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规范场理论与杨振宁讲了什么发明?

规范场理论与杨振宁讲了什么发明?

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规范场理论与杨振宁讲了什么发明?

杨振宁与李政道共同获得1957年诺贝尔物理学奖金;杨振宁提出的规范场理论,在物理学中具有巨大影响;他是第一个回国访问的美籍著名科学家,他为振兴华夏科学和教育而多方奔走。杨振宁是一名了不起的炎黄子孙。

古国育英才杨振宁,1922年农历8月11日出生于安徽合肥县县城西大街四古巷。父亲杨克纯,字武之,考取省官费留学美国斯坦福大学、芝加哥大学,回国后在清华大学任数学教授,我国著名数学家华罗庚就是杨武之教授等人发现、推荐,并帮助到英国剑桥大学留学的。

杨振宁之父留学美国6年,是母亲罗孟华把他培养大的。母亲从小振宁4岁起,教他认方块字,一年多时间里认识了3000多字!

1933年,因父亲在清华当教授,振宁进了崇德中学读书。1937年芦沟桥事变,杨振宁家从北平到合肥,不久又经汉口、广州、香港、取道越南河内,沿红河又北上到云口最后达到昆明,行程5000千米,两次越国界,横跨中国6省,颠沛流离,风餐露宿,克服无数艰难险阻,才到达西南联合大学。杨振宁读完高二后,进入了大学,在联大受到极为严格的数学基础训练,他的微积分考试得100分,是联大各届学生中最好成绩,他的普通物理课成绩是99分,是联大8年间最好成绩,当时西南联大有一批有名的教授,在物理方面如赵忠尧、周培源、吴有训、张文裕、吴大猷等。杨振宁的学士论文是在吴大猷教授指导下进行的,硕士论文是由王竹溪教授指导的。王竹溪在英国剑桥大学获博士学位后,正是日本帝国主义铁蹄践踏中国领土之时,王教授不图安逸、不贪享受,回国在西南联大任教,过艰苦的生活,并进行科学研究,全力教育学生,其爱国主义情怀,给杨振宁很大影响。

攀登高峰通过考试,1945年杨振宁公费到美国留学,经过多次辗转,长途跋涉,终于在芝加哥大学见到了著名物理学家费米。费米没有辜负学生的希望,尽职尽责地把自己知识和经验传给了学生。除了讲课外,每周还有一两个晚上给几名研究生讲解疑难问题,杨振宁在这种小灶中受益非浅。费米于1949年因事离开芝加哥时,把笔记及讲课任务交给了杨振宁。

杨振宁和密耳斯,在1954年发表了“规范场理论”,这是划时代的创作。今天物理学研究主要是场,第一个是麦克斯威尔理论,第二个是爱因斯坦的广义相对论,第三个就是杨振宁的规范场。在物理学上具有巨大影响,这是杨振宁得到最高成就,有人主张说因杨振宁创立“规范场理论”,应该获得第二次诺贝尔奖。

杨振宁在物理学上的另一成就,就是与李政道一起发现:宇称守恒只是部分的物理现象,在更多的弱的相互作用下,宇称是不守恒的。由于这一发现,1957年他们两人共同获诺贝尔物理学奖。

对称是指某些变换下的不变性。比如,早上作实验,晚上作实验,同一内容,结果应相同,这叫时间平移不变性,也就是时间反演对称性;还有电荷的正负是对称的;左手座标变到右手座标,称为空间反演,也是对称的。

过去的物理定律一直显示出左右对称性。

在粒子体系中,粒子体系和它在镜像中的体系,都遵守同样变化规律,也就是具有左右对称性,这就是宇称守恒定律。

但是1947年两位英国实验物理学家发现奇异的粒子,其中一个叫θ介子,另一个叫r介子。τ介子衰变成3个π介子,而θ介子衰变成2个π介质子,这说明π介子和τ介子衰变时,表现出相反的宇称。这被称为“θ-τ”之谜。

早在西南联大学习时,他们两人就对这“宇称守恒定律”有怀疑。1946年杨振宁与李政道都住在芝加哥大学的国际学生宿舍中,同胞在异国他乡重逢是多么高兴。后来他们都在普林斯顿高级研究院从事研究工作,他们共同合作,对这一现象进行了研究,于1956年提出:在弱作用下,左右可能不对称(弱作用中宇称可能不守恒)。

当时很多物理学家认为这一假设是大胆的,但也有人认为不可能正确,最典型的是著名物理学家泡利,他说愿意出大价钱打赌,实验将证明宇称对称。

这时,著名的物理学家吴健雄,正打算去日内瓦及远东讲学,她听到杨振宁和李政道的设想后,毅然留了下来,着手准备实验。吴健雄实验小组,利用最先进的设备,进行实验验证,终于到12月已获得足够实验数据,表明宇称守恒定律在弱相互作用中被否定了。

1957年1月15日哥伦比亚大学举行记者招待会,吴健雄向世界宣布,“宇称守恒定律”在弱作用中予以推翻!

著名物理学家奥本海默说:“终于找到了走出里屋子的门!”

1957年12月10日,35岁的杨振宁和31岁的李政道,在热烈和庄重的气氛中,登上了斯德哥尔摩诺贝尔领奖台。