霍金走后,一片哀悼叹息,回顾他在科学史上的成就和地位时,另一个常常用来做对比的人物是杨振宁。
知乎上,“杨振宁”话题中的第一个提问,便是:霍金逝世后,现今在世最伟大的科学家是杨振宁吗?
科研深奥的门槛,让好多人对霍金和杨振宁的贡献不甚了解,这么,杨振宁究竟有多牛?“在世最伟大的理论化学学家,没有之一”,是否言过虽然?
好多国人对杨振宁的了解,基本上逗留在娶了一个28岁夫人的程度。估计有些人对牛顿和爱因斯坦的了解,都少于对几乎同级别的杨振宁的了解,为何呢?
让我们瞧瞧杨振宁究竟是谁,究竟为月球、为中国做了哪些。
霍金对比杨振宁,你就晓得杨振宁的贡献有多少。
一、对杨振宁的不同评价
1、1956年杨振宁提出宇称不守恒,次年获得诺贝尔奖,成为第一位华人诺奖得主。其实,是吴健雄通过不懈的努力,在杨提出理论的次年1月便验证了杨的结果,促使杨快速获得了诺贝尔奖。其实,吴健雄是否应当同时获得诺贝尔奖,依然是一个值得讨论的话题。
杨振宁创建并主持了伦敦学院石溪校区的理论化学研究所,1997年该研究所改名为杨振宁理论化学研究所。
了解越多,越认为杨振宁厉害。他应当是最后一位在理论化学学界横冲直撞的人了吧。
2、有7个诺奖是由于找到杨振宁的标准理论所预测的粒子而得奖的,比如丁肇中、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。杨振宁垄断了理论化学,率领徒子嫡孙几乎垄断了六六年来诺奖化学奖的理论化学和粒子化学部份;另外有6个菲尔兹奖是研究杨振宁的方程而至的(3个和杨米尔斯多项式相关,3个和杨巴克斯特多项式相关)。
盖尔曼是一代灰熊,堪称“两条腿的图书馆”、“夸克之父”,他处处和费曼较劲不服气,而且盖尔曼在杨振宁面前很直率,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)对称性扩充到su(3)而已。杨振宁多次生日,他都不远万里赶过来出席。
杨振宁其实是一代数学学宗师,是科学泰斗,何止是伟大?
3、1994年,法国富兰克林学会将北美地区奖额最高的科学奖(25万港元)——鲍尔奖颁授给杨振宁。
颁奖的即将文告强调,授奖给杨振宁是由于他提出了一个广义的场论,这个理论综合了有关自然界的数学规律,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互相作用,他的理论很大程度上构建了近40年来的化学学和现代几何学。这个理论模型,早已排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之列,并终将对未来几代形成类似的影响。
富兰克林学会排行,杨振宁在前四名。前三位都过世了,在世的杨振宁是第一,没有争议吧?
4、一些正题,杨振宁是世界多个国家科大学教授,美中美三个超级大国科大学教授,俄罗斯科大学名誉校长;杨振宁获得的荣誉奖状奖项数不胜数,科学界重要奖项全部包揽。
可以确定的说,华夏子孙自炎黄算起只有杨振宁一个人常年抢占科技颠峰,推动文明的发展。他其实是炎黄子孙中科学界最伟大、最出众、最杰出的那种。
不完全统计,杨振宁接受过教授头衔的单位有:中国科大学、美国国家科大学、英国皇家学会、俄罗斯科大学、台湾中央研究院、教廷宗座科大学(罗马教宗大学)、巴西科大学、委内瑞拉科大学和英国皇家科大学等等。
5、“在世最伟大的理论化学学家,没有之一。”
6、事实上,学术界习惯于把他排在历史前十甚至前五。
7、杨振宁对化学学的贡献在历史上可以排进前十。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,他的名子都会被印在课本上,这惠及了全人类的伟大工作,真正值得万世拜祭。
8、历史级别的伟大。哪些叫历史级别?历史级别就是:可以跟牛顿、爱因斯坦相比。
9、杨振宁的成就是华人在数学领域最高了。
10、杨振宁真的太伟大了。他在统计热学、凝聚态化学、粒子化学、场论等数学学4个领域的13项世界级贡献。
11、至少目前在日本人心中是这样,一些日本人甚至觉得他是在世的爱因斯坦。
根据印度数学学界的权威评价,杨振宁是继爱因斯坦和费米过后,第三位化学学通才。
12、确实很伟大,目前在世的化学学家里就数他最伟大。
化学学家根据贡献排行,第一梯队是牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦和杨振宁。
