楊振寧
楊振寧(1922年10月1日—),出生于安徽省合肥市,世界著名物理學(xué)家,現(xiàn)任香港中文大學(xué)講座教授、清華大學(xué)教授、美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校榮休教授、中國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、臺(tái)北“中央研究院”院士、香港科學(xué)院名譽(yù)院士、俄羅斯科學(xué)院院士、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、東莞理工學(xué)院名譽(yù)校長(zhǎng),1957年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。是中美關(guān)系松動(dòng)后回中國(guó)探訪的第一位華裔科學(xué)家,積極推動(dòng)中美文化交流和中美人民的互相了解,在促進(jìn)中美兩國(guó)建交、中美人才交流和科技合作等方面作出了重大貢獻(xiàn)。2017年恢復(fù)中國(guó)國(guó)籍。
在粒子物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)和凝聚態(tài)物理等領(lǐng)域作出了里程碑性貢獻(xiàn)。20世紀(jì)50年代和R.L.米爾斯合作提出非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)理論;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇稱不守恒定律;在粒子物理和統(tǒng)計(jì)物理方面做了大量開(kāi)拓性工作,提出楊-巴克斯特方程,開(kāi)辟量子可積系統(tǒng)和多體問(wèn)題研究的新方向等。還推動(dòng)了香港中文大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)研究所、清華大學(xué)高等研究中心、南開(kāi)大學(xué)理論物理研究室和中山大學(xué)高等學(xué)術(shù)研究中心的成立。
2022年3月,2021感動(dòng)中國(guó)年度人物名單公布,楊振寧在列。
學(xué)術(shù)成就 編輯本段
?相變理論
統(tǒng)計(jì)力學(xué)是楊振寧的主要研究方向之一。他在統(tǒng)計(jì)力學(xué)方面的特色是對(duì)扎根于物理現(xiàn)實(shí)的普遍模型的嚴(yán)格求解與分析,從而抓住問(wèn)題的本質(zhì)和精髓。1952年楊振寧和合作者發(fā)表了3篇有關(guān)相變的重要論文。第一篇是他在前一年獨(dú)立完成的關(guān)于2維Ising模型的自發(fā)磁化強(qiáng)度的論文,得到了1/8這一臨界指數(shù)。這是楊振寧做過(guò)的最冗長(zhǎng)的計(jì)算。Ising模型是統(tǒng)計(jì)力學(xué)里最基本卻極重要的模型,但是它在理論物理中的重要性到20世紀(jì)60年代才被廣泛認(rèn)識(shí)。1952年,楊振寧還和李政道合作完成并發(fā)表了兩篇關(guān)于相變理論的論文。兩篇文章同時(shí)投稿和發(fā)表,發(fā)表后引起愛(ài)因斯坦的興趣。論文通過(guò)解析延拓的方法研究了巨配分函數(shù)的解析性質(zhì),發(fā)現(xiàn)它的根的分布決定了狀態(tài)方程和相變性質(zhì),消除了人們對(duì)于同一相互作用下可存在不同熱力學(xué)相的疑惑。這兩篇論文的高潮是第二篇論文中的單位圓定理,它指出吸引相互作用的格氣模型的巨配分函數(shù)的零點(diǎn)位于某個(gè)復(fù)平面上的單位圓上。
?玻色子多體問(wèn)題
起源于對(duì)液氦超流的興趣,楊振寧在1957年左右與合作者發(fā)表或完成了一系列關(guān)于稀薄玻色子多體系統(tǒng)的論文。首先,他和黃克孫、Luttinger合作發(fā)表兩篇論文,將贗勢(shì)法用到該領(lǐng)域。在寫(xiě)好關(guān)于弱相互作用中宇稱是否守恒的論文之后等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果的那段時(shí)間,楊振寧和李政道用雙碰撞方法首先得到了正確的基態(tài)能量修正,然后又和黃克孫、李政道用贗勢(shì)法得到同樣的結(jié)果。他們得到的能量修正中最令人驚訝的是著名的平方根修正項(xiàng),但當(dāng)時(shí)無(wú)法得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。不過(guò),這個(gè)修正項(xiàng)隨著冷原子物理學(xué)的發(fā)展而得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
?楊—Baxter方程
