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楊振寧能否和牛頓、愛因斯坦一樣,成為最偉大的物理學家?

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楊振寧是偉大的物理學家,這點不可置否。他在粒子物理學、場論、統(tǒng)計物理學、凝聚態(tài)物理學等領(lǐng)域取得了輝煌的成就,其中的楊-米爾斯非阿貝爾規(guī)范理論、弱相互作用下宇稱不守恒、楊-巴克斯特方程是楊振寧最重要的科學成就,每一項都能夠使他成為偉大的科學家。尤其是1954年發(fā)表的楊-米爾斯理論,該理論為統(tǒng)一自然界中幾種相互作用力給出了基本框架。1994年楊振寧因該理論獲得鮑爾獎,授獎詞中稱贊楊振寧的工作排在了牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的工作之列。


牛頓、愛因斯坦是物理學界大神級別的科學家,麥克斯韋是緊隨其后的第三偉大物理學家,楊振寧能否和他們平起平坐?鮑爾獎對楊振寧的評價雖然擲地有聲也切合實際,但只是說楊振寧的工作能夠和牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的工作排在一起,并沒有說楊振寧的科學成就能夠和他們的比肩。楊振寧到底能否和牛頓、愛因斯坦平起平坐,這是很多人所關(guān)心的。

就楊振寧的科學理論目前所產(chǎn)生的影響看,他并不能和牛頓、愛因斯坦平起平坐,也不能和麥克斯韋并列。牛頓和愛因斯坦之所以偉大,不僅是因為他們做出了最基礎(chǔ)性的工作,同時他們的研究領(lǐng)域之廣幾乎覆蓋了當時物理學的所有分支。尤其是牛頓,精通理論和實驗,幾乎是以一己之力建立起經(jīng)典力學,同時他還是一位偉大的數(shù)學家?!白匀缓妥匀坏姆▌t在黑暗中隱藏,上帝說,讓牛頓去吧!于是一切都被照亮”,這段小詩是對牛頓科學成就的最貼切概括。


楊振寧的楊-米爾斯非阿貝爾規(guī)范場理論提出時只是一個數(shù)學框架,并且有非常重大的沒有解決的問題。相傳當年泡利也做出了同樣的工作,泡利發(fā)現(xiàn)這個框架不能解決粒子的質(zhì)量問題,追求完美的泡利于是放棄了發(fā)表。楊振寧在給同行介紹他的理論時,泡利當場發(fā)問怎么解決粒子的質(zhì)量的問題?楊振寧只能回答不知道。后來希格斯給出了對稱性破缺機制,粒子質(zhì)量的問題從而得到了解決;溫伯格、格拉肖、薩拉姆在此模型的基礎(chǔ)上將弱相互作用力和電磁相互作用力統(tǒng)一了起來;格羅斯、波利策、韋爾切克給出了強相互作用中的漸近自由理論……楊-米爾斯規(guī)范場理論的威力才逐步顯露出來。如果再能夠?qū)⑷f有引力納入到這個框架中,規(guī)范場理論就將獲得更偉大的成功。這樣的統(tǒng)一理論足以和牛頓將天上的力和地上的力統(tǒng)一起來,以及麥克斯韋將電、磁、光統(tǒng)一起來平起平坐。


目前四種相互作用力中的萬有引力還沒有納入楊振寧給出的數(shù)學框架中,他距離牛頓、麥克斯韋那樣的偉大還有一段距離。以后會不會將萬有引力吸納進來?楊振寧在科學殿堂中會不會坐到和牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋相鄰的位置?

物理理論有一個很明顯的特點,不能立即發(fā)力,理論提出后往往需要經(jīng)歷幾年、十幾年、甚至上百年才能發(fā)揮出威力。哪怕是牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦,他們也有過這樣的經(jīng)歷。愛因斯坦在1905年給出狹義相對論,1916年發(fā)表廣義相對論,但他真正成為偉大科學家是在1919年愛丁頓通過日全食觀測證實了他的廣義相對論預(yù)言之后。牛頓雖然生前就是科學大神,但萬有引力理論的深入人心是在哈雷彗星回歸以及根據(jù)萬有引力理論在筆尖下發(fā)現(xiàn)海王星之后才逐步實現(xiàn)的,海王星發(fā)現(xiàn)時牛頓已去世一百多年。愛因斯坦成名時,德國的《柏林畫報》稱贊愛因斯坦“能夠和哥白尼、開普勒、牛頓比肩”,這里面沒有提到麥克斯韋。今天看,哥白尼和開普勒的科學成就并不能超過麥克斯韋。當時沒有提麥克斯韋,與麥克斯韋方程組的威力沒有爆發(fā)出來有很大關(guān)系。


在之后的歲月里,楊振寧的理論也一定會有新的生機。但無論如何,楊振寧不能達到牛頓、愛因斯坦那樣的高度,也許麥克斯韋的高度是他的頂峰。規(guī)范場理論固然重要,但對稱性破缺、弱電統(tǒng)一理論、漸近自由理論等很多重大問題是其他科學家解決的。猶如量子力學的建立,量子力學和愛因斯坦建立的相對論是現(xiàn)代物理學的兩大基石,但量子力學是一大群科學家經(jīng)過共同努力建立起來的,相對論是愛因斯坦幾乎以一己之力建立起來的。從這個角度上講,為量子力學的建立作出杰出貢獻的玻爾、狄拉克、海森堡、薛定諤等科學家達不到愛因斯坦的高度。


從伽利略到現(xiàn)在,物理學已發(fā)展成最龐大的一門自然科學。在物理學分支越來越細的今天,以一己之力建立起物理學一些分支的基礎(chǔ)理論越來越難。楊振寧的科學成就雖達不到牛頓、愛因斯坦那樣的高度,但無論如何他是偉大的科學家。我們完全可以用尊敬牛頓、愛因斯坦那樣的方式尊敬楊振寧。

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