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百岁杨振宁 科学界的『大魔王』 重新定义宇宙的人

2021-09-24 08:55:39 来源:华商报 编辑热线:029-88214618
百岁杨振宁 科学界的『大魔王』 重新定义宇宙的人

他是重新定义宇宙的人

他留在国外是因为“国家需要”

他在美期间一直在为中国发声

他回国后奋战科研一线

将国内相关物理科研水平提高了几十年

9月22日,知名物理学家杨振宁先生迎来了百岁生日。作为中国科学院院士、诺贝尔物理学奖获得者,杨振宁是被誉为当代活着的最伟大的物理学家。

早在2000年,《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,杨振宁在这个评选中名列18位,并且他还是这个榜单里唯一一个在世的物理学家。

美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞称他是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”,其他二位分别是爱因斯坦和费米。他和李政道合作提出的弱相互作用中宇称不守恒定律荣获1957年诺贝尔奖。

他为物理学打开了新的大门,开辟了新的道路,可以说是重新定义宇宙的人!

A.他是科学界“大魔王”级别的存在

杨振宁到底有多牛?他不是一般的“牛”,而是科学界公认的“大魔王”级别的存在。

先来看一张照片。这张照片,是国际物理会议后的合影,集中着当今全世界顶尖的物理学家,每一位站出来,都是在各国科学界跺一脚颤三颤的人物。站在最中间“C位”的那个人就是杨振宁——整个物理学界公认的领军人物。

“既然杨振宁的地位那么高,为什么大多数人没有听过他的成就呢?”因为杨振宁研究的东西,我们在日常生活中是很难接触到的,其深奥程度,也是很难理解普及的。九年义务教科书中没有任何提及,高中课本也没有做任何介绍,即便是大学物理系的教科书,都很少涉及相关的知识点。这就注定了他的学问在大众中很难传播。

在这个流量为王的时代,普通大众难以理解的东西,尤其是专业的学术性问题,媒体自然不愿意报道,因为受众面实在是太窄了。

一定程度上可以说,杨振宁是当今在世的最伟大的物理学家,没有之一。

B.高二借来的物理书让他从此着迷

杨振宁1922年10月1日(护照上为9月22日)出生于安徽合肥,其父杨武之早年赴美留学,在斯坦福大学、芝加哥大学学习,获得博士学位。学成归国,先后在厦门大学、清华大学、复旦大学任教。杨武之先生是非常有名的数学教育家,是我国现代数学的先驱者之一。著名数学家陈省身、华罗庚都是其父的学生,其父对我国现代数学的发展有很大贡献。虎父无犬子,杨振宁4岁时仅仅通过一年时间就由母亲教会了三千汉字,良好的家庭环境再加聪颖的天资,注定了杨振宁不平凡的一生。

本来从未接触过物理的杨振宁在1938年因高二升学考试需要借来了一本物理书,不看不要紧,一看吓一跳,杨振宁从未如此着迷过。同年秋天,通过考试进入西南联大的杨振宁第一件事就是把原先听从父亲建议选择的化学系换成了物理系,并在此与邓稼先这个入学晚两年被人叫做“邓老憨”的小学弟建立起了深厚的友谊。此后,杨振宁一路顺风顺水,拿到庚子赔款奖学金赴美读书并在父亲的母校芝加哥大学拿到博士学位。

读完博士的杨振宁进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作,这时收到了邓稼先小学弟的来信,小学弟考上了留美研究生,咨询一下老大哥选择哪个学校比较好,为了加强联系,杨振宁向学弟推荐了离他近而且性价比还高的普渡大学攻读物理。1950年邓稼先取得了博士学位,而这一年他只有26岁,被人叫做“娃娃博士”。8月,邓稼先启程返航与100多名留学生一起历经艰辛回到了祖国的环抱,参加到了建设祖国的队伍里。老学长杨振宁则留在了美国继续他的科研工作。

C.获诺贝尔物理学奖引起震动

1957年杨振宁与李政道共同提出宇称不守恒理论获得诺贝尔物理学奖。这是第一位获此殊荣的华裔科学家。在当时的世界上,引起了极大的震动,中国人不比谁差!前半个世纪被西方列强“坚船利炮”打掉的民族自信心在这一刻得到了极大的振奋,无数中国青年人有了奋斗的目标。

