诺贝尔奖得主杨振宁的精彩科学人生(1)_科普百科_光明网(组图)

2012年08月12日12:45 | 我来说两句(人参与) | 保存到博客
方锦清
  
方锦清
杨振宁和李政道教授俩一起在1957年获得了诺贝尔物理学奖,当时轰动了全球,特别是华人世界。他们都是当之无愧的世界著名的物理学家。我们已经简介了李政道教授的科学人生。现在,本文将简介杨振宁教授充满了传奇色彩的科学人生和动人故事。
全世界全才的三个理论物理学家之一
全世界全才的三个理论物理学家之一

  杨振宁对物理学的贡献范围很广,包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等。除了同李政道一起发现宇称不守恒之外,杨振宁还率先与米尔斯(R.L.Mills)提出了"杨-米尔斯规范场",与巴克斯特(R.Baxter)创立了"杨-巴克斯方程"。美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)推崇杨振宁是"全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一"。杨振宁在1957年诺贝尔演讲中这样说道:"那时候,物理学家发现他们所处的情况就好像一个人在一间黑屋子里摸索出路一样。他知道在某个方向上,必定有一个能使他脱离困境的门。然而究竟在哪个方向呢?"原来,那个方向就是宇称守恒定律不适用于弱相互作用。”,然而,杨-米尔斯规范场和杨-巴克斯方程又是他开辟的成功的新研究方向!

  注:

  吴健雄的老师、美国知名物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞(E.Segre)认为,在这几十年中全世界可以算得上全才的理论物理学家有三个:费曼、朗道和杨振宁,他们在非常不同的领域中做出了巨大的贡献,这样的人才是不多的。

  庆贺杨先生90华诞

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  根据清华大学校友网报道,杨振宁先生出生于1922年,今年迎来90华诞。同时迎来杨振宁为名誉主任的清华大学高等研究中心(更名为“高等研究院”)成立于1997年。清华大学以学术的方式为杨振宁先生共祝90华诞和15周年。

  纪念会上,清华大学党委书记胡和平代表学校祝贺杨振宁先生90

  华诞,并赠送了一份特别的生日礼物。胡和平说:“杨振宁先生是为人类社会、中华民族作出大贡献的人,他的学术成就是人类知识宝库里一颗璀璨明珠,对人类在科学上的探索、对物理学的发展产生了重要影响。”

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  清华大学书记给他赠送华诞礼物

  清华大学赠给他的礼物是一块精巧的水晶制品,呈四方形,8厘米见方。顶部是杨先生喜爱的杜甫的诗句“文章千古事,得失寸心知”,用楷体写就。四个侧面用英文镌刻着杨振宁在粒子物理、场论、统计物理和凝聚态物理四个领域的13

  项科学成就。礼物通体黑色,配以金字,庄重典雅,简洁优美,象征着科学研究的纯粹之美,意蕴深刻,表达了清华师生对杨振宁先生的崇高敬意和衷心祝福。

  随后,来自哈佛大学的吴大峻教授,犹他大学的吴咏时教授,南开大学的葛墨林院士,香港中文大学的陈方正教授分别发表演讲,从不同角度诠释了杨振宁先生的学术成就,讲述了一代物理学大师不平凡的学术人生。陈方正教授回忆起与杨振宁交往,深情地说:“杨先生的身上,一半是热爱物理的心,另一半是热爱中国的心。杨先生的心愿不单是要做一位伟大的物理学家,还要做一个伟大的中国人。”

  清华大学高等研究院成立15周年

  清华大学高等研究院汇聚了一批国际一流学者,潜心基础科学研究,坚持重质不重量,建立求知创新的传统,在理论凝聚态物理、冷原子物理、理论计算机等领域取得了一批重要成果。高研院致力于高质量博士生的培养,成立15年来已经培养了38名博士生和32

  名博士后,他们中绝大多数选择学术研究和培养人才为终身追求,其中很多人已在国际学术界崭露头角。

  陈方正寄语清华高研院:“15年前,高研院的成立不是因为现实,而是因为理想。今天高研院成立15周年,希望高研院未来放长眼光,看得更远,走得更远,取得更大的发展。”

  灵感的源泉:漂亮的方程式

  杨振宁真像一位数学大师吗?有人提出这个问题。它的答案,正如曾任美国布洛克海文国立实验室主任的实验物理学家萨奥斯所说:确实杨振宁是一位极具数学头脑的人,然而由于早年的学历,他对实验细节非常有兴趣。他喜欢和实验学家们交谈,对于优美的实验极为欣赏。

  

  杨振宁在物理学取得的辉煌成就确实扎根于数学,正如他自己指出的,自己一生的工作不是脱离现实世界的形而上学的游戏。40年代后期他刚去芝加哥大学研究院时曾打算成为实验物理学家。可是他很快就了解自己的动手能力很差。实验室的同事们开玩笑道:哪里出爆,那里就有杨振宁。显然他的科学人生证明理论物理更适合他的研究。

  杨振宁曾一再强调只有规范场理论才是他最好的研究工作。从其创立到完善再到实验检验全过程,他享受到了翱翔在物理学领域“独来独往之趣”也!

