都說楊振寧是目前頂級的科學家,那他到底有什麼偉大成就?能通俗地講一下麼?

鍾銘聊科學


通俗的講,怎麼個通俗法?

楊振寧研究的不是吃瓜群眾吃飯拉屎的日常生活,而是真正的科學。

但一些人老要把科學理論往吃飯拉屎的生活常識上拉,一些人對凡不符合他吃飯拉屎生活認知的科學就大言不慚的反對,甚至夾帶著對科學家們的人身攻擊。

對於這種反智反科學的噴子令人可惡可恨之餘,還感到幾分可憐,因為這些人一生就知道吃喝拉撒,看不到鼠目寸光前面1寸1分的地方。

我這裡說的絕不是針對這個世界絕大部分不懂楊振寧研究成果的人們,而是針對那些既不懂又不懂得尊重,信口開河胡思亂想就反對進化論、相對論、萬有引力的民科,比如打著大牌子要賣肝賣腎爭諾獎,以反智反科學為榮的一群人及其追隨者。

楊振寧的理論很高深,時空通訊也只是略知皮毛,但廣大科學界,特別是理論領域的科學家們理解、推崇,並從中受益。

科學理論是引領人類文明的前沿。

一個新的規律發現,一個科學理論的創立,往往功在當代,利在千秋,並不是一下子就能夠顯現的,也不是一下子能夠被民間百姓所理解的,甚至過了幾百年,也不是老百姓全部能夠理解的。

而技術才是更貼近地氣的,比如我們用的手機、微波爐、電磁爐,乘坐的火車、飛機、汽車,看的電影、電視、用的電腦等等,都是根據科學家們幾百年前幾十年前的發現和科學理論發明創造出來的。

老百姓們知道電視機怎麼使用,打著手機坐著飛機到處跑,但有多少人知道這裡麵包含著的深刻科學理論嗎?這些發明依據的是電磁理論、力學理論、光電理論等這些最基礎的理論,沒有這些理論就沒有今天的現代化。

科學理論是人類對大自然規律的認識,這些發現和認識,剛發現時到底能給人類帶來多少好處都難以顯現。

而且基礎科學理論剛被發現創立時,都不被社會理解。

什麼是基礎科學理論?

比如哥白尼發現地球不是宇宙中心,伽利略去測量光速,牛頓發現萬有引力、建立起經典力學框架,富來克林引雷試電,法拉第、麥克斯韋發現電磁理論,愛因斯坦揭示光電效應本質、創立了相對論、普朗克、德布羅意、薛定諤、海森堡、玻爾、狄拉克等奠定的量子力學基礎等等。

這些開始有幾人能懂,有幾人能夠看到這些理論無比開闊的未來?

而現代我們的生活中,所有的現代工具,無不蘊含著這些偉大理論,但依然還是沒有多少人把幸福生活與這些先輩的發現聯繫起來。

現在我們來說說楊振寧的成就。

他得到諾貝爾獎的成果是發現弱相互作用中宇稱不守恆定律。這個1956年楊振寧和李政道合作研究的成果,推翻了物理學對稱性原理,使人類對微觀世界的認識有了重大突破。

物理學界一直認為,這個世界是完美對稱的。在微觀世界,基本粒子有三個基本的對稱方式,一個是正粒子與反粒子是對稱的,被稱為電荷(C)對稱;粒子在空間互為鏡像反射對稱,其運動規律是相同的,叫宇稱(P)對稱;一個是時間反演對稱,叫時間(T)對稱。

楊振寧和李政道通過深入研究物理界的各種研究發現,提出一些完全相同的同一種粒子,比如τ和θ在弱相互作用環境下,它們的運行規律並不一定完全相同,這種粒子的鏡像衰變是不一樣的,這就是宇稱不守恆。

他們的論文發表後,引起了物理學界的震動,一些科學家紛紛投入實驗。

首先,1957年吳健雄等幾位科學家,通過鈷60原子核鏡像衰變觀測,驗證了宇稱不守恆;1998年,歐洲原子能研究中心發現首例K介子在轉換過程中的時間不對稱型。

至此,我們世界的對稱性完美定律完全被推翻了,微觀世界的不對稱性存在,更完美的解釋了世界存在的基礎。

科學界很多人認為:“很難想象,假若沒有揚和李等的工作,今天的理論物理會是個什麼樣子?!”