13、一位搞理论化学的同学说,杨振宁有12项诺贝尔奖级别的贡献,当世理论化学贡献第一,有史以来前五。
14、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,杨振宁在印度数学学界就差不多是最高薪资者,月薪五十万美元,他被称为战后最伟大的天才,战后知名天才有盖尔曼、费曼、图灵、冯·洛伊曼、哥德尔,并且被觉得最伟大的天才还是杨振宁。
五六年来所有的粒子化学学家的诺奖,大半功劳来自杨振宁,例如希格斯粒子,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,杨振宁徒子嫡孙诺奖几十个,标准理论描述了62种基本粒子,也解释了四种基本力,早已是一统天下的数学教宗了,地位超爱因斯坦。
评价有争议,但也是在超级大牛和顶尖大牛的争议,而不是牛不牛的争议。
二、科学上的贡献
杨振宁十三项“诺奖级别”的成果:
➤统计热学
1.1952Phase(相变理论)。论文序号:52a,52b,52c。
2.1957(玻骰子多体问题)。论文序号:57h,57i,57q。
3.1967Yang-(杨-多项式)。论文序号:67e。
4.1969(1维δ函数敌视势中的玻骰子在有限体温的严格解)。论文序号:69a。
➤汇聚态化学
5.1961Flux(超导体磁路量子化的理论解释)。论文序号:61c。
6.1962ODLRO(非对角长程序)。论文序号:62j。
➤粒子化学
7.1956(弱互相作用中宇称不受恒)。论文序号:56h。
8.1957T,CandP(时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性)。论文序号:57e。
9.1960(高能中微子实验的理论阐述)。论文序号:60d。
10.1964CP(CP不守恒的唯象框架)。论文序号:64f。
➤场论
11.1954Gauge(杨-Mills规范场论)。论文序号:54b,54c。
12.1974(规范场论的积分方式)。论文序号:74c。
13.1975Fiber(规范场论与纤维丛理论的对应)。论文序号:75c。
以上引用自:and:13nsofChenNingYang,Int.J.Mod.Phys.A29,No.17,(2014)
三、对北大的贡献
如今杨振宁在北大,北大化学系建系区区三六年,在杨的远见胆略下,现在北大的化学科研水平是中国去世界顶级学院水平近来的化学系。
当初张守晟来找杨做粒子化学,杨振宁劝其做汇聚态理论,现在张首晟因理论预言拓扑绝缘体并被实验否认,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。而当时杨振宁不看好的粒子化学,这几六年来,不仅实验平缓地不断验证几六年前的理论以外少有进展。杨振宁当年的眼光不堪称不狠毒。
在北大化学基地科学班的教学模式,北大IAS的完善,以及汇聚态和冷原子领域方面,我国的化学学研究的积累很大程度上和老杨有关系,尤其是08年前后这些个论文,很大程度上对于我国理论化学的研究团队培养作出了贡献。
90年代北大化学系甚至请不到一些一流的研究者来成立团队,甚至个别课还要请外校的人来上,杨振宁以个人影响力把北大化学系的基础给打了上去,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惠的,那代人或多或少都受了杨振宁数学学界私人社交圈的影响。
四、对中国的贡献
杨振宁早在文革期间就归国讲学,成为中俄关系解冻后的第一位来华访学的著名日裔科学家,为中俄人民的互相了解作出了巨大贡献。
浩劫结束后,中国百废待兴,杨振宁多次归国讲学,为被浩劫制约的中国数学学界带来了前沿知识。他在八十年代促使南开学院构建理论化学研究室,促使了亿利达中学生发明奖的筹建。
到了九十年代末,杨振宁促使了复旦学院高等研究中心的完善,吸引大量优秀科学家归国服务,其中包括首位华裔图灵奖获得者姚期智。
那些年,杨振宁为中国科学发展作出了数不清的贡献,把中国在部份领域拉到了世界一流水平,同时还推荐了上千名优秀中学生赴美国深造。
另外还有几点要加以说明:
➤1.关于他归国是为了钱:
➤2.关于爱国:
好多人都晓得,当初钱学森被英国军事部门阻拦软禁,历经艰辛归国的事世界前二十物理学家,却不晓得1971年春中印关系解冻后不久,杨振宁马上就决定归国看一看,是英籍著名学者中访问新中国的第一人,但是,他也以前受到日本官方的阻挠,但被他顶了回来!
