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杨振宁毫无疑问是全世界最伟大的科学家之一,他是当今物理学界泰斗级人物。那么,杨振宁在物理学领域有过哪些重要贡献呢?他在人类史上最伟大的物理学家中能够排上名号吗?
宇称不守恒原理
一直以来,物理学家认为宇称守恒定律始终是成立的。但θ-τ的衰变似乎打破了这个定律,对此,杨振宁和李政道共同提出,宇称守恒定律在弱相互作用中会被打破。很多物理学家不相信宇宙是不守恒的,泡利也是这样坚信,他表示“上帝不会是个左撇子”。
然而,就在次年,吴健雄的实验没有得到对称结果,这证实了宇称不守恒原理成立。从此之后,人们开始认识到物理定律并不是完全对称的。宇称破缺的发现,成为后来物理学家建立粒子物理标准模型的一个基础。由于这个重大突破,宇称不守恒原理被证明的那一年,杨振宁和李政道就被授予诺贝尔物理学奖。
杨-米尔斯理论
另一方面,杨振宁最重要的成就其实是未获得诺奖的杨-米尔斯理论,这就如同爱因斯坦没有因为相对论而获得诺奖那样。杨-米尔斯理论在现代物理学中有着举足轻重的作用,该理论深刻地影响了20世纪中叶以后物理学的发展。
在19世纪,麦克斯韦认识到电学和磁学在本质上是相同的东西,他创立了电磁学,这是物理学上的第一次统一。进入20世纪之后,物理学家发现了除了引力和电磁力之外的另外两种基本力——弱核力和强核力。物理学家希望,就像电磁场方程组能够统一电力和磁力那样,一个大统一理论就能描述所有的四种基本力。
爱因斯坦在创立广义相对论之后,试图把引力和电磁力统一在一起。但直到他去世,这项工作都没能完成。
直到1954年,爱因斯坦去世的前一年,杨-米尔斯理论的提出为大统一理论指明了方向。基于杨-米尔斯理论,物理学家统一了电磁力和弱核力,创立了电弱统一理论。在温度极高的早期宇宙中,电磁力和弱核力是统一的电弱力。以此为基础,粒子物理标准模型又把强核力统一进去。也就是说,在杨-米尔斯理论的框架下,除了引力之外的三种基本力已经得到统一,可谓是完成了75%的大统一理论。
除此之外,杨振宁还在统计力学、凝聚态物理学方面取得过突出贡献,有些甚至也是诺奖级的,比如杨-巴克斯特方程,这是杨振宁的第三大物理学成就。正因为杨振宁在物理学中做出了诸多开创性的贡献,他被公认为一代物理学大师,当今第一,足以跻身史上最伟大物理学家的前20名。
2000年《自然》杂志评选了人类近千年以来最伟大的物理学家,共有20人上榜,其中只有杨振宁是在世的那一位,排名第18位,与他同时登上榜单的都是那些应经沉睡在历史上的人物,牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦、薛定谔、波尔等等。我们列举一下杨振宁所获得的成就有哪些。
一是杨-密尔斯场。杨振宁最伟大的成就就是验证?杨-密尔斯场?,把大自然中的四种力场统一了三种(电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用)。他的验证不仅仅是猜想那样简单,他是有依据、有证明、有方程、可以验证的科研成果。
二是杨振宁因弱相互作用下宇称不守恒的发现获得了诺贝尔奖,宇称不守恒影响对现代物理学产生的影响不容小视,杨振宁和李政道共同实验验证之后,当年就获得了诺贝尔物理学奖,取得了前所未有的成就。
三是杨振宁的成就为什么在我们看来并没有霍金伟大,实际上霍金所研究的物理学,只是适用于我们大众的科普性质的,他让我们真正的认识了物理学,而杨振宁所研究的方向是因为太深奥,曲高和寡,普通人根本无法理解,连专业的物理学家,能够真正理解他的理论的都是少数人。
杨振宁绝对是世界级的物理学家,他对物理学的贡献得到了世界物理学界的认可,后世对于杨振宁的偏见过重,但杨振宁的爱国之心和求学之心不容否认,他是当之无愧的当今物理学第一人,也是当之无愧的推动现代物理学进步的伟大科学家。
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