他們的研究完全顛覆了理論物理的基礎。

由此,人類對世界的認識得到了糾正,許多過去難以解釋的謎團看到了曙光。

量子力學認為,宇宙誕生於真空泡沫,那時還沒有時空,也就是沒有“那時”,只有充滿了海森堡不確定性原理的量子漲落。

何為量子漲落?

就是在真空中充滿了能量,這種能量是以虛粒子對的現象不斷湧現。

虛粒子對就是正反粒子對,它們只是極其短暫的出現,又碰在一起湮滅了。

但如果這個世界是完美對稱的,就無法解釋我們今天出現的世界。

宇稱不守恆定律告訴人們,對稱存在著破缺,正是這種對稱的差異,使虛粒子正反電子對出現了不對稱,才有一部分粒子沒有湮滅而留了下來,從而誕生了我們的世界。

這個理論是一個觀念的突破,也是對規律的新發現,它的影響是永久的,完全改變了物理學理論今後的走向。

如果一定要說它對我們的生活會產生什麼影響,這個很難具體量化。

但可以這麼說:

所有的影響人類文明的發明創造都是基於人類對自然規律的認識,楊振寧李政道的宇稱不守恆定律讓人類認識了新的宇宙規律。

因此順著這個發現會誕生更多的基礎理論,在基礎理論的指導下,今後改變人類社會生活的一切科學發明裡面,都有這個楊振寧、李政道理論的影子在裡面。

可以說,現代社會每一項科技進步,裡面都蘊含著多種基礎理論的支撐。

宇稱不守恆定律是基礎理論的基礎。

楊振寧的成果遠遠不止這一個偉大,他的很多研究成果都驚天動地。

迄今為止,他的研究成果涉及粒子物理學、統計力學、凝聚態物理、場論等領域,這些領導現代物理學最前沿最基礎的研究,至少有13項達到諾獎級級別。

這些理論除了與李政道合作提出的弱相互作用中宇稱不守恆定律外,還有R.L.米爾斯合作提出非阿貝爾規範場理論、楊-巴克斯特方程、相變理論、玻色子多體問題、1維δ函數排斥勢中的玻色子在有限溫度的嚴格解、超導體磁通量子化的理論解釋、時間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性、高能中微子實驗的理論探討、CP不守恆的唯象框架、規範場論的積分形式、規範場論與纖維叢理論等。

這些成就對世界的影響被認為可與牛頓、愛因斯坦比肩。

因此楊振寧被公認為現代健在的最頂尖最偉大科學家,沒有之一。

楊振寧成了世界物理學界教父式人物,在這數十年裡,他的徒子徒孫們以及與他成果相關的研究,幾乎壟斷了諾貝爾物理學獎和世界級大獎。

作為中國有史以來出現的最偉大世界級科學家,我們有什麼理由不珍惜,不以此為自豪呢?

楊振寧的這些研究既非屬於美國,也非屬於中國,而是屬於全人類。

楊振寧非但以寬廣的胸懷超常的智慧為人類開闢出新的世界,也以愛國的情懷為中國作出了巨大貢獻。

他很早就介紹中國,為加強國際學術交流、引進人才、建立實驗室、帶學生,為中國基礎研究的起步和趕超世界起到了重要作用。

楊振寧現在已年近百歲高齡,還奉獻出自己多年積蓄建立獎學金各種基金,奔波於各種科研推動征途,令人感佩。

祝願這位偉大又平凡的老人健康快樂。


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