講真句各,霍金與楊振寧相比差遠(yuǎn)了!

論學(xué)術(shù)成就晴叨,楊振寧要比霍金高得多凿宾。

霍金在中國這么出名,更多的是因?yàn)橛襟w和學(xué)術(shù)界的包裝推廣兼蕊,當(dāng)然他個人的學(xué)術(shù)成就也不低初厚,但無法和楊振寧相提并論。

但是楊振寧在中國已經(jīng)被很多人黑成了翔孙技,黑他的人總是抓著模糊的道德問題緊追不放产禾,卻沒有真正去了解他個人在物理學(xué)上取得的堪稱偉大的成就。

和清華的老師聊過牵啦,楊振寧和翁帆感情是很好的亚情,真心相愛的話大家有什么好噴的呢?還有人說哈雏,楊振寧退休回國就是撈錢養(yǎng)老楞件,毫無用處。但實(shí)際上楊振寧回到清華裳瘪,能夠充分作用自身的影響力土浸,調(diào)動學(xué)術(shù)界的很多資源,這很有利于清華相關(guān)學(xué)科的發(fā)展彭羹。要不然大家真以為他不值那個價兒黄伊?

網(wǎng)絡(luò)時代,希望大家能夠有自己的判斷力皆怕,不要被一些媒體牽著鼻子走毅舆。特別是對人這種復(fù)雜個體的評價西篓,更需要慎重愈腾。

清北經(jīng)常被黑憋活,很多人不了解內(nèi)部情況,總是為了黑而黑虱黄,讓我們這些學(xué)生痛心疾首悦即。

大家時常會把Hawking和同時代的物理學(xué)家相比,譬如和C. N. Yang橱乱、Fermi辜梳、Pauli等等,實(shí)話實(shí)話泳叠,Hawking確實(shí)不如他們的成就多作瞄,不如他們成就高。至于說“Hawking是繼Einstein后最偉大的科學(xué)家”危纫,這僅僅是媒體宣傳的說辭宗挥,在學(xué)界,這是不客觀的种蝶。只能說Hawking是偉大的科學(xué)家契耿,但和Einstein和C. N. Yang比起來,單從學(xué)術(shù)成果上講螃征,并不在一個層次上搪桂。就拿C. N. Yang(楊振寧)來說,Yang確實(shí)是現(xiàn)在在世的最偉大的物理學(xué)家盯滚,沒有之一踢械,他的成果眾多,而且影響深刻魄藕,他的成果成為很多物理乃至數(shù)學(xué)領(lǐng)域相關(guān)分支的根基理論内列,譬如Yang-Mills規(guī)范場理論、Yang-Baxter方程等等泼疑,這些都要比Hawking最具代表性的成果:奇性定理德绿、黑洞的Hawking輻射要更加重要,更加基本退渗,而且如果去看Hawking論文的引用率移稳,我們會發(fā)現(xiàn),他的論文引用率是沒有像Witten這樣的人高的(Witten是著名弦論學(xué)家)会油。但是話又說回來个粱,我們可能要問,為什么同時期有比Hawking優(yōu)秀得多得多的物理學(xué)家翻翩,為什么Hawking的名氣如此之大呢都许?很大程度上稻薇,是因?yàn)樗須堉緢?jiān)的形象和他令人敬佩的品質(zhì),Hawking作為一個深受“漸凍癥”困擾的人胶征,如今他可以做出這些科學(xué)成就塞椎,就已經(jīng)非常了不起了,他的那種認(rèn)真和堅(jiān)守著實(shí)令人尊敬睛低。

我們可以簡單地看來一下Hawking的工作案狠,Hawking的工作主要集中在廣義相對論與宇宙學(xué)上,他和Penrose合作的一系列論文創(chuàng)建了現(xiàn)代宇宙學(xué)的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)理論:

奇性定理:Hawking和Penrose共同提出并證明了奇性定理钱雷,這是Hawking早年非常重要的工作骂铁,奇性定理告訴我們,“只要廣義相對論正確罩抗,因果性良好拉庵,能量正定,而且時空中至少存在一點(diǎn)物質(zhì)套蒂,那么這個時空就有奇點(diǎn)钞支,或者說至少存在一個物理過程,時間有開始泣懊,或者有結(jié)束伸辟,或者既有開始也有結(jié)束”,該定理預(yù)言了時間的開始和終結(jié)馍刮。這個定理深刻表明了“大爆炸”奇點(diǎn)是Einstein廣義相對論的必然結(jié)果信夫。這一成果雖然重要,但是仍是廣義相對論框架下的一個小點(diǎn)卡啰、一個小問題的解決静稻。

黑洞力學(xué)(黑洞熱力學(xué)):首先Hawking論證了黑洞的事件視界必須具有球形拓?fù)洹kS后1973 年Hawking和其合作者Bardeen一起建立了黑洞和熱力學(xué)基本定律的聯(lián)系匈辱,譬如黑洞視界的表面積 A 和表面引力 \kappa 分別能夠類比于熵 S 和溫度 T 這些熱力學(xué)量振湾。在這個時期,可以說Hawking在經(jīng)典廣義相對論領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的研究是當(dāng)時世界上最棒的亡脸。

Hawking輻射:Hawking最為重要的工作就是對黑洞熱輻射的證明押搪,現(xiàn)稱之為Hawking輻射,它首次從微分幾何上嚴(yán)格地證明了黑洞存在熱輻射浅碾,而且是嚴(yán)格的黑體譜大州。這個工作是黑洞理論的核心,在理論上夜是極為重要的垂谢。目前的問題就是沒有得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證厦画,而且也很難得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,因?yàn)镠awking輻射是非常小的,通過任何已有的技術(shù)都無法直接觀測到根暑。

虛時間和宇宙的無邊界設(shè)想(Hawking無邊界宇宙模型):Hawking和Hartle一起發(fā)展了的一套處理大爆炸奇點(diǎn)的量子方法力试,這就是“無邊界”方法,即奇點(diǎn)被光滑的“帽子”所取代排嫌。為了理解這個觀點(diǎn)畸裳,Hawking引入虛時間(或歐幾里得化)的概念,這個概念將Einstein的贗Riemann幾何轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的Riemann幾何躏率。盡管這項(xiàng)工作存在獨(dú)創(chuàng)性躯畴,但仍存在諸多困難民鼓。這是Hawking晚年的工作薇芝,但是還沒有引起人們的注意,Hawking自己坦言:大家都普遍接受了黑洞的熱輻射理論丰嘉,但是他認(rèn)為宇宙的無邊界設(shè)想是更為重要的夯到。不過必須說的是,Hawking的這套方法雖然受到很大的尊重饮亏,但并不是最受歡迎的耍贾。(不過通過無邊界設(shè)想,可以回答一個公眾非常感興趣的問題:“宇宙在大爆炸之前是什么”路幸。根據(jù)無邊界設(shè)想荐开,宇宙大爆炸奇點(diǎn)就相當(dāng)于地球的南極點(diǎn),因?yàn)椴⒉淮嬖诒饶蠘O更往南的地方简肴,所以大爆炸奇點(diǎn)之前什么也沒有晃听。)

如果和C. N. Yang(楊振寧)對比的話,不得不說Yang的成果不僅在量上要多得多砰识,他在諸多領(lǐng)域都有所貢獻(xiàn)能扒,而且更為重要和基本,以下是Yang的13項(xiàng)最具代表性的成果:

I. 粒子物理

弱相互作用中宇稱不守恒:這是Yang和Tsung-Dao Lee(李政道)早年共同發(fā)現(xiàn)在弱作用中宇稱是不守恒的辫狼,而此前物理學(xué)界認(rèn)為宇稱無論是在強(qiáng)作用初斑、弱作用還是電磁作用中都是守恒的。后來Chien-shiung Wu(吳健雄)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)證明了在弱作用中宇稱確實(shí)是不守恒的膨处,在物理學(xué)界引起軒然大波见秤。因?yàn)檫@項(xiàng)極為重要的工作,Yang和Lee一起分享了1957年的諾貝爾物理獎真椿。 學(xué)物理的都應(yīng)該知道對稱性在物理中的重要性鹃答,因此宇稱守恒有著直覺上的吸引力,所以不難理解這項(xiàng)顛覆性的工作是何等重要瀑粥。

