杨振宁对物理的贡献主要有哪些?

杨振宁是我国著名物理学家,在理论物理学领域做出了开创性贡献,主要有:1. 提出杨-米尔斯理论。杨振宁与美籍华人物理学家刘启杨于1950年合作提出的杨-米尔斯理论,解决了原子核中的强相互作用的理论基础问题,为发展量子色动力学和量子电动力学奠定了基础

杨振宁是我国著名物理学家,在理论物理学领域做出了开创性贡献,主要有:

1. 提出杨-米尔斯理论。杨振宁与美籍华人物理学家刘启杨于1950年合作提出的杨-米尔斯理论,解决了原子核中的强相互作用的理论基础问题,为发展量子色动力学和量子电动力学奠定了基础。这是他最重要的成就之一。

2. 发展广义相对论与量子引力理论。杨振宁长期致力于广义相对论与量子引力理论的研究,提出了杨-米尔斯空间与超弦理论,为解决广义相对论与量子理论的协调问题作出重要贡献。但迄今仍未能找到完全令人满意的方案。

3. 发展各向同性理论。杨振宁提出的各向同性理论解释了基本粒子之间的相互作用,揭示了物质最基本的对称性特征,对粒子物理学理论有重要影响。

4. 创立旋量对称理论。杨振宁在研究大统一理论时,提出了旋量对称性的概念,认为在超高能量情况下,空间的旋量性质通过旋量交换子的作用可以消失。这一理论揭示了空间和时间的基本对称性。

5. 发展麦克斯韦方程组的聚变形式。杨振宁提出的新麦克斯韦方程组的hyper复杂扩展形式,推进了对时间与空间本质的研究。

所以,杨振宁对理论物理学的贡献主要体现在提出杨-米尔斯理论,发展广义相对论与量子引力理论,创建各向同性理论与旋量对称理论,推进麦克斯韦方程组理论的发展等方面。他对揭示物质基本的相互作用特征与时空本质作出了重大贡献,是中国近现代科学史上有重要影响的理论物理学家。




杨振宁是20世纪后半叶理论物理大师,具有极其鲜明独特的研究风格和品味。无论是场论和粒子物理,还是统计力学与凝聚态物理,杨振宁的研究工作都体现了他对物理学理论的美的追求,一方面与实验事实紧密相关,一方面又注重理论形式的美。这种追求和特征贯穿了他的整个研究生涯。从学生时代直到现在,杨振宁做研究不赶时髦,不随大流,不落俗套,而是从物理现象和从自己的物理思想出发,作出深刻的发现,展示物理之美。有些工作的重要性因为得到实验支持很快被承认,最著名的例子是关于弱相互作用中宇称不守恒的工作;而有些工作的重要性经过很多年以后才被其他物理学家接受,成为相关领域的奠基石,最著名的例子就是杨-Mills规范场论。

整理归纳,杨振宁主要有以下多方面的物理学建树:

1 相变理论

统计力学是杨振宁的主要研究方向之一。他在统计力学方面的特色是对扎根于物理现实的普遍模型的严格求解与分析,从而漂亮地抓住问题的本质和精髓。这可以概括为: 原创、优雅、力量和物理。1952年杨振宁和合作者发表了3篇有关相变的重要论文。

2 玻色子多体问题

起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右与合作者发表或完成了一系列关于稀薄硬球玻色子多体系统的论文。这是一个数学上定义完善的模型。

3 杨-Baxter方程

1960年代,出于对非对角长程序(off-diagonal long-range order)的兴趣,杨振宁寻找具有这种长程序的模型


4 1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解

1969年,杨振宁和杨振平将1维δ函数排斥势中的玻色子问题推进到有限温度。


5 超导体磁通量子化的理论解释

1961年夏,杨振宁访问斯坦福大学。那里的Fairbank和Deaver在实验上发现超导环中磁通量以hc/2e为单位的量子化。

6 非对角长程序

1962年,杨振宁提出非对角长程序的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。

7 弱相互作用中宇称不守恒

如果在杨振宁所有的论文和演讲中找出一个主导性的基调,那就是对称性。性。对称性是物理学之美的一个重要体现。

8 时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性

质疑弱相互作用中宇称是否守恒的论文预印本引起Oehme于1956年8月致信杨振宁提出弱相互作用中宇称(P)、电荷共轭(C)、时间反演(T)三个分立对称性之间的关系的问题。这导致杨振宁、李政道和Oehme发表论文57e,讨论P、C、T各自不守恒之间的关系。此文对1964年所有的关于CP不守恒的理论分析有决定性的影响。

9 高能中微子实验的理论探讨。

这种实验的物理意义在李和杨的论文中被列表讨论,这个文章被证明是预知未来的……当中微子束和探测器越来越有力后,这些过程成为多年深入实验的课题。

10 CP不守恒的唯象框架 。

11 杨-Mills规范场论

这是杨振宁最大的贡献。1954年,杨-Mills规范场论(即非阿贝尔规范场论)发表。在两篇短文中,杨振宁和Mills将Weyl的阿贝尔规范理论推广到非阿贝尔规范理论。这个当时没有被物理学界看重的理论,通过后来许多学者于1960到1970年代引入的自发对称破缺与渐进自由的观念,发展成今天的标准模型。这被普遍认为是20世纪后半叶基础物理学的总成就,主导了长期以来基础物理学的研究。

杨-Mills理论有“开天辟地”的崇高地位,它的成功是物理学史上的一场革命。

12 规范场论的积分形式 。

13 规范场论与纤维丛理论的对应。





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