华大学任教数学系教授。杨振宁的群论知识就是得益于他父亲杨武之。2.吉利的第8号报名单1938年西南联大招考报名时,杨振宁早早来到报名处,领到了序号是“第8号”的报名单。最后他以优异的成绩考进西南联大,就在那里,他走上了探索科学的道路。西南联大的物理系,真是群星荟萃、英才毕至:赵忠尧、吴有训、周培源、吴大猷、王竹溪等等,这些当代中国物理学界的泰斗们,当时都在那里任教。1942年,他在吴大猷教授的指导下完成了毕业论文,获得了物理学学士的学位。过了两年,杨振宁又在王竹溪教授门下攻读研究生,并取得了物理学硕士学位。3.心目中崇拜的三位物理学大师1944年,杨振宁考取了留学奖学金,1945年,他来到美国。当时,杨振宁最佩服的物理学家有三位:创立相对论的爱因斯坦,量子力学创始人之一的狄拉克和主持建造世界上第一座原子核反应堆的费米。这三位物理学大师都是诺贝尔奖获得者,他们有个共同的特点,就是能在非常复杂的物理现象中一下子抓住问题的实质,然后用简单而美妙的数学方法把它们表示出来。深受三位大师的影响,杨振宁日后的工作也带有这样的特点。4.走进“象牙之塔”杨振宁来到美国后就想追随费米,于是,他来到费米任教的芝加哥大学。但是,当时费米正在参加研制原子弹的工作,由于保密的要求,不容他与外界多接触,于是他把杨振宁介绍给泰勒博士(后来成为美国的氢弹之父)。1948年,杨振宁在泰勒的指导下,以优秀的成绩取得了博士学位。一年之后,由费米和泰勒的推荐,杨振宁来到号称“象牙之塔”的普林斯顿高等学术研究所。举世闻名的爱因斯坦就在那里工作。那是个研究气氛非常活跃,而竞争也是很激烈的地方。在那里,杨振宁同李政道、米尔斯等人合作,取得了他一生中最重要的两项成就:他与李政道合作,推翻了几十年来被物理学界奉为金科玉律的“宇称守恒定律”,提出了在弱相互作用中宇称不守恒,两人因此而共同获得1957年诺贝尔物理学奖;他和米尔斯合作提出了规范场理论,这是迄今为止人类发现的三种场理论中的一种,还有两种是麦克斯韦提出的电磁场理论,和爱因斯坦提出的广义相对论引力场理论。5.20世纪的第三位“物理全才”有人说他是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”。不管怎样,昔日的“高徒”杨振宁在众多“名师”的培养下脱颖而出,自已也成为一位“名师”了。
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
楼上太过分了,人家对历史是有贡献的,学人家可学之处,不要揪住坏处不放,私生活不被人所接受,那就不要说不就行了。
姓名:杨振宁 性别:男 出生年月:1922年10月1日 籍贯:安徽合肥 学历:博士后杨振宁是1922年10月1日生于安徽合肥(后来他的出生日期在1945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60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,旋即进入西南联大的研究院。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象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。20多年来,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。"
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。
杨振宁,出生于安徽省合肥县(今肥西县),著名美籍华裔科学家、诺贝尔物理学奖获得者。其于1954年提出的规范场理论,于70年代发展为统合与了解基本粒子强、弱、电磁等三种相互作用力的基础;1957年由于与李政道提出的“弱相互作用中宇称不守恒”观念被实验证明而共同获得诺贝尔物理学奖;此外曾在统计物理、凝聚态物理、量子场论、数学物理等领域做出多项贡献。
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