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作者简介:杨振宁,世界著名物理学家、中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、香港科学院名誉院士、俄罗斯科学院院士科学博士,英国皇家学会外籍会员。 他于1957年获得诺贝尔物理学奖。
以下是杨振宁2012年发表在《物理学》上的题为《我的学习和研究经历》的文章全文:
1933年至1937年,我在北京崇德中学学习了四年。我第一次接触二十世纪物理学是在中学的小图书馆里看到了吉恩斯的《神秘的宇宙》的中译本。 金斯用通俗语言描述了1905年的狭义相对论、1915年的广义相对论和1925年的量子力学,引起了我的强烈兴趣。
杨振宁高考准考证
1938年秋,我成为西南联大第一位新生。 为了参加入学考试,我借了一本高中物理课本,自学了几个星期。 我发现物理是一门非常适合我学习的学科,所以我选择了联达大学物理系。 我在教科书中读到圆周运动向心加速,而不是切向加速。 起初我以为这和我的直觉感觉不一样。 经过仔细思考,我意识到速度是一个矢量,它不仅有大小,还有方向。 这个故事给了我很大的启发:一方面,直觉很重要,但另一方面物理学家排名杨振宁,你必须能够及时吸收新的想法来纠正你的直觉。
杨振宁年轻时
1942年春,为了准备写学士论文,我去找吴大猷教授,请他做我的导师。 吴大猷教授让我学习《近代物理评论》上的一篇文章,讨论分子光谱与群论的关系。 我父亲推荐了狄克逊的《现代代数理论》。 我学到了群论的美妙之处及其在物理学中的深入应用,这对我后来的工作产生了决定性的影响。 这个区域称为对称原理。 我对对称原理的兴趣源于吴老师的指导。 对称原理是我一生的主要研究领域,占我研究工作的三分之二。
1942年,我考入清华大学研究生院物理系。 我的导师是王竹熙教授。 他的专业是统计力学。 是他引导我进入了统计力学的研究领域。 如今,据估计我一生的研究工作几乎有三分之一是在统计力学方面。
我们选修的两门课程是吴大猷教授教授的经典力学和量子力学。 吴教授的讲座之后,出现了很多关于量子力学的讨论。 我和黄坤、张守廉经常就世间的一切问题进行讨论和争论。 这些辩论和我多年作为教授的经验告诉我,与同学讨论是真正学习的绝佳机会。
1946年初,我成为芝加哥大学物理系的博士生。 去芝加哥的主要原因是我想和恩里科·费米一起写一篇实验博士论文。 但当时他的实验室在阿贡。 当时是保密的,我无法进入,所以费米建议我先和泰勒一起做理论工作。
1947年对我来说是不快乐的一年。 在给黄坤的信中,我用了幻灭这个词来形容我当时的心情。 因为一方面,我虽然很努力,但没有做实验的天赋,而且在理论方面,我找的几个问题都没有结果。 博士生在寻找课题时感到沮丧是很常见的。 回想起来,当年的理论题主要包括以下四项:
1)1944年关于伊辛模型的文章;
2)1931年Bethe关于自旋波的文章;
3)1941年泡利关于场论的综合报告;
4) 1943年以后,有很多关于角分布的文章。
1948 年夏天,芝加哥大学聘我为教员。 一年后,我申请去普林斯顿大学的IAS项目,并在那里待了十七年,从1949年到1966年。在这十七年里,上述四个课题都得到了成果。
伊辛模型的诞生故事可以概括如下: 王竹羲先生让我对统计力学产生了兴趣。 芝加哥的努力没有成功,但已经做了必要的准备。 最后,我吸收了新方法,它开花了。 这个过程:兴趣→准备→突破,我认为是大多数研究工作必须经历的三个步骤。 最终的突破是由新的外部启示引领的。 但大多数情况下,启示来自于自己的“顿悟”:做好准备后,头脑还在下意识地寻找新的概念组合,最后突然找到了正确的组合,顿悟了。
