唱歌喉结怎么稳住(9)
所以你说杨振宁先生的物理学造诣有多高?
“大一统”的物理学理论我们知道,生活中有各种各样的现象,比如和物体运动相关的(最有名的就是牛顿根据苹果坠地提出了万有引力理论),有跟声音、光和热相关的,也有跟闪电、打雷等相关的,物理学家根据这些现象提出了不同的理论。
久而久之,物理学家发现,生活中的现象太多了,他们总结出来的一堆关于运动、声学、光学、热学之类的定律实在太多了。
于是,有的物理学家就想:我能不能用更少的定律来描述更多的现象呢?或者说有没有适用于物理学的“万能公式”呢?
有没有可能不同的现象表面上看起来毫不相关,但是在更深层次上却可以用同一种理论去描述呢?
物理学中的“大一统”思想就此而生。
物理学中的“大一统”本质上就跟秦始皇要统一六国一样,我决不允许还有其他六个各自为政的国家存在,必须让所有人遵守同样的法律,服从同一个政令,用同样的语言和文字,这样才和谐。
物理学家的统一之路,也是这样浩浩荡荡地开始的。
物理学的“大一统”之路就像秦国扫清六合一样,物理学的大一统之路走得也并不轻松。
首先,在19世纪之前,我们熟悉的支持力、摩擦力和弹力等各种力是由不同的理论去总结的,但随着人们的深入研究,发现这些宏观力虽然表现不同,但微观方面却有着共同的特点:这些杂七杂八的力全都是分子间作用力造成的,而分子间作用力本质上就是电磁力。
这些分子间作用力的快慢,在宏观层面上是以温度的高低来表现的,所以热现象就变成了一种力学现象。
于是,发展到19世纪末期,人类就把所有的力归结为了引力和电磁力,其中引力由牛顿的万有引力定律描述,电磁力由麦克斯韦方程组描述。
这是大一统的初级阶段。
紧接着,人们发现麦克斯韦方程组和牛顿力学居然发生了理论。
这时候大家都在想:到底是麦克斯韦方程组有问题?还是牛顿力学不准确呢?
这时候爱因斯坦站上了历史舞台。
爱因斯坦认为麦克斯韦方程组没问题,他把牛顿力学进行了部分升级后发现,升级后的牛顿力学竟然可以跟麦克斯韦方程组和谐共处了。
于是爱因斯坦把这套升级后的新框架就叫狭义相对论。
这是大一统的第二阶段。
在狭义相对论这个新框架里,麦克斯韦方程组不用做任何修改就能直接入驻,这是一等公民。
另外,牛顿力学里有些东西无法直接搬过来,但是稍微修改一下就可以很愉快的搬到这个新框架里来,比如动量守恒定律,这是二等公民。
还有一类现象,无论怎么改都无法让它适应这个新框架,这个力学现象就是引力。
怎么才能把这个“倔强”的引力纳入其中呢?
爱因斯坦另辟蹊径,他想,既然引力这小子不服改,那我就不改它了,我单独给它套上一件外套,提出了一个全新的理论——广义相对论。
于是,爱因斯坦用广义相对论驯服了引力,用狭义相对论安置好了电磁力。
这是大一统的第三阶段。
接下来,爱因斯坦就在琢磨,怎么统一引力和电磁力呢?这样物理学就只需要一套理论了。
但是,爱因斯坦穷尽他的后半生都没能统一引力和电磁力。
而且,随着实验仪器的进步,人们撬开了原子核,在原子核内部又发现了两种新的力:强力和弱力。
这下可把物理学家们搞蒙了,咱不但没能统一引力和电磁力,居然找到了两种全新的力。
至此,物理学上出现了四种力:引力、电磁力、强力和弱力。
爱因斯坦办不到的事,谁能办到呢?
当然是我们的主角——杨振宁,以及他的杨-米尔斯理论。
在这一框架下,上述4种力之中的弱力和电磁力实现了完全的统一,统一后被称为电弱力。
此外,人们刚发现的强力也可以用杨-米尔斯理论描述。
也就是说,在四种基本力里,除了引力,其它三种力都是用杨-米尔斯理论描述的。
这就是物理大一统的第四阶段,这一阶段的主角就是杨振宁。
也正是杨-米尔斯理论的提出,才让杨振宁在爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦等人组成的物理学天团中占有一席之地。
也许杨老当年没回国效力令人无法谅解,但他在物理学、在科学上的造诣确实令人难以望其项背。
为了物理学乃至基础科学的发展,我们是否应该对这位白发苍苍的大师更包容一些呢?
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文章来源:《应用声学》 网址: http://www.yysxzz.cn/zonghexinwen/2022/1206/718.html
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