20世紀(jì)60年代,尋找具有非對(duì)角長(zhǎng)程序的模型的嘗試將楊振寧引導(dǎo)到量子統(tǒng)計(jì)模型的嚴(yán)格解。1967年,楊振寧發(fā)現(xiàn)1維δ函數(shù)排斥勢(shì)中的費(fèi)米子量子多體問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)矩陣方程,后被稱為楊—Baxter方程(因?yàn)?972年Baxter在另一個(gè)問(wèn)題中也發(fā)現(xiàn)這個(gè)方程)。1967年,楊振寧還寫(xiě)了一篇于翌年發(fā)表的文章,進(jìn)一步探討了此問(wèn)題的S矩陣。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)楊—Baxter方程在數(shù)學(xué)和物理中都是極重要的方程,與扭結(jié)理論、辮子群、Hopf代數(shù)乃至弦理論都有密切的關(guān)系。楊振寧當(dāng)年討論的1維費(fèi)米子問(wèn)題后來(lái)在冷原子的實(shí)驗(yàn)研究中顯得非常重要,而他在文中發(fā)明的嵌套Bethe假設(shè)方法次年被Lieb和伍法岳用來(lái)解出了1維Hubbard模型。Hubbard模型后來(lái)成為高溫超導(dǎo)的很多理論研究的基礎(chǔ)。
?1維δ函數(shù)排斥勢(shì)中的玻色子在有限溫度的嚴(yán)格解
1969年,楊振寧和楊振平將1維δ函數(shù)排斥勢(shì)中的玻色子問(wèn)題推進(jìn)到有限溫度。這是歷史上首次得到的有相互作用的量子統(tǒng)計(jì)模型在有限溫度(T>0)的嚴(yán)格解,這個(gè)模型和結(jié)果后來(lái)在冷原子系統(tǒng)中得到實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。
?超導(dǎo)體磁通量子化的理論解釋
1961年,通過(guò)和Fairbank實(shí)驗(yàn)組的密切交流,楊振寧和Byers從理論上解釋了該實(shí)驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體磁通量子化,證明了電子配對(duì)即可導(dǎo)致觀測(cè)到的現(xiàn)象,澄清了不需要引入新的關(guān)于電磁場(chǎng)的基本原理,并糾正了London推理的錯(cuò)誤。在這個(gè)工作中,楊振寧和Byers將規(guī)范變換技巧運(yùn)用于凝聚態(tài)系統(tǒng)中。相關(guān)的物理和方法后來(lái)在超導(dǎo)、超流、量子霍爾效應(yīng)等問(wèn)題的研究中廣泛應(yīng)用。
?非對(duì)角長(zhǎng)程序
1962年,楊振寧提出“非對(duì)角長(zhǎng)程序(off-di-agonal long-range order)”的概念,從而統(tǒng)一刻畫(huà)超流和超導(dǎo)的本質(zhì),同時(shí)也深入探討了磁通量子化的根源。這是當(dāng)代凝聚態(tài)物理的一個(gè)關(guān)鍵概念。1989到1990年,楊振寧在與高溫超導(dǎo)密切相關(guān)的Hubbard模型里找到具有非對(duì)角長(zhǎng)程序的本征態(tài),并和張首晟發(fā)現(xiàn)了它的SO(4)對(duì)稱性。
?弱相互作用中宇稱不守恒
對(duì)稱性是物理學(xué)之美的一個(gè)重要體現(xiàn),是20世紀(jì)理論物理的主旋律之一。從經(jīng)典物理以及晶體結(jié)構(gòu),到量子力學(xué)與粒子物理,對(duì)稱性分析是物理學(xué)中的有力工具。楊振寧對(duì)粒子物理的諸多貢獻(xiàn)表現(xiàn)出他對(duì)對(duì)稱性分析的擅長(zhǎng)。他往往能準(zhǔn)確利用對(duì)稱性,用優(yōu)雅的方法很快得到結(jié)果,并且突出本質(zhì)和巧妙之處。1999年,在石溪(Stony Brook)的一次學(xué)術(shù)會(huì)議上,楊振寧被稱為“對(duì)稱之王(Lord of Symmetry)”。
1950年,楊振寧關(guān)于p0衰變的論文以及他和Tiomno關(guān)于β衰變中相位因子的論文奠定了他在此領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。1956年,θ-τ之謎是粒子物理學(xué)中最重要的難題,當(dāng)時(shí)普遍討論宇稱是否可以不守恒。楊振寧和李政道從θ-τ之謎這個(gè)具體的物理問(wèn)題走到一個(gè)更普遍的問(wèn)題,提出“宇稱在強(qiáng)相互作用與電磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中也許不守恒”的可能,將弱相互作用主宰的衰變過(guò)程獨(dú)立出來(lái),然后經(jīng)具體計(jì)算,發(fā)現(xiàn)以前并沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證明在弱相互作用中宇稱是否守恒。他們更指出了好幾類(lèi)弱相互作用關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn),以測(cè)試弱相互作用中宇稱是否守恒。吳健雄于1956年夏決定做他們指出的幾類(lèi)實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)關(guān)于60Co β衰變的實(shí)驗(yàn)。次年1月,她領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)組通過(guò)該實(shí)驗(yàn)證明在弱相互作用中宇稱確實(shí)不守恒,引起全物理學(xué)界的大震蕩。因?yàn)檫@項(xiàng)工作,楊振寧和李政道獲得1957年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
