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楊振寧的貢獻是什么 對中國做了什么貢獻

2021-09-23 11:24:47文/董玉瑩

楊振寧1922年9月22日出生于安徽合肥,上世紀40年代赴美留學任教。1957年,因提出弱相互作用中宇稱不守恒原理與李政道一起獲得諾貝爾物理學獎。

楊振寧的貢獻是什么 對中國做了什么貢獻

楊振寧對中國的成就在哪里

走出國門,拯救鄧稼先

在1945年的時候,楊振寧考入美國芝加哥大學物理系走出國門,并且很快以自己的實力加入到了美國的理論物理研究所,看到楊振寧這樣的成就,很快美國就期待楊振寧永遠在美國。但是在1971年的時候,楊振寧在美國的禁止腳步之下,決然地回到了國內,將自己的所學的帶回了自己的國家,并且獲得了國家領導人的接見,同時楊振寧還希望帶更多的人回來。

所以回國之后,作為海外回家的科學家,他制定了一份要見的親友名單,其中第一個就是鄧稼先,楊振寧來救鄧稼先一命就是這樣來得(為何叫拯救,這里省略了)。所以也才有鄧稼先后面的研究成果,并且還有1999年被追授“兩彈一星功勛獎章”的事情,將鄧稼先最初的所有付出全部讓世人知道了,所以鄧稼先也是核物理學家之一,領導了許多學者和技術人員將中國的核技術推向了世界先進水平。

建設中國科研室,推動發展

楊振寧曾為中國建立了一流物理實驗室60余座,為清華大學和南開大學一共籌集2億美金的科研經費,并且直接推動了冷原子、凝聚物理科研成果,將中國的物理研究水平直接提高了幾十年。并且還有一個比較受關注的貢獻事件,那就是他直接將自己清華大學的100萬收入,全部用來建造清華大學高等研究中心,同時還將自己的紐約豪宅賣掉,再向清華大學捐了100萬美元。

過后還建立了“楊振寧講座”“楊振寧基金會”“楊振寧獎學金”,來推動研究的發展,相當于是作為基礎研究的費用,讓大家能夠更加努力地去做一些重要的研究成果,所以這是如今很多人都難以做到的。

楊振寧的成就及其貢獻

1、相變理論

統計力學是楊振寧的主要研究方向之一。他在統計力學方面的特色是對扎根于物理現實的普遍模型的嚴格求解與分析,從而抓住問題的本質和精髓。

1952年楊振寧和合作者發表了3篇有關相變的重要論文。 第一篇是他在前一年獨立完成的關于2維Ising模型的自發磁化強度的論文,得到了1/8這一臨界指數。這是楊振寧做過的最冗長的計算。Ising模型是統計力學里最基本卻極重要的模型,但是它在理論物理中的重要性到20世紀60年代才被廣泛認識。

1952年,楊振寧還和李政道合作完成并發表了兩篇關于相變理論的論文。兩篇文章同時投稿和發表,發表后引起愛因斯坦的興趣。論文通過解析延拓的方法研究了巨配分函數的解析性質,發現它的根的分布決定了狀態方程和相變性質,消除了人們對于同一相互作用下可存在不同熱力學相的疑惑。

這兩篇論文的高潮是第二篇論文中的單位圓定理,它指出吸引相互作用的格氣模型的巨配分函數的零點位于某個復平面上的單位圓上。

2、玻色子多體問題

起源于對液氦超流的興趣,楊振寧在1957年左右與合作者發表或完成了一系列關于稀薄玻色子多體系統的論文。

首先,他和黃克孫、Luttinger合作發表兩篇論文,將贗勢法用到該領域。在寫好關于弱相互作用中宇稱是否守恒的論文之后等待實驗結果的那段時間,楊振寧和李政道用雙碰撞方法首先得到了正確的基態能量修正,然后又和黃克孫、李政道用贗勢法得到同樣的結果。

他們得到的能量修正中最令人驚訝的是著名的平方根修正項,但當時無法得到實驗驗證。不過,這個修正項隨著冷原子物理學的發展而得到了實驗證實。

3、楊—Baxter方程

20世紀60年代,尋找具有非對角長程序的模型的嘗試將楊振寧引導到量子統計模型的嚴格解。1967年,楊振寧發現1維δ函數排斥勢中的費米子量子多體問題可以轉化為一個矩陣方程,后被稱為楊—Baxter方程(因為1972年Baxter在另一個問題中也發現這個方程)。

1967年,楊振寧還寫了一篇于翌年發表的文章,進一步探討了此問題的S矩陣。后來人們發現楊—Baxter方程在數學和物理中都是極重要的方程,與扭結理論、辮子群、Hopf代數乃至弦理論都有密切的關系。

楊振寧當年討論的1維費米子問題后來在冷原子的實驗研究中顯得非常重要,而他在文中發明的嵌套Bethe假設方法次年被Lieb和伍法岳用來解出了1維Hubbard模型。Hubbard模型后來成為高溫超導的很多理論研究的基礎。

4、超導體磁通量子化的理論解釋

1961年,通過和Fairbank實驗組的密切交流,楊振寧和Byers從理論上解釋了該實驗組發現的超導體磁通量子化,證明了電子配對即可導致觀測到的現象,澄清了不需要引入新的關于電磁場的基本原理,并糾正了London推理的錯誤。

在這個工作中,楊振寧和Byers將規范變換技巧運用于凝聚態系統中。相關的物理和方法后來在超導、超流、量子霍爾效應等問題的研究中廣泛應用。

5、非對角長程序

1962年,楊振寧提出“非對角長程序(off-di-agonal long-range order)”的概念,從而統一刻畫超流和超導的本質,同時也深入探討了磁通量子化的根源。

這是當代凝聚態物理的一個關鍵概念。1989到1990年,楊振寧在與高溫超導密切相關的Hubbard模型里找到具有非對角長程序的本征態,并和張首晟發現了它的SO(4)對稱性。

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