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杨振宁拥有13项诺贝尔级别成就(与牛顿、爱因斯坦比肩,有13项诺奖级别成果的杨振宁究竟有多牛)

2024-05-10 11:57:20|网友 |来源:互联网整理

杨振宁拥有13项诺贝尔级别成就

杨振宁拥有13项诺贝尔级别成就体现在统计力学、凝聚态物理、粒子物理、场论等4个领域。

1954年他和米尔斯教授共同创建的“杨-米尔斯规范场”理论为粒子物理学提供了基本框架。

他被学术界公认为拥有13项诺贝尔级别的成就,是20世纪乃至21世纪全球屈指可数的物理学大师之一。

杨振宁积极推动中美文化交流

杨振宁还是中美关系缓和后回中国探访的第一位华人科学家,他积极推动中美文化交流和中美人民互相了解,在促进中美两国建交、中美人才交流和科技合作等方面作出重大贡献。

2001年和2007年,杨振宁先生两次莅临合肥科技馆,并参观了杨振宁陈列馆。

作为合肥市科技馆名誉馆长,杨振宁先生一直关心家乡科技教育事业的发展情况。

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与牛顿、爱因斯坦比肩,有13项诺奖级别成果的杨振宁究竟有多牛

视频介绍

由香港求是科技基金会主办、清华大学承办的“2019年度求是奖颁奖典礼”在清华大学举行。

典礼上,今年的重磅奖项“求是终身成就奖”授予杨振宁,奖金三百万元人民币。

在基金会此前历史上,“求是终身成就奖”得主仅有一位,即基金会元老顾问、“两弹一星”元勋周光召先生。

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杨振宁被誉为当今在世最伟大的物理学家,《Nature》杂志在2000年更是把他评为影响世界千年的TOP20物理学家,那么杨振宁究竟有多牛呢?

1926 年,物理学家提出了宇称守恒定律,并且把对称和守恒定律的关系由经典力学进一步推广到微观世界。

在微观世界“宇称守恒”就是指一个基本粒子与它的“镜像”粒子完全对称。

物理学家发现在四大基本相互作用力里,电磁力、引力、强力的物理规律都具有宇称不变性,由它们支配的过程都宇称守恒。

宇称守恒都符合粒子的三个基本的对称方式:

1、一个是粒子和反粒子互相对称,即对于粒子和反粒子,定律是相同的,这被称为电荷(C)对称。

2、一个是空间反射对称,即同一种粒子之间互为镜像,它们的运动规律是相同的,这叫宇称(P)。

3、一个是时间反演对称,即如果我们颠倒粒子的运动方向,粒子的运动是相同的,这被称为时间(T)对称。

而为了描述这种对称性质,物理上把微观粒子分成两类,一类宇称为正(+1),一类宇称为负(-1),也可称作奇偶,一个系统的总宇称,就等于系统内所有粒子宇称的乘积。

而一个系统无论如何变化,不管是分裂出新粒子,还是结合成新粒子,系统变化前后的总宇称保持不变。

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由此科学家们都坚信弱力也对称守恒,科学家在1956年之前发现了θ和τ两种介子的自旋,质量,电荷完全相同,一度以为是同一种粒子。

而澳大利亚的物理学家达利兹仔细的研究了这两个粒子,利用当时普遍被接受的物理定律去做了一个计算分析,结果表明θ和τ的宇称数不一样,因此不可能是同一种粒子。

θ衰变时产生两个π介子,τ衰变时产生3个π介子,奇数个π介子的总宇称是负的,而偶数个π介子的总宇称是正的,如此看来又似乎不是同一种粒子。

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1956年4月第六届罗彻斯特高能核物理年会在纽约州北部罗彻斯特大学举行,会议上讨论了θ-τ的衰变中,有科学家提出宇称是否有可能不守恒。

然而当时大家都坚信宇称守恒,所以这样的质疑在当时被否定了。

而这个时候,杨振宁和李政道关于"τ-θ之谜”的研究已经取得了进展,杨振宁和李政道在这两种介子的时候,就首先巧妙地提出了我刚才讲到的介子是传递强力的,但是介子在发生衰变时是弱力在产生作用。

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而对于弱相互作用的研究,杨振宁并没有直接入手,而是从β衰变展开,杨振宁和李政道发现,:在过去所有的β衰变实验里,实验结果跟β衰变中宇称是否守恒完全没有关系。

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β衰变

什么意思呢,就是宇称守恒不守恒都不会影响β衰变实验,而当时的科学家因为被固有印象影响,都自动带入了宇称守恒。

杨振宁和李政道得出结论:和一般人确信的相反,虽然在强相互作用和电磁相互作用中宇称守恒以为实验所证实,但是在弱相互作用过程中宇称守恒定律仅仅是一个被推广的 “假设”而已,并没有被实验证实过。

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所以杨振宁和李政道就重新设计了几个可以检验宇称是否守恒的实验,并把具体的实验方法和之前的分析都写进那篇非常著名的论文《在弱相互作用中,宇称是否守恒?》中去了,然后投给了《物理评论》。