?時(shí)間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對(duì)稱性
因?yàn)橘|(zhì)疑弱相互作用中宇稱是否守恒的論文預(yù)印本,所以O(shè)ehme于1956年8月致信楊振寧提出弱相互作用中宇稱(P)、電荷共軛(C)、時(shí)間反演(T)三個(gè)分立對(duì)稱性之間的關(guān)系的問(wèn)題。這導(dǎo)致楊振寧、李政道和Oehme發(fā)表論文57e,討論P(yáng)、C、T各自不守恒之間的關(guān)系。此文對(duì)1964年CP不守恒的理論分析有決定性的作用。
?高能中微子實(shí)驗(yàn)的理論探討
1960年,為了得到更多弱相互作用實(shí)驗(yàn)信息,利用實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Schwartz的想法,李政道和楊振寧在理論上探討了高能中微子實(shí)驗(yàn)的重要性。這是關(guān)于中微子實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)理論分析,引導(dǎo)出后來(lái)許多重要研究工作。
?CP不守恒的唯象框架
1964年,實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)CP不守恒后,引發(fā)出眾多亂猜其根源的文章。楊振寧和吳大峻沒(méi)有理會(huì)那些脫離實(shí)際的理論猜測(cè),而作了CP不守恒的唯象分析,建立了后來(lái)分析此類(lèi)現(xiàn)象的唯象框架。這反映了楊振寧腳踏實(shí)地的作風(fēng),也明顯顯示出他受到的Fermi的影響。
?楊—Mills規(guī)范場(chǎng)論
1954年,楊—Mills規(guī)范場(chǎng)論(即非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)論)發(fā)表。這個(gè)當(dāng)時(shí)沒(méi)有被物理學(xué)界看重的理論,通過(guò)后來(lái)許多學(xué)者于20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)70年代引入的自發(fā)對(duì)稱破缺觀念,發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)模型。這被普遍認(rèn)為是20世紀(jì)后半葉基礎(chǔ)物理學(xué)的總成就。
楊振寧和Mills的論文,從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)講,是從描述電磁學(xué)的阿貝爾規(guī)范場(chǎng)論到非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)論的推廣。而從物理觀點(diǎn)上講,是用此種推廣發(fā)展出新的相互作用的基礎(chǔ)規(guī)則。
在主宰世界的4種基本相互作用中,弱電相互作用和強(qiáng)相互作用都由楊—Mills理論描述,而描述引力的愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論也與楊—Mills理論有類(lèi)似之處。楊振寧稱此為“對(duì)稱支配力量”。楊—Mills理論是20世紀(jì)后半葉偉大的物理成就,楊—Mills方程與Maxwell方程、Einstein方程共同具有極其重要的歷史地位。
?規(guī)范場(chǎng)論的積分形式
楊—Mills理論還把物理與數(shù)學(xué)的關(guān)系推進(jìn)到一個(gè)新的水準(zhǔn)。1970年左右,楊振寧致力于研究規(guī)范場(chǎng)論的積分形式,發(fā)現(xiàn)了不可積相位因子的重要性,從而意識(shí)到規(guī)范場(chǎng)有深刻的幾何意義。
?規(guī)范場(chǎng)論與纖維叢理論的對(duì)應(yīng)
1975年,楊振寧和吳大峻發(fā)表了論文75c,用不可積相位因子的概念給出了電磁學(xué)以及楊—Mills場(chǎng)論的整體描述,討論了Aharonov—Bohm效應(yīng)和磁單極問(wèn)題,揭示了規(guī)范場(chǎng)在幾何上對(duì)應(yīng)于纖維叢上的聯(lián)絡(luò)。這篇文章里面附有一個(gè)“字典”,把物理學(xué)中規(guī)范場(chǎng)論的基本概念準(zhǔn)確地“翻譯”成數(shù)學(xué)中纖維叢理論的基本概念。這個(gè)字典引起數(shù)學(xué)界的廣泛興趣,大大促進(jìn)了數(shù)學(xué)與物理學(xué)以后幾十年的成功合作。
論文著作 編輯本段
論文:大約300篇發(fā)表于《物理評(píng)論》《物理評(píng)論通訊》等
著作:
《論文選集與后記1945-1980》(英文),(佛里門(mén)公司,1983)
《楊振寧文集》(中文),(上海華東師范大學(xué)出版社,1998)