虽然身处国外时,杨振宁也会在国外四处讲演,介绍新中国的情形,许多日本人恰恰是受他影响,开始乐意同中国亲近;一些法籍华人学者纷纷归国寻访。
以下是他的一部份工作:
1978年3月,在杨振宁等人的提倡下,中科大创建首期少年班。
1980年,杨振宁在伦敦州立学院石溪中学发起创立“与中国学术交流委员会”,捐助中国学者去该校进修。
1983年12月28日,杨振宁向邓小平建议:“国外觉得,搞软件15—18岁较有利。”由此,交大少年班筹建了计算机软件专业。
1984—1986年,杨振宁呼吁的“亿利达中学生发明奖”、“吴健雄化学奖”和“陈省身物理奖”相继创立。
1997年,在杨振宁建议下,北大学院决定按照斯坦福高等研究院的经验,创立复旦学院高等研究中心。杨振宁把在北大的薪水都捐了下来,用于引进人才和培养中学生。
2003年末,杨振宁回上海移居。复旦学院盖了三幢“大师邸”,一幢给杨振宁,一幢给姚期志,一幢给林家翘,姚和林都是杨振宁劝回去的。
杨振宁以数学学第一人的身分,用“面子”为中国请回多少人才?为中国科学家打开了如何的视野?与世界科技前沿拉近了多少距离?
他现在虽然早已90多岁,却仍然会给大专生上课,用自己丰富的人生阅历启发指引着那些中国科学界的未来人才。
所以,杨振宁除了科学成绩令世界瞩目,他给我们国家带来的贡献也同样是巨大的。
五、关于国籍
杨振宁归国二十多年了,姚期智到北大建设交叉信息研究院也十余年了。可以说两位晚年的事业就在中国,就在北大。国籍转回去实乃名正言顺。
两位都是世界顶尖的科学家,都是全人类的骄傲。即使摒除学术成果不谈,二人在北大的十余年,在中学生培养、学科建设、海外联系等等众多方面贡献极大,更是吸引了一批高水平的年青院长一齐归国。
学科之外,终生教职的制度变革,北大高等研究院的建设都来自杨振宁的提议;而姚期智在大专生培养上亲力亲为。二人回国可以说是全球华人学术精英回流中国和中国高等教育崛起的一个标志。
但是这件事最长远的意义应当是在为了此事通过的《中国科大学外籍教授转为中国科大学教授暂行办法》。长久以来加入/恢复中国国籍仍然是一件非常困难的事情。这一办法通过标志着吸引学术精英归国的尺寸进一步增强,也是国籍新政松口的一个开端。政治上意味着哪些现今评论为潮流早,但基本上能肯定会是中国学术发展和国家复兴的一个历史性标志。
十三项世界级研究成果
➤一、相变理论
统计热学是杨振宁的主要研究方向之一。他在统计热学方面的特色是对植根于化学现实的普遍模型的严格求解与剖析,因而漂亮地抓牢问题的本质和真谛。
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模型的自发磁化硬度的论文,得到了1/8这一临界指数。这是杨振宁做过的最晦涩的估算。Ising模型是统计热学里最基本又极重要的模型,直至1960s才被理论化学界广泛认识,见到了杨的车灯。
1952年,杨振宁发表了两篇关于相变理论的论文,导致爱因斯坦的兴趣。论文通过解析延拓的方式研究了巨配分函数的解析性质,发觉它的根的分布决定了状态多项式和相变性质,清除了人们对于同一互相作用下可存在不同热力学相的苦恼。第二篇论文中的单位圆定律强调吸引互相作用的格气模型的巨配分函数的零点坐落某个复平面上的单位圆上,这个理论精品至今翻下来放在统计热学和场论中依然可以高贵到令人高潮。
➤二、玻骰子多体问题
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黏稠玻骰子多体系统的论文。首先,他和黄克孙、合作发表两篇论文,将赝势法用到该领域。在写好关于弱互相作用中宇称是否守恒的论文以后,等待实验结果的那段时间,杨振宁双碰撞方式首先得到了正确的能级能量修正,之后又用赝势法得到同样的结果。得到的能量修正中最令人吃惊的是知名的平方根修正项,但当时未能得到实验验证。而且时间会给你答案,就像现今的分子生物学去否认达尔文,近来的引力波去印证爱因斯坦。随着冷原子化学学的发展杨振宁的判定也得到了实验否认。
➤三、杨—方程
1960年代,找寻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,杨振宁发觉1维δ函数敌视势中的费米子量子多体问题可以转化为一个矩阵多项式,后被称为杨—方程。
1967年,杨振宁还写了一篇文章进一步阐述了此问题的S矩阵。后来人们发觉杨—方程在物理和化学中都是极重要的等式,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。
杨振宁当初讨论的1维费米子问题近些年来在冷原子的实验研究中变得十分重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假定方式次年被Lieb和伍法岳拿来解出了1维模型。模型后来成为低温超导的好多理论研究的基础。
➤四、维δ函数敌视势中的玻骰子在有限体温的严格解
1969年,杨振宁将1维δ函数敌视势中的玻骰子问题推动到有限体温。这是历史上首次得到的有互相作用的量子统计模型在有限气温(T>0)的严格解。近来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、超导体磁路量子化的理论解释