時間反演挣跋、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性: Yang、Tsung-Dao Lee和Oehme發(fā)表論文討論時間狞换、電荷和宇稱各自不守恒之間的關(guān)系避咆。此文對1964年所有的關(guān)于CP不守恒的理論分析有決定性的影響舟肉。高能中微子實(shí)驗(yàn)的理論探討: 1960年,實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Schwartz指出如何通過中微子束得到更多弱相互作用的實(shí)驗(yàn)信息查库。Tsung-Dao Lee和Yang在理論上探討了高能中微子實(shí)驗(yàn)的重要性路媚。這是關(guān)于中微子實(shí)驗(yàn)的第一個理論分析,引導(dǎo)出后來許多重要研究工作樊销。

CP不守恒的唯象框架: 1964年整慎,Christenson、Cronin围苫、Fitch和Turlay的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了CP不守恒裤园。Yang和他的學(xué)生吳大峻作了CP不守恒的唯象分析,建立了后來分析此類現(xiàn)象的唯象框架剂府,這篇論文定義了這個領(lǐng)域至今仍在使用的理論框架和術(shù)語拧揽。

II. 場論

Yang-Mills規(guī)范場理論:這是現(xiàn)代規(guī)范場理論的基礎(chǔ),更是20世紀(jì)下半葉重要的物理突破腺占,而且是弱電統(tǒng)一理論的基礎(chǔ)淤袜,該理論對研究基本粒子如強(qiáng)子的結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)有力的工具。 1954年衰伯,Yang-Mills規(guī)范場論(即非Abel規(guī)范場論)發(fā)表铡羡。在兩篇短文中,Yang和他的學(xué)生Mills將Weyl的Abel規(guī)范理論推廣到非Abel規(guī)范理論意鲸≡┙瘢可以說Yang-Mills理論有“開天辟地”的崇高地位阳准,它的成功是物理學(xué)史上的一場革命。

規(guī)范場論的積分形式: Yang-Mills理論還把物理與數(shù)學(xué)的關(guān)系推進(jìn)到一個新的水準(zhǔn)。1970年左右崇众,Yang致力于研究規(guī)范場論的積分形式蔓挖,發(fā)現(xiàn)了不可積相位因子的重要性呕缭,從而意識到規(guī)范場有深刻的幾何意義斥废。

規(guī)范場論與纖維叢理論的對應(yīng): 1970年代早期,Yang意識到規(guī)范場的幾何意義以及規(guī)范理論的積分形式實(shí)際上是一個幾何的發(fā)展蚜退,因此他向J. Simons學(xué)習(xí)纖維叢理論闰靴。Yang最終意識到物理學(xué)家所謂的規(guī)范對應(yīng)于數(shù)學(xué)家所謂的主坐標(biāo)叢,而物理學(xué)家所謂的勢對應(yīng)于數(shù)學(xué)家所謂的主纖維叢上的聯(lián)絡(luò)钻注。1975年蚂且,他發(fā)表了論文,揭示了規(guī)范場在幾何上對應(yīng)于纖維叢上的聯(lián)絡(luò)幅恋。

III. 統(tǒng)計力學(xué)

相變理論:1952年Yang發(fā)表了3篇有關(guān)相變的重要論文杏死。第一篇是他獨(dú)立完成的關(guān)于二維Ising模型的自發(fā)磁化強(qiáng)度的論文,得到了 1/8 這一臨界指數(shù)。這是Yang做過的最冗長的計算淑翼,是一個絕對的壯舉腐巢。Dyson稱其為“雅可比橢圓函數(shù)理論的大師式練習(xí)”。1952年玄括,Yang還和Tsung-Dao Lee合作完成并發(fā)表了兩篇關(guān)于相變理論的論文冯丙,將對Ising模型的研究擴(kuò)展到格氣模型,并嚴(yán)格計算出氣液相變的Maxwell圖遭京。兩篇文章同時投稿和發(fā)表胃惜,發(fā)表后引起Einstein的興趣。Yang和Lee的這兩篇論文的高潮是第二篇論文中的單位圓定理(現(xiàn)稱Lee-Yang單圓定理)哪雕,它指出吸引相互作用的格氣模型的巨配分函數(shù)的零點(diǎn)位于某個復(fù)平面上的單位圓上船殉。在統(tǒng)計力學(xué)和場論中,這個理論至今魅力不減热监。

