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脑洞历史观(ID:naodonghistory)
作者:蒋柳
在网络上有一个提问。如果三体人进攻地球。
美国人有钢铁侠,日本有奥特曼,我们中国有什么?
说孙悟空的太六学了。事实上,我们有真正的科技英雄。
他或许老态龙钟,或许慈眉善目,或许没有强横的肌肉。
但他的努力,或许能够让人类具有反击外星文明的力量,甚至帮助人类从地球之王成为宇宙之王。
他叫杨振宁。
1922年,杨振宁出生于安徽合肥三河镇的一个书香门第,父亲杨武之是一位数学家。
可能大家没听过他的名字。但应该听过陈省身跟华罗庚。
这两位是杨武的学生。
杨武之是清华大学数学部的主任,西南联合大学数学系的主任,是中国群论大师。
而杨振宁后来在物理界独树一帜,原因之一,就是跟父亲深入学习过群论,将群论引入物理研究。
小时候的杨振宁展现出过人的智慧,4岁识字三千,高二参加大学入学试,被西南大学录取,二十岁大学毕业。
1945年,杨振宁来到美国,初入美国的他选择实验物理作为方向,结果操作总是出问题,同学试称,哪里有Yang,哪里就有Bang。
有时候真是命运安排,如果杨振宁在实验物理上得心应手,他可能也会跟钱学森一样回国,那中国可能会多一位两弹一星功臣,少一位世界顶级物理学家。
实验物理受挫的杨振宁只好决定转行理论物理。
为此,他敲开了美国氢弹之父爱德华·泰勒的大门,在答出爱德华·泰勒的一道题目后,成为爱德华·泰勒的弟子。
博士毕业后,他留在了普林斯顿高等研究院。
原因之一,是他在这里邂逅了自己在西南联大附中的一位学生。
她叫杜致礼,大家可能对她父亲的名字更为熟知,原国民革命军陆军中将杜聿明。
两人一见倾心,结为夫妻。他们的结合也被外人猜是当年杨振宁没有回国的原因之一。
因为那时的杜聿明还是一名战俘,直到1959年才被特赦。
除了碰见生命中的伴侣,杨振宁还碰到了科研上的伙伴:李政道。
两人向物理界的难题发起了挑战,力图证明,弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称。
要解释这个事情,通俗来讲,就是上帝是怎么创造这个世界的。
大家的共识,上帝一定是遵循一个简单而美的原则创造这个世界的,比如对称。
人的左右手是对称。
现在杨振宁要证明,上帝在关注对称时,也往往搞一点不对称。
这引起了完美主义者、物理大神费曼的挑战,费曼是对称的忠实粉丝,他拿出五十美元跟人对赌镜像不可能不对称。
而在这场对赌中充当裁判的是人称物理女皇的吴健雄。
她用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”,完美的将杨振宁跟李政道的理论进行了验证,将杨振宁和李政道助推上诺奖的领奖台。
通常来讲,一项理论的提出,需要数十年,甚至百年的验证,这也是很多科学家没有拿到诺奖的原因。因为当他们的理论被证实时,往往已经不在人间。
比如从爱因斯坦提出引力波到被发现就用了一百年。
杨振宁与李政道是幸运的,他们的理论被迅速证实了。1956年,他们发表论文,1957年拿到了诺贝尔奖。
而杨振宁在物理界最伟大的贡献不是提出宇称不守恒。
关于杨振宁的成就,在网上有一个很形象的比喻:
物理学是这样的:
阿基米德开凿了一个山洞,可以住人。
伽利略觉得山洞太简陋了,他挖了一个坑,想盖房子。
牛顿包工头,带着开普勒,胡克,笛卡尔等一群小弟打下了地基。
后面几百年,包括法拉第在内的一群物理学家盖了一座看起来漂亮而完美的房子。
然后开尔文说房子盖完了,大家都去住吧,已经完美了,物理学家没事干了,就是天怎么不晴啊,头上还有两片乌云?
结果乌云的制造者麦克斯韦劈下两道闪电,房子塌了。麦克斯韦说,盖尼玛的房子,眼光能长远点吗?「其实乌云不是麦克斯韦制造的,但是麦克斯韦方程组预言了光速不变,作为物理学的老四,必须给他个霸气的工作,也就是拆房子」
于是包工头爱因斯坦出现了,他先带领洛伦兹等小弟,盖了一层楼「狭义相对论」,后来他小弟都不用了,自己往上一个人盖了一整栋楼!这栋楼盖好了没装修,后面的科学家,什么史瓦西啊,霍金啊,都是在爱因斯坦这栋楼上搞装修的,霍金大概装了一面墙。
与爱因斯坦同时代,普朗克,波尔,海森堡等人,哦,还有爱因斯坦,他们盖了另一栋楼,也就是量子力学,这些人合力盖的,没有包工头,这栋楼现在看起来似乎更牛逼,而杨振宁,在这栋楼里打了一个电梯井,用标准模型贯通了这栋楼。
这就是杨振宁先生在物理界的地位。
这个电梯井就是杨振宁跟他的学生米尔斯提出的杨-米尔斯理论。
要搞清楚这个理论有多重要,就得理解物理的终极目标是什么?