  诺贝尔奖得奖人杨振宁在理论物理前沿度过了半个世纪,人们赞扬他是一位坚忍不拔、具数学天才的科学家。他致力于揭示自然的对称性,而这些对称性常常是隐藏在杂乱的实验物理结果的后面。杨振宁长时期在看来是神秘的物理学和数学的十字路口工作。在这个领域内,一组漂亮的方程式可以是灵感的源泉,甚至可以在还没有实验证据以前就洞察物理世界是怎样运转的。这是一个外行很难懂的世界,其中有充满了希腊字母的方程式的黑板,有寻求用数学去解决问题的“品味”和“风格”,有寻求用正确语言来描述物理世界的出自内心的灵感。物理学家戴森曾在石溪为杨振宁退休所举行的学术讨论会上称赞说:“杨振宁对数学的美妙的品味照耀着他所有的工作。它使他的不是那么重要的工作成为精致的艺术品,使他的深奥的推测成为杰作。”这使得他“对于自然神秘的结构比别人看得更深远一些”。1956年杨振宁第一次出名是和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一宇称守恒基本粒子和它们的镜象的表现是完全相同的。两人因此共同荣获了1957年的诺贝尔奖。从长远来看,1954年杨振宁和已故的米尔斯的开拓性的工作却更为重要。那一年,两人都在布洛克海文国立实验室工作。他们提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。以后证明它是以统一的方式描述作用力和基本粒子的关键。布洛克海文的一位理论物理学家马奇努说:“当它在1954年写成时,争论极大。一些人认为它和物理世界无关。”当时,杨和米尔斯没有继续发展下去。可是以后证明,这个从微分几何和纤维丛这样的抽象世界中抽提出来的数学,正是为描述像磁、电、强核力,也许还有重大相互作用中,中界作用力的粒子交换所。戴森讲道:“我要说,在杨振宁的工作中最最重要的是规范常已经证明这比他和李政道关于宇称的工作要重要得多。”

  物理学面临的最大挑战:提出一个统一的理论

  它既适用于以重力为主的极大王国,又适用于由量子所主宰的极小王国。物理学家在70年代已经在这方面获得进展。他们提出一个称为标准模型的理论。可是标准模型并没有将重力考虑在内。认为目前弦线理论可能可以克服这个缺点。这个理论经过修改后要求十或十一维时空,而不是我们熟悉的四维时空,即时间这一维加上立体几何的三维。弦线理论提出来已经20多年,它在年轻的理论物理学家中很流行。可是杨振宁在晚年时是不同意这个理论的。杨振宁怀疑弦线理论或其派生的理论是否能将所有客观存在的现实都放进一个简洁的包装中。杨振宁说:“弦线理论并没有得到实验证明。它太不定形,太模糊。”问题部分地在于,为探索弦线的影响,需要极高的能量,更强的粒子加速器。如何写出一个可以工作的理论,并从事十维计算也是一个问题。杨振宁提出物理学正经历一个过渡期。不断地寻找更快更小的计算机晶片等的应用研究,将会比基础研究对年轻人更有吸引力。他说:“很清楚,在未来的30到50年中,人们将更注意物理学的应用。其理由并不是因为所有的基本问题都已经解决了,而是因为更深入地探索物质的基本结构变得愈来愈贵。”

  运气和抱负同样重要

  计算机工业的实际需求将会推动界于微观和宏观之间的物理学的发展,他承认许多分析家们早已预言,21世纪将是生物学的世纪,就像刚刚过去的20世纪被称为物理学的世纪一样。是什么环境使杨振宁能在占支配地位的物理学中起重要作用呢听他自己说,在他的成功中,运气和抱负同样重要。

  物理创造和自然规律充满诗性

  杨先生尽管自认算不上诗人,但他对物理学规律及其物理学创造的诗性体验的论述,完全可以跻身于人文学者行列。诗是什么杨振宁回答道:“诗是思想的浓缩。你把非常复杂的思想用几行文字来表达,你写的就变成了一首非常美丽的诗,一首有强大感染力的诗。我们寻求的方程式其实就是自然的诗篇。

  ”可见科学家心中的诗篇,更多的是一种诗性体验。

  这些方程还有一方面与诗有共同点:它们的内涵往往随着物理学的发展而产生新的、当初所完全没有想到的意义。

  

  学物理的人了解了这些像诗一样的方程的意义以后,对它们的美的感受既直接而又十分复杂的。

  

  牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦的狭义与广义相对论方程、狄拉克方程、海森伯方程和其他五六个方程是物理学理论架构的骨干。……它们以极度浓缩的数学语言写出了物理世界的基本结构,可以说它们是造物者的诗篇。

  

  这些方程还有一方面与诗有共同点:它们的内涵往往随着物理学的发展而产生新的、当初所完全没有想到的意义。

  

  杨振宁说:“清朝陈廷焯曾于《云韶集》中说写诗达极高境界时有"独来独往之趣",做研究也如此。

  上述摘要于博文:-科学创造的诗性自由和诗性体验。

  上述说明:杨振宁教授的科研也在实践着科学与人文和谐发展的道路。

  但得夕阳无限好,再创人生新辉煌

  在石溪为他的退休举行的学术讨论会结束时,杨振宁谈到他在60岁时的一个“伟大和意义深远的发现”:“生命是有限的”。他念了9世纪的一位中国诗人李商隐的诗句:夕阳无限好,只是近黄昏。20世纪初,另一位作家,也是杨振宁父亲的朋友译者注:朱自清,把这两行诗句改为:但得夕阳无限好,何须惆怅近黄昏,在历经一生对自然的神秘的思考以后,杨振宁认为这一改造更精确地描述了他晚年的想法。30年之后,纪念杨振宁90华诞和清华大学高研院15周年所展示的科学成就和事实表明,杨振宁先生确实是处在“但得夕阳无限好”时期。不过,我认为,原来后一句还可再改写为“再创人生新辉煌”,也许更确切。这里,我祝愿杨振宁先生:健康百寿!再谱人生传奇!喜上加喜!为我国科教事业作出更大新贡献!

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