杨振宁简介
杨振宁,1922年10月1日出生于安徽合肥,清华大学和香港中文大学教授。他是中国科学院、美国国家科学院、台湾中央研究院、俄罗斯科学院、罗马天主教科学院、巴西科学院、委内瑞拉科学院、西班牙皇家科学院的外籍院士,皇家学会会员,1957年诺贝尔物理学奖获得者。
1942年,杨振宁毕业于国立西南联合大学;1944年毕业于国立西南联合大学,获硕士学位;1945年获庚子赔款奖学金赴美留学;1948年获得芝加哥大学博士学位,先后担任芝加哥大学讲师和普林斯顿高等研究院研究员;1955年任美国普林斯顿高等学术研究所教授;1966年,他在纽约州立大学石溪分校担任教授和物理研究所所长;1986年在香港中文大学担任博文教授;1998年,任清华大学教授。
长期以来,杨振宁在粒子物理、统计力学和凝聚态物理方面进行了创造性的研究,取得了许多杰出的成就,做出了划时代的贡献。20世纪50年代,他与R.L .米尔斯合作提出了非阿贝尔规范场论;1956年与李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律;在粒子物理和统计物理方面做了大量的开拓性工作,杨-巴克斯特方程的提出为量子可积系统和多体问题的研究开辟了一个新的方向。
角色体验早期经验
1922年10月1日(民国11年),杨振宁出生于安徽省合肥市三河镇(今肥西县)。4岁时,我母亲开始教杨振宁阅读,杨振宁在一年多的时间里学会了3000个单词。
1938年夏(民国27年),杨振宁以高中毕业证报名参加统考,以优异成绩考入西南联大。
1942年(民国31年),20岁的杨振宁毕业于昆明国立西南联大,本科毕业论文导师为北京大学吴大猷教授。后来考上了理学院物理系(清华大学物理系),和凌宁、金启华、顾振超住在一起,黄坤、张守廉偶尔也住几天。
1944年(民国三十三年),杨振宁毕业于国立西南联大,硕士论文导师为清华大学王竹溪教授。
出国留学
1945年(民国34年),杨振宁获得庚子赔款奖学金赴美,在芝加哥大学学习。
1948年(民国37年),他在芝加哥大学获得博士学位和博士论文
1949年,杨振宁进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究,并开始与李政道合作。当时的院长奥本海默说,他最喜欢的景象是杨和李走在普林斯顿的草地上;同年,与恩利克·费密合作,提出了第一个基本粒子复合模型。
1954年,杨振宁和已故的米尔斯提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。
1956年,杨振宁和李政道联合发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒的基本粒子和它们的镜像完全相同。
1957年,杨振宁和李政道因共同提出宇称非守恒理论而获得诺贝尔物理学奖。他们是第一个获得诺贝尔奖的中国人。
1958年当选台湾中央研究院院士。
加入外国人
1964年,杨振宁加入美国国籍,成为美国公民。
1965年当选为国家科学院院士。
自1966年以来,他一直担任纽约州立大学石溪分校阿尔伯特·爱因斯坦讲座教授和理论物理研究所所长。
1971年夏天,杨振宁回到中国,成为第一位访问新中国的美国著名学者。
1977年,和梁在波士顿成立了美国华人协会,以促进中美关系。
1982年,他成为香港中文大学物理系名誉教授。
1986年回国参加中央研究院院士大会,成为香港中文大学博文教授。
1993年,他被选为皇家学会会员。
1994年,他被美国费城富兰克林学院授予鲍尔奖。
1994年,他与首位华人领域奖得主丘成桐教授共同创办了香港中文大学数学科学研究所。
1995年受聘为华侨大学名誉教授。
1996年被清华大学、上海交通大学授予荣誉博士学位。
1997年,成为清华大学高级研究中心名誉主任;同年,他获香港中文大学颁授荣誉理学博士学位。
1997年5月,根据中国科学院紫金山天文台的提名申报,国际小行星中心正式将1975年11月26日发现的3421号小行星命名为“杨振宁星”。
1999年5月,杨振宁正式退休。西施分院同日将理论物理研究所命名为“杨振宁理论物理研究所”,同年被学校授予一级荣誉博士学位;同年,杨振宁决定向香港中文大学慷慨捐赠大量文章、信件、手稿和奖牌,包括著名的诺贝尔奖,这导致在香港大学校园内建立了杨振宁学术档案馆。