《曙光集》(中文),(簡(jiǎn)體版,北京三聯(lián)書(shū)店;繁體版,八方文化創(chuàng)作室,2008)
2018年5月,楊振寧及其夫人翁帆編著的科學(xué)隨筆《晨曦集》出版發(fā)行。
此外,還有《對(duì)弱相互作用中宇稱守恒的質(zhì)疑》《基本粒子發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史》《讀書(shū)教學(xué)四十年》《科學(xué)、教育和中國(guó)現(xiàn)代化》《科學(xué)的品格》《新世紀(jì)的科技》《20世紀(jì)的物理學(xué)》《對(duì)稱與物理》等。
社會(huì)職務(wù) 編輯本段
1966年,任紐約州立大學(xué)石溪分校艾伯特·愛(ài)因斯坦講座教授兼理論物理研究所所長(zhǎng)。
1982年,出任香港中文大學(xué)物理系榮譽(yù)講座教授。
1995年,應(yīng)聘擔(dān)任華僑大學(xué)名譽(yù)教授。
1997年,出任清華大學(xué)高等研究中心榮譽(yù)主任。
2004年11月,受聘海南大學(xué)特聘教授。
2009年,兼任廣東東莞理工學(xué)院名譽(yù)校長(zhǎng)。
2018年4月,擔(dān)任西湖大學(xué)校董會(huì)名譽(yù)主席。
2020年8月,受聘擔(dān)任安徽大學(xué)紐約石溪學(xué)院名譽(yù)院長(zhǎng)。
榮譽(yù)稱號(hào) 編輯本段
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?wù)录白C書(shū)(現(xiàn)藏香港中文大學(xué))
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?wù)录白C書(shū)(現(xiàn)藏香港中文大學(xué))
1958年,當(dāng)選臺(tái)灣“中央研究院”院士。
1965年,當(dāng)選美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士。
1993年,當(dāng)選英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
1994年,當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院外籍院士。
1996年,獲清華大學(xué)、上海交通大學(xué)兩所大學(xué)頒授榮譽(yù)博士學(xué)位。
1997年,獲頒香港中文大學(xué)榮譽(yù)理學(xué)博士學(xué)位。
1999年,被紐約州立大學(xué)石溪分校授予一等榮譽(yù)博士學(xué)位。
2015年3月,被臺(tái)灣大學(xué)授予名譽(yù)理學(xué)博士學(xué)位。
2015年3月,被澳門(mén)大學(xué)授予2014年度榮譽(yù)博士學(xué)位。
2017年2月,已放棄外國(guó)國(guó)籍成為中國(guó)公民的中國(guó)科學(xué)院外籍院士楊振寧教授正式轉(zhuǎn)為中國(guó)科學(xué)院院士。
此外,楊振寧還獲得俄羅斯科學(xué)院院士、教廷宗座科學(xué)院(羅馬教皇學(xué)院)院士以及巴西科學(xué)院、委內(nèi)瑞拉科學(xué)院和西班牙皇家科學(xué)院等多個(gè)歐洲和拉丁美洲科學(xué)院的院士榮銜,以及多家大學(xué)的榮譽(yù)博士學(xué)位。
2019年12月,入選“中國(guó)海歸70年70人”榜單。
2021年12月,入選《2021中國(guó)品牌人物500強(qiáng)》榜單,位列第28名。
2022年3月,2021感動(dòng)中國(guó)年度人物名單公布,楊振寧在列。
人物影響 編輯本段
1997年5月25日,中國(guó)科學(xué)院和江蘇省人民政府宣布,國(guó)際小行星中心根據(jù)中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)提名申報(bào),將該臺(tái)于1975年11月26日發(fā)現(xiàn),國(guó)際編號(hào)為3421號(hào)小行星正式命名為“楊振寧星”。
1999年5月,紐約州立大學(xué)石溪分校將理論物理研究所命名為“楊振寧理論物理研究所”。
2004年4月21日,清華大學(xué)設(shè)立“楊振寧講座基金”,用于聘請(qǐng)國(guó)際著名教授及杰出年輕學(xué)者來(lái)清華大學(xué)高等研究中心潛心從事科學(xué)研究。
2008年11月29日,楊振寧當(dāng)選“改革開(kāi)放三十年中國(guó)最有影響的海外專家”。
2020年12月18日,入選2020中國(guó)品牌人物500強(qiáng),排名49。
2021年5月14日,楊振寧“楊振寧資料室”揭牌儀式在清華大學(xué)圖書(shū)館北館舉行。
附件列表
詞條內(nèi)容僅供參考,如果您需要解決具體問(wèn)題
(尤其在法律、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域),建議您咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士。
如果您認(rèn)為本詞條還有待完善,請(qǐng) 編輯
上一篇 2022杭州云棲大會(huì) 下一篇 數(shù)字人民幣