1979 年获奖的电弱统一理论,建立在杨- 米尔斯理论上 。
1999 年的奖,是关于杨- 米尔斯理论的可重正性 。
2004 年的奖,是关于杨- 米尔斯理论的渐近自由 。
还有2013年获奖的希格斯粒子,实际上是对杨-米尔斯理论的重要补充 。零质量粒子问题被解决了,希格斯机制可以赋予零质量的粒子质量 。从此,杨-米尔斯理论再无弱点,真正成为今天的粒子物理标准模型“万物之理”的基石 。一切基本相互作用,都可以被纳入杨-米尔斯理论的框架之中 。
物理学家戴森在一篇《鸟与青蛙》的文章里这样评价杨振宁——“对称性决定了相互作用这个观点,是杨振宁对物理学最伟大的贡献 。这个贡献是一只鸟的贡献,她高高翱翔在小问题的雨林之上,而我们大多数人在雨林中消耗着我们的一生 。”
文章插图
四位意气风发的理论物理学家:派斯、李政道、杨振宁、戴森|普林斯顿IAS
物理学家格罗斯则说,“对称性支配相互作用,而杨振宁支配对称性 。”
如今,有四大理论被认为是物理学最闪耀的明珠——牛顿的引力理论,麦克斯韦的电磁理论,爱因斯坦的广义相对论,以及杨-米尔斯理论 。
杨振宁还发现,物理学里“规范场”的许多概念,竟然能一一对应到数学里“纤维丛”的许多概念 。研究万物至理的物理,和纯粹理性的数学竟然殊途同归 。
结果是,杨-米尔斯理论还带来了一些数学里的进展和突破 。2019年的阿贝尔奖(相当于数学界的诺贝尔奖),其中部分成果就是对杨-米尔斯方程的拓展 。
有一次,杨振宁和大数学家陈省身谈起这种精确对应,杨振宁说,想不到你们数学家可以凭空想象出这些概念来 。陈省身立刻反驳说,这些概念可不是凭空想出来的,是自然的、真实的 。
得失寸心知
杨振宁曾经从自己1945年到1980年的论文里选了几篇,编了一本自选论文集,还加了点评 。
在论文集的扉页,是他自己译成英文的杜甫诗句——
A piece of literature
Is meant for the millennium.
But its ups and downs are known
Already in the author's heart.
文章千古事,得失寸心知 。
这句诗也被刻在2012年清华大学送给杨振宁的90岁生日礼物上,那是一个黑色大理石方块,顶部刻着杜甫的诗,四个侧面则刻着杨振宁在物理四个领域的13项重要贡献——
统计力学
1952年 相变理论
1957年 玻色子多体问题
1967年 杨—巴克斯特方程
1969年 1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解
凝聚态物理
1961年 超导体磁通量子化的理论解释
1962年 非对角长程序
粒子物理
1956年 宇称不守恒
1957年 时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性
1960年 高能中微子实验的理论探讨
1964年 CP 不守恒的唯象框架
场论
1954年 杨—米尔斯 规范场论
1974年 规范场论的积分形式
1975年 规范场论与纤维丛理论的对应
费曼曾经提过一个问题,“如果发生了某个大灾难,所有科学知识都被摧毁,如何用最少的词传递最多的信息给未来的人类?”
费曼自己的回答是一句话,“万物都是由原子构成的 。”
现在,物理学家们认为,除了原子这句之外,最好再加上一句——
“对称性决定了守恒定律 。”
被称为“对称之王”(Lord of Symmetry)的杨振宁所做的工作,将与此句一起,永远流传 。
参考文献
[1]杨建邺著. 杨振宁传. 北京:商务印书馆, 2020
[2]江才健著. 杨振宁传 规范与对称之美 2011年全新修订. 广州:广东经济出版社, 2011.05.
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