玻色子多體問題:Yang在1957年左右與合作者發(fā)表或完成了一系列關(guān)于稀薄硬球玻色子多體系統(tǒng)的論文捺弦,這是一個數(shù)學(xué)上定義完善的模型,早先Yang和Kerson Huang(黃克孫)孝扛、Luttinger合作發(fā)表了兩篇論文,將費(fèi)米的贗勢法用到該領(lǐng)域幽崩。后來Yang和Tsung-Dao Lee用雙碰撞方法首先得到了正確的基態(tài)能量修正苦始,然后又和Huang、Lee用贗勢法得到同樣的結(jié)果慌申。他們得到能量修正或者聲速漸進(jìn)展開的前兩項(xiàng), 其中最令人驚訝的是著名的平方根修正項(xiàng)(后來被稱為Lee-Huang-Yang修正)陌选,但當(dāng)時無法得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。出乎預(yù)料的是蹄溉,50年后咨油,這一修正項(xiàng)隨著冷原子物理學(xué)的發(fā)展而得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

Yang-Baxter方程:1967年Yang發(fā)現(xiàn)一維 \delta 函數(shù)排斥勢中的費(fèi)米子量子多體問題可以轉(zhuǎn)化為一個矩陣方程柒爵,后被稱為Yang-Baxter方程役电。Yang的這個工作打開了兩個領(lǐng)域的大門。后來人們發(fā)現(xiàn)Yang-Baxter方程在數(shù)學(xué)和物理中都是極為重要的方程棉胀,與扭結(jié)理論法瑟、Hopf代數(shù)以及弦理論都有密切的關(guān)系。

一維 \delta函數(shù)排斥勢中玻色子在有限溫度下的嚴(yán)格解:1969年唁奢,Yang將一維 \delta 函數(shù)排斥勢中的玻色子問題推進(jìn)到有限溫度霎挟。這是歷史上首次得到的有相互作用的量子統(tǒng)計模型在有限溫度的嚴(yán)格解。最近這個模型及其結(jié)果也在冷原子系統(tǒng)中得到實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證麻掸。

IV. 凝聚態(tài)物理

超導(dǎo)體磁通量子化的理論解釋: 1961年Yang訪問斯坦福大學(xué)時酥夭,該大學(xué)的Fairbank和Deaver在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)環(huán)中磁通量以 hc/2e 為單位的量子化。Yang和Byers給出這一現(xiàn)象的正確理論解釋。

非對角長程序: 1962年熬北,Yang提出非對角長程序的概念千所,從而統(tǒng)一刻畫超流和超導(dǎo)的本質(zhì),同時也深入探討了磁通量子化的根源蒜埋。這是當(dāng)代凝聚態(tài)物理的一個關(guān)鍵概念淫痰。1989到1990年,Yang在與高溫超導(dǎo)密切相關(guān)的Hubbard模型里找到具有非對角長程序的本征態(tài)整份,并和Shou-Cheng Zhang(張首晟)發(fā)現(xiàn)了它的SO(4)對稱性待错。

最后其實(shí)要說的就是,將兩位物理學(xué)家作比較事實(shí)上沒有過多的意義烈评,我們可以客觀地闡述他們的成果都有哪些火俄,但是Hawking和Yang之類的物理學(xué)家畢竟不在同一個研究領(lǐng)域,我們可以說誰比誰更偉大讲冠,但這種比較其實(shí)并沒有什么價值可言瓜客。不管怎樣,我覺得Hawking和Yang等等的科學(xué)家們都在人類理解世界理解宇宙的探索之路上留下了光輝燦爛的一筆竿开,都應(yīng)該值得大家的敬仰和尊重谱仪。如今Hawking的離世讓人悲痛萬分,他曾是一個仰望浩渺宇宙的人否彩,如今他成為了星辰宇宙疯攒。

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