2002年,他担任邵逸夫跑步奖评审委员会主席。
回国定居
2003年底,杨振宁回到北京定居。
2004年11月,受聘于海南大学特聘教授。
2009年,杨振宁住在北京清华大学。他的家在清华校园赵兰大院,他还是广东省东莞理工学院的名誉校长。[10]
2012年6月,杨振宁在清华大学庆祝90岁生日,收到学校赠送的刻有他伟大贡献的黑水晶;同年9月,香港中文大学举办了一系列活动祝贺教授的,包括科普讲座、学术研讨会和生日晚宴,以表达对杨教授的尊敬和爱戴。杨振宁夫妇参加了活动,并受到了CUHK老师、学生、亲戚和朋友的祝贺。
2013年10月,杨振宁是西南联大论坛的嘉宾。
2015年3月获台湾大学荣誉理学博士学位;同月,澳门大学授予杨振宁清华大学2014年荣誉博士学位,杨振宁对获得澳门大学最高荣誉表示极大荣幸。
主要成就学术成就
相变理论
统计力学是杨振宁的主要研究方向之一。他在统计力学中的特点是严格解决和分析植根于物理现实的一般模型,从而把握问题的本质和本质。1952年,杨振宁和他的合作者发表了三篇文章
杨振宁关于相变的重要论文。第一篇是关于二维伊辛模型的自发磁化强度的论文,是他前一年独立完成的,获得了1/8的临界指数。这是杨振宁做过的最长的计算。伊辛模型是统计力学中最基本但极其重要的模型,但它在理论物理中的重要性直到20世纪60年代才被广泛认识。1952年,杨振宁与李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时提交发表,引起了爱因斯坦的兴趣。本文用解析延拓方法研究了宏分函数的解析性质,发现其根的分布决定了状态方程和相变性质,消除了人们对同一相互作用下不同热力学相的存在性的怀疑。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,指出吸引相互作用晶格模型的宏配分函数的零点位于复平面上的单位圆上。
玻色子多体问题
出于对液氦超流性的兴趣,杨振宁在1957年前后与其合作者发表或完成了一系列关于薄玻色子多体系统的论文。首先,他与黄、、卢廷格尔发表了两篇论文,将赝势方法应用于这一领域。在和写了一篇关于弱相互作用中宇称是否守恒的论文等待实验结果期间,他们首先用双碰撞方法得到了正确的基态能量修正,然后用赝势方法得到了与黄、相同的结果。他们得到的最令人惊讶的能量修正是著名的平方根修正项,但当时无法通过实验验证。但是随着冷原子物理的发展,这个修正项已经被实验所证实。
杨-巴克斯特方程
20世纪60年代,寻找非对角规划模型的尝试导致杨振宁对量子统计模型的严格求解。1967年,发现一维δ函数排斥势中的费米子量子多体问题可以转化为矩阵方程,后称杨-巴克斯特方程(因为巴克斯特在1972年的另一个问题中发现了这个方程)。1967年,杨振宁还写了一篇次年发表的文章,进一步讨论了这个问题的S矩阵。后来发现,杨-巴克斯特方程是数学和物理中一个极其重要的方程,它与扭结理论、辫群、霍普夫代数甚至弦理论都有着密切的联系。过去杨振宁讨论的一维费米子问题在冷原子的实验研究中变得非常重要,第二年李伯和吴法岳用杨振宁发明的嵌套贝特假设方法求解一维哈伯德模型。哈伯德模型后来成为许多高温超导理论研究的基础。
有限温度下一维δ函数排斥势中玻色子的精确解
1969年,杨振宁和杨振平把一维δ函数排斥势中的玻色子问题推到有限温度。这是历史上首次获得有限温度(T>0)下相互作用量子统计模型的严格解。该模型和结果已在冷原子系统中得到实现和实验验证。
超导体磁通电离的理论解释
1961年,通过与费尔班克实验组的密切交流,杨振宁和拜尔斯从理论上解释了实验组发现的超导体通量子代,证明了电子配对可以导致观察到的现象,阐明了不需要引入新电磁场的基本原理,纠正了伦敦推理的错误。在这项工作中,杨振宁和拜尔斯将规范变换技术应用于凝聚态系统。相关的物理和方法已被广泛应用于超导、超流和量子霍尔效应的研究。
非对角长程有序
1962年,杨振宁提出了“离地长程有序”的概念,统一描述了超流和超导的本质,同时深入探讨了磁通亚极化的根源。这是当代凝聚态物理中的一个关键概念。从1989年到1990年,杨振宁在哈伯德模型中发现了与高温超导密切相关的非对角线长度本征态,并发现了它与张首晟的SO(4)对称性。
