杨振宁,1922年10月1日生于安徽合肥,物理学家,香港中文大学博文讲座教授兼理论物理研究所所长,清华大学高等研究院名誉院长、教授,纽约州立大学石溪分校荣休教授,中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、中央研究院院士、香港科学院荣誉院士、俄罗斯科学院院士、英国皇家学会外籍会员,1957年获诺贝尔物理学奖。他是中美关系松动后回中国探访的第一位华裔科学家,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。
1942年毕业于国立西南联合大学;1944年获清华大学硕士学位;1945年获穆藕初奖学金,赴美留学;1948年获芝加哥大学哲学博士学位,后任芝加哥大学讲师、普林斯顿高等研究院研究员;1955年任普林斯顿高等研究院教授;1966年任纽约州立大学石溪分校爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长;1986年任香港中文大学博文讲座教授;1993年任香港中文大学数学科学研究所所长;1998年任清华大学教授。
杨振宁在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出里程碑性贡献。20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律;在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作,提出杨-巴克斯特方程,开辟量子可积系统和多体问题研究的新方向等。杨振宁还推动了香港中文大学数学科学研究所、清华大学高等研究中心、南开大学理论物理研究室和中山大学高等学术研究中心的成立。
主要科学成就
杨振宁的物理学研究领域广泛,他在统计力学、粒子物理学理论和量子场理论等方面都取得了杰出成就,特别是他和李政道合作期间成果丰硕。
1954年,杨振宁与罗伯特·米尔斯一道提出了杨-米尔斯理论,即非阿贝尔规范理论。
影响:杨-米尔斯理论对基础物理学和现代微分几何学都产生了深远的影响,是粒子物理学的标准模型的基础;1970年代他与吴大峻合作研究规范理论的整体性质,亦即规范理论与数学上纤维丛的密切联系,杨-米尔斯理论的数学性质也是近三十多年来数学研究的重要课题。
在统计物理方面,他与李政道合作关于相变的一系列研究已经成为经典文献;他本人在1967年首先发现的杨-巴克斯特方程为可积模型的研究开辟了全新的方向,对物理和数学都有广泛的影响;他还提出了非对角长程序(off-diagonal long-range order)的概念。
1956年,杨振宁和李政道合作,深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜——即后来所谓的K介子有两种不同的衰变方式。杨振宁和李政道通过分析认识到,很可能在弱相互作用中宇称不守恒。他们仔细检查了过去的所有实验,确认这些实验并未证明弱相互作用中宇称守恒。在此基础上他们进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称不守恒的实验途径。次年,这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实。因此,杨振宁和李政道的工作迅速[15]得到了学术界的承认,并获得1957年诺贝尔物理奖。
影响:“宇称守恒”是关于物理世界中的左右对称性的最基本假设,此前在物理学界一直是被奉为圭臬的基石,几乎如同“常识”一样固化在人们心中,几乎无人怀疑它会有失效的时候。沃尔夫冈·泡利、理查德·费曼和列夫·朗道等洞察力不凡的物理学者都曾对此深信不疑。有学阀作风的朗道还丢弃过由自己人沙皮罗(I. S. Shapiro)写的一篇试图讨论宇称不守恒的论文。起初,有的研究还错误地断言β衰变实验已经“证明了”宇称守恒。1999年,弗里曼·戴森在杨振宁荣休学术讨论会上说“发现宇称不守恒、发现左手和右手手套并非在各方面都对称,是一项了不起的破坏活动。它摧毁了在思维结构前进道路上的(阻碍性的)基石,这个结构以后经过30年才建立起来。
教育与科学建设工作
杨振宁认为传统中国教育不重视动手能力的培养,但中国的发展非常需要动手能力强的人才。他也认为喜爱将计算机技术应用于科技研究(如利用统计分析知识进行数学建模,从而改善生物分类学中系统发生树的结构合理性)、喜爱整理知识、喜爱解决问题都是值得培养的兴趣。现代科技发展迅速,杨振宁相信博览群书的人更容易在研究工作中发现属于自己的机遇。他指出扩大知识面的广度和深度可以弥补研究人员在智力方面的不足。他还将《科学美国人》作为优秀科普杂志的一个代表推荐给学生。
1971年夏,杨振宁访问中国,是美籍知名学者访问新中国的第一人。他对促进中美建交、中美科学技术教育交流做了大量工作。
20世纪70年代时,杨振宁曾不止一次希望将人工合成结晶牛胰岛素的工作提名诺贝尔生理学或医学奖,但最终落选。
1986年,杨振宁推动在南开大学陈省身数学研究所内建立了理论物理研究室。
杨振宁促成了亿利达青少年发明奖等奖项的设立。
1997年,杨振宁推动创办了北京清华大学高等研究中心,聘请图灵奖获得者姚期智到清华工作。姚期智为此毅然辞去普林斯顿大学终身教职。
2004年,杨振宁亲自为中国清华大学的物理系和基础科学班大一的学生讲授了一个学期的“普通物理”课。杨振宁使用慢速英语夹杂中文翻译授课,每次课前要花2个小时备课,并在课后主动询问听懂了的学生有多少。杨振宁说:“现在很多教授不愿意给本科生上课,但我觉得,给本科生上课很重要。我也希望我能够带动更多的人。”前来听课的人不乏外校学生和其他年长的教师。杨振宁说:“那一学期我想最大的收获,不是同学的收获,是我的收获。”