第三个话题是关于泡利著名的综合报告中电磁学的规范不变性。 这是Weyl在1918年到1929年间发现的。我对这种美妙的不变性非常感兴趣,想要推广它,但失败了。 1953-1954 年访问布鲁克海文国家实验室期间,我与米尔斯谈论了推广规范不变性的不成功尝试。 我们决定首先尝试二次多项式。 幸运的是,我们发现添加一个非常简单的二次多项式会让后续的计算变得更加容易和简单。 凭借这一突破,我们很快写下了非常漂亮的规范场方程。 但出现了一个新问题:这些方程似乎表明存在带电荷且质量为零的粒子。 这些是以前从未见过的粒子,理论上是不合理的。 虽然这个问题没有得到解决,但整个想法太美了,应该发表。 这篇文章是我一生中最重要的作品。 从中我认识到,物理中的难题往往不能一举完全解决。 关于与米尔斯的合作,我认为:与他人讨论往往是一种非常有用的研究方法。
1957年杨振宁、李政道荣获诺贝尔物理学奖
1956年夏天,我和李政道仔细研究了过去五种据称证明弱相互作用中宇称守恒的实验后,发现它们都没有证明宇称守恒:它们不够复杂。 因此,我们指出了几种类型的实验,这些实验足够复杂,可以检测弱相互作用中宇称是否守恒。 然而,同事们一致回应:宇称绝对不是不守恒的,杨力建议的实验是浪费时间和资源! 只有吴健雄有独到的见解。 虽然她受到泡利的影响,但她并不认为宇称不守恒。 但她认为,由于过去尚未证明β衰变宇称是否守恒,所以现在应该用实验来检验。 基本法律。
经过六个月的努力,她于1957年初宣布宇称在弱相互作用中不守恒,并且是极不守恒的。 这一结果影响了物理学的多个领域,震惊了整个物理学界。 吴健雄的成功给我们的启示是:永远不要把所谓“不言而喻”的规律视为必然。
2019年4月29日,杨振宁老师再次与中国科学院大学研究生分享学习和研究经历
上面提到了我这些年来得到的很多个人的启发和感受:
1)一方面,直觉很重要,但另一方面,你必须及时吸收新的想法来修正你的直觉。
2)与同学讨论是真正学习的绝佳机会。
3)博士生在寻找课题时感到沮丧是极其常见的。
4) 最好在字段的开头输入新字段。
5)兴趣→准备→突破。
6) 物理学中的难题往往不能一举完全解决。
7)与他人讨论往往是一种非常有用的研究方法。
8)永远不要把所谓的“不言而喻”的法律视为必然。
9)扩大问题往往会带来好的新的发展方向。
10)研究生最好不要进入僧人多的领域。
其中,我认为特别值得注意的是:兴趣→准备→突破。 下面我对从兴趣到准备再到突破的三步过程再补充两点:
1) 我父亲学习数学。 当我还是个孩子的时候,他自然而然地给我讲了一些“鸡兔同笼”、“韩信用兵”等四个问题。 我学得很快,他也很高兴。 许多年后,我在美国生了三个孩子。 在他们小的时候,我还给他们介绍过“鸡兔同笼”、“韩信的军队”等问题。 他们都学得很快,我很高兴。 但我和他们有一个区别:父亲向我介绍了这四个问题后,一年后他再次问我时,我记得很清楚; 我的孩子们,当我一年后再次问他们时,他们记住了这四个问题。 完全忘记了一切。 这给我们一个启示:如果外部信息能够融入到个体大脑中的软件中,它可能会像一颗小种子一样受到“温柔的青睐”,并拥有继续发展的可能性。 如果有好的土壤、好的土壤,可能会继续发展下去。 有了阳光和水物理学家排名杨振宁,可能会发展成一种偏好,可以让这个人喜欢钻研某类问题,喜欢往哪些方向做“准备工作”。 运气好的话,说不定会有所突破,最终开花结果。 结果。
2)诗人、画家范曾于2004年创作巨幅画作,赠送给南开大学陈省身数学研究所。 他为这幅画作了一首诗,最后七字是精炼的优美诗句:真情妙论凝成文章。 范曾从未与陈先生或我讨论过科学创作的过程。 他的诗似乎表明艺术家的创作过程遵循与科学家相同的三个步骤。