物理的终极目标就是找到一个简洁又美的定律来描述世界。也就是揭示上帝创造世界的规律。
这个规律可以解释世界的一切声光热电等现象。
在这个大道上,牛顿找到了力,世界的一切似乎已经都归纳到了牛顿的理论当中。
这时候,麦克斯韦找到了电磁力。
牛顿力学描绘引力,麦克斯韦方程组描绘电磁力,尴尬的是,麦克斯韦方程组和牛顿力学并不相容,甚至是相互矛盾。
上帝不可能用两套相互同矛盾的规则去创造世界。
这时候,爱因斯坦用狭义相对论来安置电磁力,用广义相对论来安置引力。
接下来,就应该寻找统一的理论来解释电磁力以及引力,也就是大统一理论,也称为上帝公式。可爱因斯坦终其一生都没有完成。
不但没有完成,当人类撬开了原子核,又发现了两种新的力:强力跟弱力。
那怎么办?
这就要轮到杨振宁出场,其间的理论很复杂,但简单一点说,杨振宁的工作就是用杨-米尔斯理论来描述强力,然后杨-米尔斯理论还可以描述弱力和电磁力。
也就是说,世界的四种力,有三种力是可以用杨-米尔斯理论去描述的。只有引力无法用杨-米尔斯理论描述。
以数学界的例子来讲,证明1 1等于2是终极目标,是大统一理论,那杨振宁证明了1 2等于3。
这个理论到底有多牛呢?
数学界的最高奖菲尔滋奖有六个是靠推杨米尔斯方程拿的。
诺贝尔奖中,更有十几个跟杨振宁的理论有关系。
等人类统一了所有的力,才有可能真正拥有星辰大海,才有可能利用引力,甚至控制虫洞、黑洞,才能真正开始宇宙级的征程。
超级材料、反物质引擎、曲率驱动、时空跃迁这些才有可能变成现实。
物理学界已经了解了杨振宁的伟大,但也许还要过很多年以后,人们才能更了解他,理解他是人类文明的执剑人。
2000年,《自然》评选了人类千年最伟大的二十位物理学家,杨振宁位列其中。除他之外,其他人都是活在教科书里的人:牛顿,爱因斯坦,麦克斯韦……
杨振宁是唯一在世的最伟大物理学家。没有之一。
量子电动力学大牛弗里曼.戴森评价杨振宁: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。
1994年,富兰克林奖章和鲍威尔奖颁奖典礼上的颁奖词:“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”。
中国人非常熟悉霍金,往往给霍金冠以人类最聪明大脑的称号,其实这是一个误读,霍金固然伟大,但他跟杨振宁并不是一个级别的物理学家。
有人戏称,霍金跟杨振宁之间差了十多个诺奖。因为杨振宁的理论催生了十多个诺贝尔奖。而霍金并没有拿到诺奖。
当然,这有点夸张了,但确实说明,在真正的物理界,霍金的贡献远不如杨振宁。
更多人喜欢讨论杨振宁对国家的贡献,其实在这个方面对杨振宁有怀疑的人,他对中国的贡献不及杨振宁的万分之一。
1971年,杨振宁发现美国国务院禁止美国公民出访的国家名单里,取消了我们中国。
杨振宁第一时间申请回国访问,这个时间比尼克松访华破冰还要早。
回国的第一件事情,是开了一长串的会见清单,里面大多数是正遭受不公平待遇的物理学家。包括杨振宁最好的朋友邓稼先。
也就在同年,杨振宁向邓小平建议,引进《科学美国人》杂志,为中国的科学爱好者们打开世界科技的一扇窗。
1978年,倡议中科大创建首期少年班。为中国培养了一大批科学家。
在纽约州立大学石溪分校发起成立“与中国学术交流委员会”,资助中国学者进修。
推动南开大学建立理论物理研究室,并为南开筹集上亿美元的科研经费。
促成清华大学高等研究中心的建立,将自己纽约的房产变卖一百万后捐给清华。
带动清华大学的冷原子、凝聚物理科研水平提高几十年,光是以清华名义发表的SCI论文就有三十余篇,极大提高中国科学界在世界的声誉。
八九十岁,还在清华为本科生上基础物理。
有人说,杨振宁是回国养老的。
拜托,中国土地是美好,但外国的月亮也不残。以杨振宁的成就,他去这个世界任何一个国家,那个国家不是扫榻以迎?
如果他不是中国人,他会回到中国这片土地?
当想到,这个世界上最伟大的物理学界生活在中国这片土地上时,我们应该感到骄傲与振奋。
我们应该以这样的人为榜样,在未来产生更多像杨振宁这样对人类文明有重大影响的杰出人物。
这样的人,也许正在实验里,也许在我们的下一代。
我们应该以这样的人为榜样,在未来产生更多像杨振宁这样对人类文明有重大影响的杰出人物。
这样的人,也许正在实验里,也许在我们的下一代。
现在我们从小学就开始开设科学课程,把科学课放到了跟语文数学同样重要的位置。就是希望中国能够培养出越来越多的科学家。
华为的老总任正非就说过,什么时候,中国的农村都能见到博士,那中国才有希望成为美国这样的科技大国。
中国现在重视科学课,是很好的一步,但是科学课刚开,我们好多学校其实并没有科学课经验,有的甚至是别的科目老师代替上。
其实科学课对老师的综合素质要求最高,科学课老师真的是要求上知天文,下知地理。什么都要会,偏偏我们在科学课上的积累几乎为零。
这导致学校不知道怎么上。像我的小孩今年上六年级,科学课就基本是死记硬背,这样就违背了科学课的初衷,小学科学课的目标不在于记多少知识点,而是怎么培养科学的兴趣。
在学校科学课设计不理想的状态下,给孩子提前准备一套科学的课程就很有必要了。
实验室 看看
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