2015年和2016年,杨振宁2次参加“求是奖颁奖典礼”,为张亭栋、彭实戈、张益唐等获奖者颁奖和致辞。
科学哲学与文化观点
杨振宁经常谈及科学、哲学、宗教和传统文化的话题。量子力学近来经常卷入与哲学和宗教有关的话题。实验物理学者潘建伟就此呼吁:别老是把量子力学跟其他的问题联系在一起。他转述杨振宁先生的观点:科学往前进一步,宗教往后退一步,科学再进一步,神学又往会退一步,但是科学解决了有限问题,宗教最后总是无限。
1957年,杨振宁与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得诺贝尔物理学奖。杨振宁以曾经接受中国文化的熏陶为自傲,在接受诺贝尔奖金的时候,由他代表致辞:“我深深察觉到一桩事实:在广义上说,我是中华文化和西方文化的产物,既是双方和谐的产物,又是双方冲突的产物,我愿意说我既以我的中国传统为骄傲,同样的,我又专心致于现代科学。”
与李政道决裂
杨振宁从1949年与李政道初次合作,到1957年因“宇称不守恒”理论的贡献获得诺贝尔物理学奖,1962年杨振宁和李政道决裂,科学上不再合作,友谊也一笔勾销,学术界也充满了传言;包括诺贝尔名声到太太的因素。关于他们个人关系分裂的原因,杨李双方偶有公开叙述,然而各有说辞,令外界对真实原因依然不得而知。杨振宁表示,李政道是自己最成功的合作者,与李政道的决裂是他今生最大遗憾。李政道也表示李杨的交恶是中国科学界的一大悲剧。
对中国科学发展方向的观点
杨振宁一直建议中国应该先大力发展应用物理学而非基础物理学(如高能物理),这也与李政道的主张完全相反。
2016年底,杨振宁在网上发文反对中国政府筹备建设会花费巨资的大型对撞机(定名为“环形正负电子对撞机”(CEPC)和“超级质子-质子对撞机”(SppC),合称“环形正负电子对撞机-超级质子质子对撞机”(CEPC-SPPC))。中科院高能物理研究所所长王贻芳随后发文反对杨振宁的这一主张。2017年5月11日上午,杨振宁在清华大学科学馆的办公室通过网络直播,向超过100万中国观众就中国该不该建大型对撞机之争再次表达了自己鲜明的反对观点。为澄清误解,杨振宁后来还特别强调他反对的不是中国高能物理今后的发展,反对的只是中国马上开始建造超大对撞机。
中国是否要建造超大对撞机的争论源于2012年或更早,争论的双方都不乏国际泰斗级科学家。此前支持方主要有从事弦理论研究的丘成桐和爱德华·威滕等著名科学家;反对方也有重量级的菲利普·安德森和影响力比较一般的阿诺·彭齐亚斯等科学家。到2016年,杨振宁来搅了一棍后,王贻芳等人也加入论战。竞争万有理论头衔的弦理论长期遭受难以获得高能物理实验验证的诟病,因此弦理论的研究者尤其支持大型对撞机的建设。超级质子-质子对撞机的能量将会达到目前世界最大的欧洲大型强子对撞机的7倍。此前建成的北京正负电子对撞机就是由李政道提议的。
荣誉
奖章
1957年:诺贝尔物理学奖(与李政道分享)
1980年:拉姆福德奖
1986年:美国国家科学奖章
1993年:美国哲学会将其最高荣誉本杰明·富兰克林奖章授予杨振宁,指出“杨振宁教授是自爱因斯坦和狄拉克之后20世纪物理学出类拔萃的设计师”,赞其成就是“物理学中最重要的事件”,是“对物理学影响深远和奠基性的贡献”。[27]
1994年:富兰克林研究所鲍尔科学成就奖(杨振宁是获此项殊荣的第1位物理学家)[27][15]
1995年:爱因斯坦奖章
1996年:博戈柳博夫奖
1999年:拉斯·昂萨格奖
2000年:《自然》评选了人类过去千年以来最伟大的物理学家,全人类总共只有20多人上榜,杨振宁先生在这个评选中名列18位!
2001年:费萨尔国王国际奖
2007年:获得“2006影响世界华人盛典”终身成就奖
杨由于在理论物理学中弱作用力宇称不守恒方面的研究工作,被授予了1957年诺贝尔物理学奖。
院士
1958年,中央研究院院士
1965年,美国国家科学院院士
1983年,世界科学院创院院士
1994年,俄罗斯科学院外籍院士
2010年,日本学士院荣誉院士
2015年,香港科学院名誉院士
2016年,中国科学院数学物理学部院士
1994—2016,外籍院士
宗座科学院院士
巴西科学院院士
西班牙皇家科学院院士
委内瑞拉科学院院士
影响与纪念
杨振宁是最早获得诺贝尔奖的2个中国人之一(最早获得提名的华人是在清朝政府任职的马来西亚医学家伍连德),也是目前成就最高的华人物理学家。关于宇称不守恒的研究在发表的次年就获得诺贝尔奖,这么快的获奖速度在诺贝尔奖历史上是第一次出现,而且在此后也非常少见。杨振宁的事迹鼓舞了不少后辈华人物理学家。实验物理学家朱棣文就是其中之一。
美国石溪大学由于杨的贡献和杰出表现,特别聘请当时在普林斯顿高等研究院担任教授的杨到任杨振宁理论物理研究所的所长兼任教授。杨也是石溪大学一位杰出的老师,自1966年以来对于石溪大学的学术研究发展有重要贡献。
2005年,荷兰物理学家杰拉德·特胡夫特主编了《杨-米尔斯理论50年》,记录了半个世纪以来杨-米尔斯理论对粒子物理学后续发展的持续影响。
1997年,中国南京市紫金山天文台将其发现的一颗国际编号为3421号的小行星命名为“杨振宁星”。
杨振宁的故事曾收录于中国大陆的高中语文选修教材《语文选修——中外传记作品选读》。
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