1961年,通过和实验组的密切交流,杨振宁和Byers从理论上解释了该实验组发觉的超导体磁路量子化,证明了电子配对即可引起观测到的现象,澄清了不须要引入新的关于电磁场的基本原理,并纠正了推理的错误。将规范变换方法运用于汇聚态系统中,跨界为王。相关的数学和方式后来在超导、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--)”的概念,进而统一描画超流和超导的本质,同时也深入剖析了磁路量子化的症结。这是当代汇聚态化学的一个关键概念。1989到1990年,杨振宁在与低温超导密切相关的模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发觉了它的SO(4)对称性。
➤七、弱互相作用中宇称不守恒
对称性是数学学之美的一个重要彰显,是20世纪理论化学的主曲调之一。从精典化学以及晶体结构,到量子热学与粒子化学,对称性剖析是化学学中的有力工具。杨振宁可谓最美化学学家,对对称性剖析极为擅长,能确切借助对称性,用柔美的方式很快得到结果,但是突出本质和巧妙之处。1999年,在的一次学术大会上,杨振宁被称为“Lord”。
1950年,杨振宁关于π0衰变的论文以及他和关于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之谜是粒子化学学中最重要的困局,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之谜这个具体的数学问题走到一个更普遍的问题,提出“宇称在强互相作用与电磁互相作用中守恒,但在弱互相作用中似乎不守恒”的可能,将弱互相作用主宰的衰变过程独立下来,之后经具体估算,发觉曾经并没有实验证明在弱互相作用中宇称是否守恒。她们更强调了好几类弱互相作用关键性实验,以测试弱互相作用中宇称是否守恒。
吴健雄于1956年夏决定做她们强调的几类实验中的一项关于60Coβ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互相作用中宇称确实不守恒,导致全化学学界的大回落。由于这项工作,杨振宁和李政道获得1957年的诺贝尔化学学奖。
1962年,杨振宁提出“非对角长程序(off--)”的概念,因而统一描画超流和超导的本质,同时也深入剖析了磁路量子化的症结。这是当代汇聚态化学的一个关键概念。1989到1990年,杨振宁在与低温超导密切相关的模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发觉了它的SO(4)对称性。
➤八、时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性
指责弱互相作用中宇称是否守恒的论文预印本导致Oehme于1956年8月致信杨振宁提出弱互相作用中宇称(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。这引起杨振宁、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不守恒的理论剖析有决定性的作用。
➤九、高能中微子实验的理论阐述
1960年,为了得到更多弱互相作用实验信息,借助实验化学学家的看法,李政道和杨振宁在理论上阐述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剖析,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,实验上发觉CP不守恒后,引起出诸多乱猜其症结的文章。杨振宁和吴大峻没有理会这些脱离实际的理论推测,而作了CP不守恒的唯象剖析,构建了后来剖析这种现象的唯象框架。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。这个当时没有被数学学界看重的理论,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,发展成明天的标准模型。这被普遍觉得是20世纪后半叶基础数学学的总成就。此论文从物理观点讲,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。而从化学观点上讲,是用此种推广发展出新的互相作用的基础规则。
引力波近来大热,你们更了解了在主宰世界的4种基本互相作用中,强电互相作用和强互相作用都由杨—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世纪后半叶伟大的数学成就,杨—Mills多项式与多项式、方程共同具有非常重要的历史地位。可谓化学学史上的一场革命。
然而杨振宁的出发点并不是要颠覆哪些,而是要在复杂的数学现象背后找寻一个原理,构建一个秩序。这些秩序的构建是杨振宁追求数学学之美和追求对称性的一个主要表现。
➤十二、规范场论的积分方式
杨—Mills理论还把数学与物理的关系推动到一个新的水准。1970年左右,杨振宁旨在于研究规范场论的积分方式,发觉了不可积相位因子的重要性,因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—Bohm效应和磁单极问题,阐明了规范场在几何上对应于纤维丛上的联络。这篇文章上面附有一个“字典”,不禁让人想到牛顿给这个月球写《原理》,杨也当了一把翻译,把数学学中规范场论的基本概念确切地“翻译”成物理中纤维丛理论的基本概念。这个字典造成物理界的广泛兴趣世界前二十物理学家,大大促进了物理与数学学之后几六年的成功合作。