在了解这项诺奖之前,我们需要先说一个名词——宇称守恒。宇称,就是指一个基本粒子与它的镜像粒子完全对称。打个比方,人在照镜子时,镜中的影像和真实的自己,总是具有完全相同的性质——衣着容貌、表情动作等等,都是一致的。这已经成为人类的常识。

所以长久以来,科学家们也便理所当然地认为,一个基本粒子与它的镜像粒子,所有性质也完全相同,运动规律也完全一致,这就是宇称守恒。即使费曼、泡利、朗道这些物理学大师,在研究遇到瓶颈时,也从未质疑过这一物理学“铁律”。直到杨振宁和李政道出现。二人打破了传统的路径依赖,于1956年提出了“弱相互作用中宇称不守恒”,这一发现,直接推翻了“宇称守恒”的金科玉律,让今后的物理学研究少走了许多弯路。从提出理论到获得诺奖,前后只用了不到一年的时间,这种获奖速度,在诺奖百年历史上都是非常罕见的。“它影响了整个物理学界的方方面面,是囊括了分子、原子和基本粒子物理的一项革命。”

但是,“宇称不守恒”还算不上是杨振宁最重要的成就。他最重要的成就,是“规范场论”。诺贝尔物理学奖获得者丁肇中这样评价:“提到20世纪的物理学里程碑,我们首先想到三件事,一是相对论,二是量子力学,三是规范场。”

什么是“规范场”呢?这里用最直观的例子,稍作解释一下。大自然中,存在着各种各样的现象:声、光、热、电,运动……物理学家们研究这些现象,得到了一堆关于运动、声学、光学、热学之类的定律和公式。这些定律和公式越来越多,且“各自为政”,让物理学变得越来越繁琐复杂。于是,物理学家们开始考虑,有没有一套统一的理论,来解释全部的现象呢?他们由此提出了大一统理论,即“万物之理”,希望以此揭开万物运行的本质规律,寻找“推动世界运行的上帝之手”。

经过两个多世纪的努力,物理学家们发现,造成这些现象背后的“力”本质上可归结为两类:一个是引力,另一个是电磁力。

牛顿提出三大运动定律和万有引力定律,将大到行星运动、小到两个铁球同时落地这些现象解释出来,统一了引力;麦克斯韦提出麦克斯韦方程组,将一切电现象、磁现象和光现象,统一为了电磁力。接下来,如果谁能将引力和电磁力统一起来,就能完成物理界的“大一统”,找到“上帝之手”。但是,牛顿没能完成,麦克斯韦也没能完成。并且,后人在后续的研究中渐渐发现,麦克斯韦方程组和牛顿力学的框架,二者竟然是矛盾的。这俩大神到底谁错了?这个时候,爱因斯坦站了出来,说二者都没有错,只是需要“调整”一下。于是,他提出了狭义相对论和广义相对论,解决了引力和电磁力之间的矛盾,震惊了全世界的物理学家,由此“一战封神”。

接下来物理学最重要的任务就是如何把引力和电磁力统一起来了。可惜的是,聪明如爱因斯坦,穷尽后半生,也没能完成二者的“大一统”。不仅如此,随着实验仪器的进步,人们撬开原子核,在原子核内部又发现了两种新的力:强力和弱力。这下可好,不仅没能统一,反而多出了两个力。面对新出现的两个力,人们压根不知道该怎么描述。大一统理论,忽然就变得遥遥无期了。

研究陷入了瓶颈,所有物理学家对此一筹莫展。就在这个时候,杨振宁和米尔斯提出了“杨-米尔斯规范场论”,将宇宙中已知的四种基本力,除引力之外,直接统一了其他三种,朝着“大统一理论”迈出了非常重要的一步。这些,堪称一部极简的物理学统一史。

D.不回国背后的“秘密”

杨振宁取得了举世瞩目的成就,但在很多国人的眼中对其有些质疑,其中最多的一个声音是:“在中国最困难最需要科学家的时候,钱学森、邓稼先都回国了,杨振宁为什么不回来?反而加入了美国国籍?”