但是,等论文发表的时候,论文题目却被杂志的编辑改成了《对于弱相互作用中宇称守恒的质疑》,原因是编辑认为一篇论文的标题不应该是一个问句。

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当时杨振宁和李政道邀请吴健雄帮他们证明弱相互作用下宇称不守恒,吴健雄实验的目的是检验钴60原子衰变时的物理过程是否具有镜像对称性,如图15-3a所示。

实验需要在极低温(0.01K)的条件下进行,使用强磁场把钴60原子核的自旋方向转向左旋或右旋。

图15-3a中将右旋原子核的b衰变叫做“原来实验”,左旋原子核的b衰变叫做“镜像实验”。

如果b衰变中的宇称守恒的话,预料的b射线方向在图中应该向上。

在吴健雄的真实实验设计中,“原来”和“镜像”两个实验同时进行,并将宇称守恒预言的两个b射线方向左右对称安置。

也就是说,如果宇称守恒成立的话,实验结果应该有左右方向相等的角分布,否则便违背了宇称守恒。

最后的实验结果显示角分布的明显不对称,因而证实了弱相互作用中的宇称不守恒。

1957年1月15日,《物理评论》杂志收到了吴健雄等人实验证明宇称不守恒的论文


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弱相互作用下宇称不守恒的消息轰动了整个物理学界,这项发现的重要性达到了什么样的程度呢?1957年1月发布论文,1957年杨振宁和李政道就获得了诺贝尔奖,创造了成果发布获诺将最快纪录。

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这个结论意义重大,在物理学中,时间T、宇称P和电荷C,被认为是现代物理学的基础,三者的守恒一直是物理学

另外有6个菲尔兹奖是研究杨振宁的方程而来(3个和杨米尔斯方程相关,3个和杨巴克斯特方程相关)。

没有错,杨·米尔斯理论所遗留下来的问题是世界七大数学难题之一!

杨振宁在物理史上具有多崇高的地位呢?1997年日本《かがくしゃ》将杨振宁列为第11位;1999年millennium poll physicist将杨振宁列为古今最重要的18位科学家之一;英国学者Albert在科普随笔《弦论能否在低能态验证》里,认为杨振宁最高排第10!

2000年Nature评选过去1000年影响世界的物理学家,杨振宁是健在的唯一一个影响世界千年的物理学家。

Nature是全球最顶级的科学期刊,具有极高的权威性!

不到22岁拿麻省理工博士学位、35岁建立夸克模型的公认天才盖尔曼多次表示“自己不过是将杨振宁标准模型的su(2)对称性扩展到su(3)而已”。

要知道,盖尔曼几乎可以说是当代泡利,怼人毫不留情,几乎很少服人。

量子电动力学大牛弗里曼.戴森在纪念爱因斯坦的著名演讲《鸟和青蛙》里这样评价杨振宁:他高高地飞翔在诸多小问题构成的热带雨林之上,我们中的绝大多数在这些小问题耗尽了一生的时光。

丁肇中先生评价杨振宁:杨振宁是20世纪伟大科学家之一, 当人们回顾20世纪物理发展主要里程碑时马上就想到1.相对论2.量子力学3.杨振宁。

规范场...标准模型能解释关于亚原子粒子的所有实验数据,直到能量大约高达一万亿电子伏。

这大约是现在运行中的原子对撞机的极限能量。

因此说标准模型是科学史上最成功的理论也并不为过。

1994年 富兰克林奖章和鲍威尔奖颁奖典礼上的颁奖词。

上“这一理论模型已经与牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的成就比肩,并必然将对未来产生可相提并论的影响。

(This theoretical model, already ranked alongside the works of Newton,Maxwell, and Einstein, will surely have a comparable influence on future generations.)"

杨振宁回到中国之后,其实也为中国做出了很多的贡献!

1972年,杨振宁向周恩来提出,拟向诺贝尔奖委员会推荐我国人工合成胰岛素研究成果。

杨振宁为中国协助或者直接建立一流物理实验室60余座,为清华大学和南开大学一共筹集约20亿美金的科研经费。

他以清华大学的名义发表SCI论文30多篇,将冷原子、凝聚态物理科研水平一下子提高了几十年,为我国在世界科学界争得了巨大荣誉。

杨振宁利用自己的影响,推荐1200多名青年学者出国访问、深造,绝大多数都归国成为科学界的栋梁之才。

据朱邦芬院士在南开大学讲:杨振宁在清华大学的年薪为人民币100万元,但他分文不取,捐给了他1997年亲自创办的清华大学高等研究中心。

他变卖掉了自己在美国纽约的一处豪华住宅,向清华捐了100万美元。

在清华大学,他设立了“杨振宁讲座”,“杨振宁奖学金”,“杨振宁基金会”,并亲自担任高等研究中心名誉主任,基金会主席。

另外,杨振宁先生的国籍也改回来了中国国籍,并且劝说了姚期智等一大批顶尖科学家回国!

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