楊振寧100歲了！為什麼被稱為20世紀基礎物理學的奠基人？

楊振寧1922年9月22日出生於安徽合肥，2021年9月22日，是楊振寧先生99歲生日。按民間“過九不過十”的舊俗，這就是百歲壽辰。

關於楊振寧，一直在被非議。其中有一種聲音經久不息，那就是楊振寧被過譽了。“有的人說他比霍金厲害，如果他真那麼牛，為什麼我不知道他？”

那麼楊振寧到底有沒有過譽？看看下面這張照片吧：

這是當今國際物理會議後的集體合影，與會者都是當今著名物理學家們，比如“夸克之父”蓋爾曼。但被大家一致推舉站中間C位的人是誰？正是楊振寧。可見楊振寧在當今物理界的地位。

通俗地來說，楊振寧之於物理的偉大成就，等同於秦始皇統一中國，統一度量衡。

楊振寧是因為弱相互作用下宇稱不守恆理論一舉獲得諾貝爾物理學獎的。這項成就在物理學界是一個奠基性的發現，通俗地說，就是發現了整個世界物理規律的一項基本特性。然而，這還不是他的最高成就，他還有更多開創性的研究。

比如，相變理論的研究他早了其他同仁十餘年之久，在後來引發了愛因斯坦的高度關注。他的楊- Baxter方程，超導體磁通量子化的理論解釋，楊- Mills規範場論等諸多理論，在後來的物理學研究中被廣泛運用，成了現代物理科學的基礎理論。

其中，楊-米爾斯理論是楊振寧最大的貢獻，這是現代規範場論和粒子物理標準模型的基礎。

而要了解楊振寧在物理領域取的偉大成就，就先要搞清楚另一個問題：

物理學家到底在研究什麼？

自然界中有各種各樣的現象，有跟物體運動相關的，有跟聲音、光、熱相關的，有跟閃電、磁鐵相關的，也有跟放射性相關的等等。物理學家們就是去研究各種現象背後的各種規律，然後得到了大一堆關於力學、聲學、光學、熱學方面的定律。

但是物理學家們並不滿意，因為各種定律太多了！想想看，如果每一種現象都要用一種定律來描述，那就相當於你去買衣服要用一把尺，去買鞋要換一把尺，去買房子的時候又要換另一把尺，你得準備多少尺阿。所以物理學家就有一個理想：用更少的定律來描述更多的現象。把一些表面上看起來毫不相關的現象用同一種理論去描述，或者最終用一套理論來描述所有的已知現象。簡單來說，物理世界最好也只用一把尺。

這個事情，本質上來說其實就跟秦始皇要統一六國一樣，不允許有各自為政的國家存在，必須讓所有人遵守同樣的法令，用同樣的語言和文字，同樣的度量衡，這樣麻煩才少。所以物理學家位一直在不孜孜不倦地追求最終的統一之路——萬物之理（GUT）。

統一，統一，還是統一！

首先，牛頓統一了天上和地上的力。其次，麥克斯韋統一了電、磁、光。

於是，到了19世紀，隨著人們對微觀世界研究的深入，許多在宏觀上風牛馬不相及的東西，在微觀層面上卻很好地統一了起來。比如支援力、彈力、摩擦力之類的東西，在宏觀上它們確實是不同的東西，但是到了微觀層面，這些亂七八糟的力全都是分子間作用力形成的，而分子間作用力本質上就是電磁力。再深入，這些分子、原子運動的快慢，在宏觀層面上居然體現為溫度，然後熱現象就變成了一種力學現象。所以，到了19世紀末，人類所有已知現象背後的力就都歸結為引力和電磁力，其中引力由牛頓的萬有引力定律描述，電磁力由麥克斯韋方程組描述。

但是問題也隨之出現了，那就是麥克斯韋方程組和牛頓力學這套框架居然是矛盾的，難道是他們誰錯了？愛因斯坦老先生研究了一下，說麥克斯韋方程組沒毛病，牛頓的力學框架有問題。於是愛因斯坦熬夜升級了一下牛頓的力學的框架，在新框架下跟麥克斯韋方程組就不衝突了，這套升級後的新框架後來有了一個響亮的名字——狹義相對論（我們稱新尺）。

讓愛因斯坦都頭疼的難題

在狹義相對論下，麥克斯韋方程組不用做任何修改就能直接用新尺量。另外，牛頓力學裡有些東西雖然不能直接搬過來用新尺量，但是稍微修改一下就可以用新尺量。但當時也有一類東西，無論怎麼改都沒辦法用新尺量，這個就是——引力。

牛頓的萬有引力定律用牛頓力學的尺量一點問題沒有，但不管怎麼改，它就是沒辦法用狹義相對論這把尺量，那要怎麼辦呢？於是愛因斯坦另闢蹊徑，改變了研究方法，另外提出了一套新理論來描述引力，這相當於給“引力”單獨準備了另一把尺。結果這套新“引力”理論大獲成功，而且愛因斯坦提出這套新理論的方式跟以往的物理學家們截然不同，這種新手法帶來夢幻般的成功驚呆了全世界的物理學家，然後愛因斯坦就成了神一般的人物，這套新理論後來也有了一個響亮的名字——廣義相對論。

至此，愛因斯坦用狹義相對論安置好了電磁力，用廣義相對論馴服了引力之後，接下來要做的事情就很明顯了：要統一引力和電磁力，就像當年麥克斯韋統一電、磁、光那樣，畢竟用一套理論解釋所以的物理現象是物理學家們的終極夢想。

然而，愛因斯坦窮盡他的後半生都沒能統一引力和電磁力。不僅如此，隨著實驗儀器的進步，人們撬開了原子核，在原子核內部又發現了兩種新的力：強力和弱力。這下可好，不但沒能統一引力和電磁力，居然又冒出來兩種新的“搗亂份子”。所以，擺在科學家面前的局面又變成了有四種力：引力、電磁力、強力和弱力各自為戰，並且強力和弱力都暫時還沒有稱它的秤，說統一就更談不到了。

到了這裡，楊振寧的楊-米爾斯理論就登場了。

楊振寧帶著學生米爾斯，提出了“楊-米爾斯規範場論”。

直接說結論吧：現在強力就是用楊-米爾斯理論描述的，弱力和電磁力現在已經實現了完全的統一，統一之後的電弱力也是用楊-米爾斯理論描述的。也就是說，在四種基本力裡，除了引力，其它三種力都是用楊-米爾斯理論描述的，而且此後的幾十諾貝爾物理學獎都是直接或間接研究楊-米爾斯理論而得到的，也因為如此物理學家們稱，楊-米爾斯理論幾乎奠定了整個20世紀後半葉基礎物理學的總成就。所以你說楊-米爾斯理論有多重要？你說楊振寧的成就有多偉大？

楊振寧是世界上最偉大的物理學家之一

除了上面的貢獻，楊振寧在粒子物理學，統計力學和凝聚態物理等領域同樣做出了里程碑式的貢獻。他甚至提出過其他諸多理論和模型，雖然在當時他提出的很多內容無法用實驗來驗證正確與否，但隨著近些年來科學技術他的越來越多的理論都得到了證實。他的成就足以睥睨世界科學史上任何一位偉大的科學巨匠，人們將他與愛因斯坦並舉，說他是在世最偉大的物理學家之一，他是實至名歸！