物诺贝尔奖都难以衡量其贡献，杨振宁发布的理论，究竟有多厉害？|当前速读

瑞典首都斯德哥尔摩于2022年12月举行颁奖仪式为美国、法国、奥地利的三位物理学家：阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽、安东·蔡林格颁发诺贝尔物理奖。

三位物理学家画像

但 物理诺贝尔奖 只不过是名誉的象征，并不是代表获奖者达到了物理学的巅峰，人们很难从中看出一位科学家对物理学所做出的贡献。

【资料图】

比如杨振宁的 杨-米尔斯理论 就相当重要，被称为连接物理学的关键理论，它到底有多厉害？

杨-米尔斯理论

杨-米尔斯理论是由杨振宁和R.L.米尔斯在1954年提出的，关于自然界当中四种相互作用力的基本理论。

这四种力分别为 引力、强相互作用力、弱相互作用力、电磁力 。

四种相互作用力

在此之前，物理学界的大佬们纷纷提出自己的理论，为物理学界添砖加瓦，但是随着研究的深入，他们发现自己的理论与别人的研究存在一定的冲突。

为了统一物理学理论，大佬们在1927年开展了 巅峰聚会 ，当时世界上几乎所有顶尖的物理学家都加入到了这场聚会当中。

人类智商的天花板们

经过一个月的讨论，最终还是未能得出一个所以然，统一物理学界遥遥无期。

自从量子理论的研究深入后，又对物理学提出新的挑战，如果不加以解决，原本的物理学大厦很有可能崩塌。

而杨-米尔斯理论相当于还是物理学大厦当中的“顶梁柱”，为一众大佬的理论画龙点睛、查漏补缺，并引领新的理论研究出现。

杨-米尔斯理论主体方程式

杨-米尔斯理论究竟有多厉害呢？盖尔曼从杨-米尔斯理论出发，创立了一套 独特的量子力学 ，并很快获得诺贝尔奖。

格拉肖、萨拉姆和温伯格根据杨-米尔斯理论基础，统一了电磁力和弱力，获得了诺贝尔奖。

可以说，杨-米尔斯理论已经能够与相对论并列，是物理学研究当中，一个无法避开的理论研究。

奇怪的是，作为基石的杨-米尔斯理论，在民间未能得到很高的赞誉。

作为基石的作用

首先，杨-米尔斯理论将宇称守恒推向了更加普遍的问题。

此前，在物理学当中，物理学家普遍认为，对称性是美的重要体现， 宇宙当中的万事万物都遵守宇称守恒 。

宇称守恒概念

所谓的宇称守恒指的是，如果运动的规律在某一变化下，具有不变的性质，那么它的背后一定有一条 守恒的定律 。

什么意思呢？我们拿大家最熟悉的 能量守恒定律 来举例子，比如当热能转化为电能，从本质上能量是没有消失的，也就是说它具有 不变性 。

那么在它的背后，就是能量守恒定律在做支撑。

因此，物理学家认为，宇宙的运行有自己的规律，只是人们未能发现其中的因素和变量。

充满奥秘的宇宙

只要掌握足够的信息，人类能够完全掌握自己的未来。

但是杨振宁提出了相反的观点，他在一次意外的实验当中发现， 弱相互力连接的微观粒子世界，可能不存在宇称守恒 。

对此，杨振宁教授经过严密的计算，又拿出了许多经典的实验，来论证自己的说法。

此后，杨振宁又亲身做了一项关于 60Coβ衰变 的实验，进一步确认，物理学当中秉承着宇称不守恒原则。

宇称不守恒原则概念

但这并不是对原本物理学的挑战，而是在人们看不到的地方或者是容易忽视的地方，做了补充，使其更加完善。

就像是当初牛顿的万有引力指出，世间的万事万物都存在引力，大到一颗恒星，小到一颗原子。

但是量子理论却将牛顿的万有引力打破，在微观的量子世界，存在没有引力的粒子。

这意味着“牛顿大厦”崩塌了吗？并不是，万有引力对宏观世界是非常适用的，在研究微观粒子方面，我们需要进一步完善它的理论成果。

所以，后来众多的物理学大佬都转向了 量子力学 ，可是越研究量子力学，带给人们的问题也就越多。

比如量子纠缠传递的信息为什么可以超光速？还是说它有一种特殊的宇宙法则？

量子纠缠概念

两个粒子之间的强相互作用力，究竟有多厉害？

虽然，未能给这些疑惑提出实际的解决办法，但是其中却给予了后人研究的思路。

1957年，杨振宁教授就已经写好了关于 强弱相互作用 当中是否存在宇称守恒的论文。

杨振宁当中指出，在研究强相互力作用的时候，不能用寻常思维来衡量。

比如，两个拥有强相互力的粒子距离越近，力的作用就越微弱。

粒子运动

我们在研究强相互作用之时，也许需要一种 逆向思维 ，去衍生出其中人们忽视的地方，从而寻找出某种不合乎常理但符合宇宙规律的原理。

就像是飞机在被发明出来之前，很少有人想过人类有一天能够飞在天上。

在研究物理学方面，要胆大心细，不能被 桎梏 在已有的认知范围。

当然，并不能说杨-米尔斯理论就是物理学当中最为完善的理论，毕竟人类目前的认知太少，而物理学又处在瓶颈阶段，谁也不知道未来会发现什么。

理论延展

早在1953年，沃尔夫冈·泡利将五维的卡鲁扎-克莱因理论 拓展到六维 的时候，就发现了其中不实际的阴影粒子，这些粒子的存在与杨-米尔斯理论提出的方程式存在一定的冲突。

卡鲁扎-克莱因理论

由于沃尔夫冈没有足够的证据表明自己研究的 正确性 ，当时他所准备的论文也一直未能发表。

一次公共场合当中，沃尔夫冈提出自己的研究与杨-米尔斯理论的不同之处，人们才重视起来。

直到现在，人们仍旧不知道其原因在于何处，只能将其归咎为量子世界的不确定性。

1972年，弗里兹希和盖尔曼提出了量子色动力学，与杨-米尔斯理论一起，构成了 粒子物理标准模型 。

粒子物理标准模型

发展到今天，杨-米尔斯理论已经被视为物理学当中的一套框架，将所有的理论统一起来。

令人堪忧的是贡献如此巨大的理论，却很少有人知道，甚至创始人的名字，也鲜为人知。

我们从小就听说过爱因斯坦、牛顿，但是真正听说过 杨振宁 教授的人并不多，但是以他的理论几乎可以 与经典力学媲美 ，物理诺贝尔奖已经无法衡量其贡献。

杨振宁教授

不可否认的是，其中一个原因在于，杨振宁教授的杨-米尔斯理论晦涩难懂，想要读懂它，必须拥有很强的物理学基础，而且要熟悉各种理论的不契合之处。

其实，对于普通人来说，不一定要理解这些科学家的理论究竟是什么，但我们一定要知道，存在这样一位伟人，它的生平和事迹都 值得人们铭记 。

杨振宁教授

感谢每一位为物理学做出贡献的科学家们，正是因为有了他们的存在，人类的社会才能发展得如此迅速。

关键词： 宇称守恒 诺贝尔奖 物理学家

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