这已经成为人类的常识 。
所以长久以来 , 科学家们也便理所当然地认为 , 一个基本粒子与它的镜像粒子 , 所有性质也完全相同 , 运动规律也完全一致 , 这就是宇称守恒 。
即使费曼、泡利、朗道这些物理学大师 , 在研究遇到瓶颈时 , 也从未质疑过这一物理学“铁律” 。
直到杨振宁和李政道出现 。
● 杨振宁(右)和李政道在诺贝尔颁奖礼上
二人打破了传统的路径依赖 , 于1956年提出了“弱相互作用中宇称不守恒” , 这一发现 , 直接推翻了“宇称守恒”的金科玉律 , 让今后的物理学研究少走了许多弯路 。
从提出理论到获得诺奖 , 前后只用了不到一年的时间 , 这种获奖速度 , 在诺奖百年历史上都是非常罕见的 。
“它影响了整个物理学界的方方面面 , 是囊括了分子、原子和基本粒子物理的一项革命 。 ”
但是 , “宇称不守恒”还算不上是杨振宁最重要的成就 。
他最重要的成就 , 是“规范场论” 。
诺贝尔物理学奖获得者丁肇中这样评价:
“提到20世纪的物理学里程碑 , 我们首先想到三件事 , 一是相对论 , 二是量子力学 , 三是规范场 。 ”
什么是“规范场”呢?
这里用最直观的例子 , 稍作解释一下 。
【物理学家|100岁的杨振宁,到底牛在哪儿?】大自然中 , 存在着各种各样的现象:声 , 光 , 热 , 电 , 运动……
物理学家们研究这些现象 , 得到了一堆关于运动、声学、光学、热学之类的定律和公式 。
这些定律和公式越来越多 , 且“各自为政” , 让物理学变得越来越繁琐复杂 。
于是 , 物理学家们开始考虑 , 有没有一套统一的理论 , 来解释全部的现象呢?
他们由此提出了大一统理论 , 即“万物之理” , 希望以此揭开万物运行的本质规律 , 寻找“推动世界运行的上帝之手” 。
经过两个多世纪的努力 , 物理学家们发现 , 造成这些现象背后的“力” , 本质上可归结为两类:一个是引力 , 另一个是电磁力 。
牛顿提出三大运动定律和万有引力定律 , 将大到行星运动、小到两个铁球同时落地这些现象解释出来 , 统一了引力;
麦克斯韦提出麦克斯韦方程组 , 将一切电现象、磁现象和光现象 , 统一为了电磁力 。
接下来 , 如果谁能将引力和电磁力统一起来 , 就能完成物理界的“大一统” , 找到“上帝之手” 。
● 牛顿
但是 , 牛顿没能完成 , 麦克斯韦也没能完成 。
并且 , 后人在后续的研究中渐渐发现 , 麦克斯韦方程组和牛顿力学的框架 , 二者竟然是矛盾的 。
这俩大神到底谁错了?
谁都不敢说 , 谁都不知道 。
这个时候 , 爱因斯坦站了出来 , 说二者都没有错 , 只是需要“调整”一下 。
于是 , 他提出了狭义相对论和广义相对论 , 解决了引力和电磁力之间的矛盾 , 震惊了全世界的物理学家 , 由此“一战封神” 。
显而易见 , 接下来物理学最重要的任务 , 就是如何把引力和电磁力统一起来了 。
● 爱因斯坦
可惜的是 , 聪明如爱因斯坦 , 穷尽后半生 , 也没能完成二者的“大一统” 。
不仅如此 , 随着实验仪器的进步 , 人们撬开原子核 , 在原子核内部又发现了两种新的力:强力和弱力 。
这下可好 , 不仅没能统一 , 反而多出了两个力 。
就好比程序员发现了一个漏洞 , 为了修复这个漏洞 , 他又制造出了更多的漏洞 。
面对新出现的两个力 , 人们压根不知道该怎么描述 。 大一统理论 , 忽然就变得遥遥无期了 。
研究陷入了瓶颈 , 所有物理学家对此一筹莫展 。
就在这个时候 , 一个人横空出世 , 给迷雾重重的物理学指明了方向 。
他就是杨振宁 。
● 杨振宁和米尔斯
杨振宁和米尔斯 , 提出了“杨-米尔斯规范场论” , 将宇宙中已知的四种基本力 , 除引力之外 , 直接统一了其他三种 , 朝着“大统一理论”迈出了非常重要的一步 。
以上这些 , 堪称一部极简的物理学统一史 。
之所以介绍这么多 , 是因为我们只有站在这样的高度 , 才能给杨振宁一个公正合理的定位 。
杨振宁于1994年获得鲍尔奖 , 这是北美奖金最高的一项科学奖 , 颁奖词不吝赞美地肯定了杨振宁的不朽地位 。
“这个理论综合了有关自然界的物理规律 , 为我们对宇宙中基本的力提供了一种理解 。 它很大程度上重构了近40年来的物理学和现代几何学 。 这个理论模型 , 已经排在牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的工作之列 , 并必将对未来几代产生类似的影响 。 ”
- 大白鲨|10条关于大白鲨的冷知识,幼鲨在母亲子宫里就开始互相残杀
- 航天器|由于气候变暖,越来越多的信天翁“离婚”了
- 恐龙|世界上最重要的8种恐龙,可能与你想象的不同
- 滴滴出行|滴滴消失4个月后,开始另寻出路,盯上美团王兴的生意?
- |揭开元宇宙快乐背后的真相,原来是八段锦底层逻辑的永生
- 彗星|史前人类的崛起之路
- 航天器|氧气会耗尽吗?氧气真的会消失吗?氧气是怎么来的?二氧化碳的危害
- 外星人|外星人一定是“人”吗?他们的存在形式或超乎想象!
- 双十二|Web前端培训:一些常见的HTML代码验证器
- 太空望远镜|即将发射的韦伯太空望远镜有多牛?可以在月球上探测到地球上一只黄蜂的热量特征