关于这个问题,其实钱学森早已给出了答案:“是因为国家需要杨振宁留在国外,他在国外的作用,远比国内大。”

当年,美国政府为了打压中国,采取各种软硬措施,禁止留美的中国籍博士返华。中国政府想了很多办法,终于迎回了钱学森、邓稼先,因为这二人搞的是应用科学,当时国家急需研制导弹、原子弹,他们回国可以帮上大忙。

为什么没有让杨振宁回国呢?因为杨振宁搞的是理论物理研究。在当时中国落后的实验条件下,杨振宁回国几乎做不出什么突出的贡献,反而会分掉其他科学家的研究经费,这对国家和个人都是不利的。

一个普遍的观点:应用科学是国家的,理论科学是世界的。如果我们懂了这句话,自然就知道国家的安排是正确的。

至于杨振宁为什么要加入美国国籍,则是因为他经常要出国交流和访学,持当时的护照出国会受阻。

但杨振宁一直心系祖国。在美国的那段时间,杨振宁一直在为中国发声。1971年,他参与保钓活动,在“归还冲绳协定”听证会上作证,从历史、地理和现实的角度,全面讲述钓鱼岛是中国领土的事实。1977年,他自掏腰包,在《纽约时报》上刊登全页广告——致美国卡特总统的公开信,要求美国政府放弃孤立中国的政策,尽快与中国建交。

除此之外,杨振宁还自发筹集资金,在纽约组织成立了“与中国学术交流委员会”,帮助中国学者到美国学习访问,前后共有1000多名中国学者得到了深造的机会。

著名教育学家周培源对杨振宁有一句评价:“杨振宁是美籍华裔科学家访问中国的第一人,也是架设起中美之间科学家友谊和交流桥梁的第一人。光是这方面的贡献,杨振宁的成就便是无人能及的。”

E.百岁高龄仍战斗在科研一线

2003年底,杨振宁回国定居,搬到清华大学长住。此时,他已经81岁。

杨振宁参与建设了国内60多个顶级物理实验室,他亲自做研究,以清华大学的名义发表SCI论文30多篇,将理论凝聚态物理、冷原子物理科研水平提高了几十年,更为国家培养了一大批人才。

如今,百岁的杨振宁仍然战斗在科研一线。对后辈的提携和对祖国的报效,他一刻也不曾停歇。他的科研成果是全人类的宝贵财富,他让世界知道了中国人在物理学上的巅峰成就。 综合央视、世界华人周刊等

【>>解惑】

为什么99岁是百岁寿辰?

9月22日,由清华大学、中国物理学会、香港中文大学联合主办的杨振宁先生学术思想研讨会——贺杨先生百岁华诞在清华大学举行。出生于1922年9月22日(护照显示)的杨振宁先生,算下来今年9月22日应该是他99岁生日,为什么会提前庆祝百岁寿辰?有说法是,这是他农历100岁生日。

还有一种说法,说是与民间“过九不过十”的旧俗有关,所以今年也是他的百岁寿辰,但这一点是否属实,尚未可知。

【>>逸事】

杨振宁曾与爱因斯坦做同事

据央视报道,杨振宁在芝加哥大学博士毕业以后,在费米和泰勒的推荐下,去往普林斯顿高等研究所做博士后。在普林斯顿高等研究所,杨振宁与仰慕已久的爱因斯坦成为了同事,并在统计力学方面和爱因斯坦有过短暂的交流,杨振宁一直为此感到自豪。

杨振宁先生曾提到,和爱因斯坦有过几次交流,也没留下一张合照,心中多有遗憾。但他的儿子却巧合的和爱因斯坦留下了一张珍贵的合照。

那时,杨振宁带着3岁的儿子,在爱因斯坦每天都要经过的路上遇到了,就让儿子和爱因斯坦留影合照。而在这张照片拍摄10个月之后,爱因斯坦就去世了。因此,这张照片成了杨振宁最为珍贵的照片之一。

他让世界知道了中国人在物理学上的巅峰成就

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