弱相互作用中的宇称不守恒
对称性是物理学美的重要体现,也是20世纪理论物理学的主题之一。从经典物理和晶体结构到量子力学和粒子物理,对称性分析是物理学中的有力工具。杨振宁对粒子物理的许多贡献显示了他对对称性分析的擅长。他经常能准确地运用对称性
杨振宁用优雅的方法,迅速得到结果,突出了本质和独创性。1999年,在石溪举行的一次学术会议上,杨振宁被称为“对称之王”。
1950年,杨振宁关于p0衰变的论文和他与蒂奥姆诺关于β衰变相位因子的论文奠定了他在这一领域的领先地位。1956年,θ-τ之谜是粒子物理中最重要的问题。当时普遍讨论的是宇称是否可以不守恒。杨振宁和李政道已经从θ-τ之谜的具体物理问题发展到更一般的问题,提出了宇称在强相互作用和电磁相互作用中守恒,而在弱相互作用中不一定守恒的可能性,从而将弱相互作用主导的衰变过程分开。然后通过具体的计算,发现以前没有做过证明弱相互作用中宇称是否守恒的实验。他们还指出了弱相互作用的几个关键实验,以测试宇称在弱相互作用中是否守恒。1956年夏天,吴健雄决定做一个他们指出的关于60Co β衰变的实验。次年1月,她领导的实验组证明了弱相互作用中宇称不守恒,在整个物理领域引起了极大的震动。为此,杨振宁和李政道获得了1957年诺贝尔物理学奖。
三种离散对称:时间反转、电荷共轭和宇称
1956年8月,奥赫梅致信杨振宁,询问宇称(P)、电荷共轭(C)和时间反转(T)三种离散对称之间的关系。这导致杨振宁、李政道和奥姆发表了论文57e,讨论了P、C和T的不守恒之间的关系。本文在1964年的合作伙伴不遵守理论分析中起了决定性作用。
高能中微子实验的理论探讨
1960年,为了获得更多关于弱相互作用实验的信息,李政道和杨振宁利用实验物理学家施瓦茨的思想,从理论上讨论了高能中微子实验的重要性。这是中微子实验的第一次理论分析,引出了后来许多重要的研究工作。
合作原则非守恒的现象学框架
1964年发现CP非保守时,发表了很多关于其起源的文章。杨振宁和吴大军忽略了那些脱离实际的理论猜测,对CP非守恒进行了现象学分析,并为后来分析这类现象建立了现象学框架。这体现了杨振宁脚踏实地的风格,也明显显示了费米的影响力。
杨-米尔斯规范场理论
1954年,杨-米尔斯规范场理论(即非阿贝尔规范场理论)发表。这个当时物理学界并不重视的理论,通过60-70年代很多学者引入的自发对称性破缺的概念,发展成了标准模型。这一般被认为是20世纪下半叶基础物理的总成就。
从数学的角度来看,杨振宁和米尔斯的论文是从描述电磁学的阿贝尔规范场理论到非阿贝尔规范场理论的推广。从物理学的角度来看,这种普及发展了新的相互作用的基本规律。
主导世界的四种基本相互作用中,弱相互作用和强相互作用用杨-米尔斯理论描述,爱因斯坦描述引力的广义相对论类似于杨-米尔斯理论。杨振宁称之为“对称主导力”。杨-米尔斯理论是20世纪下半叶物理学的一大成就。杨-米尔斯方程、麦克斯韦方程和爱因斯坦方程具有极其重要的历史地位。
规范场论的积分形式
杨——米尔斯理论也把物理与数学的关系推向了一个新的高度。1970年前后,杨振宁致力于研究规范场理论的积分形式,发现了不可积相位因子的重要性,从而认识到规范场具有深刻的几何意义。
规范场理论与纤维束理论的一致性
1975年,和吴大军发表论文75c,用非积分相位因子的概念对电磁学和杨—米尔斯场理论进行了全面的描述,讨论了阿哈罗诺夫—玻姆效应和磁单极子问题,揭示了规范场在几何上对应于光纤束上的连接。本文附有词典,将物理学中规范场理论的基本概念准确地翻译成数学中纤维束理论的基本概念。这本字典引起了人们对数学的广泛兴趣,并极大地促进了数学和物理在未来几十年的成功合作。
论文作品
论文:《物理评论》、《物理评论通讯》等发表论文约300篇
作品:
论文选集和后记1945-1980(英文),(弗莱明公司,1983)
《杨振宁全集》(中文),(华东师范大学出版社,1998年)
暮光收藏(中文),(简体版,北京三联书店;传统版,八坊文化研讨会,2008)[4]
另外还有《质疑弱相互作用中的宇称守恒》《初等粒子发现简史》《阅读教学四十年》《科学、教育与中国现代化》《科学品格》《新世纪的科学技术》《20世纪的物理学》《对称性与物理学》等。