今天中午驚聞楊振寧先生逝世，楊振心中十分震驚。寧先楊振寧先生是生究對世界最有影響力的中國科學(xué)家之一，也是楊振理論物理最黃金的時代最后在世的大師了。當(dāng)這一天真的寧先來臨，不免讓人有一種時代落幕的生究感覺。

我一直很敬佩楊振寧先生，一是寧先因為他是當(dāng)今世界物理學(xué)的巔峰，二是生究他作為當(dāng)今世界物理學(xué)的巔峰，一直在不遺余力地輸出他作為巔峰的楊振能量。

我曾有幸跟楊振寧先生有過幾次交集。寧先2010年我清華入學(xué)時，生究就是楊振88歲高齡的楊老做的新生報告。讀本科時，寧先還在選課系統(tǒng)里看到過楊老的生究大學(xué)物理課。2019年參加騰訊科學(xué)探索獎和未來科學(xué)大獎的頒獎典禮，曾兩次見到了楊老。

在學(xué)校主干道看到的楊振寧先生的學(xué)術(shù)研討會展板

2021年我寫過一篇文章，力求盡我可能給大家科普一下楊老的學(xué)術(shù)成就以及他對中國的貢獻。今天特此重發(fā)，希望更多的人可以了解楊老對我們的意義。

一、楊振寧的科學(xué)地位

楊振寧先生最為著名的學(xué)術(shù)成果有兩個：1954年的楊-米爾斯理論和1956年的宇稱不守恒定律。他憑前者躋身頂級物理學(xué)家之列，憑后者與李政道先生共獲1957年諾獎。

諾獎頒獎典禮上評委這樣評價他們的貢獻：

你們不懈的努力打破了基本粒子物理學(xué)中最令人困惑的僵局，也由于你們輝煌的成就，導(dǎo)致了現(xiàn)在的理論和實驗工作的蓬勃向前。

諾獎獎?wù)录白C書

諾貝爾物理學(xué)獎的平均獲獎年齡56歲，而楊振寧先生獲獎時年僅35歲。如今的我33歲相當(dāng)于我后年拿諾獎...再看楊振寧先生的諾獎?wù)鸷秤稚狭艘粚印?/p>

從提出宇稱不守恒理論到獲獎，僅僅花了一年半的時間。1956年6月中旬楊、李兩人向物理頂刊PRL投稿，1956年10月1號正式發(fā)表論文，1957年10月31號他們就獲得諾獎了。

這給我一年半，寫個paper被編輯退回來修修補補好幾輪可能都發(fā)不出來。

另一個成果楊-米爾斯理論，它是20世紀下半葉極其重要的物理突破，為物理學(xué)的發(fā)展提供了全新的數(shù)學(xué)武器。它是粒子物理學(xué)標準模型的基礎(chǔ)，也是大一統(tǒng)理論的先驅(qū)。四種基本相互作用，除引力外的三種都是由楊-米爾斯理論描述的。

楊-米爾斯理論在50年代還只是一個有趣的物理創(chuàng)意，但很快它就成為了物理學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施，多位物理學(xué)家因為從事與楊-米爾斯理論有關(guān)的研究，收獲了諾獎

1979年，格拉肖、薩拉姆和溫伯格完成了電磁力和弱力的統(tǒng)一，拿諾獎；

1999年，胡夫特和韋爾特曼闡明物理學(xué)中弱電相互作用的量子結(jié)構(gòu)，拿諾獎；

2004年，格羅斯、維爾切克和波利策發(fā)現(xiàn)強相互作用理論中的漸近自由，拿諾獎。(太會玩了，這是在諾獎接龍嗎)

1994年楊振寧因楊-米爾斯理論獲得了由美國富蘭克林學(xué)會頒發(fā)的鮑爾獎。頒獎文告是這樣寫的：

作為20世紀理性的杰作之一，這個理論解釋了亞原子粒子的相互作用，深遠地重新規(guī)劃最近40年物理學(xué)和現(xiàn)代幾何學(xué)的發(fā)展。這個理論模型，已經(jīng)排列在牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦的工作之列，這肯定會對未來幾代人產(chǎn)生相類似的影響。

牛、愛、麥三人基本是公認的物理學(xué)家前三名，楊都能和他們排一塊。如果硬要像武俠小說一樣給物理學(xué)家排座次的話，保守一點排進top15不過分吧！

真正的物理學(xué)C位

以前我想不通，為啥楊振寧的學(xué)術(shù)成就如此之高，大家卻對他知之甚少呢？后來我明白了

02 試圖解釋楊先生的成就

楊先生在物理學(xué)界的成就豐富而深刻，我們僅為大家簡要解讀。以下內(nèi)容主要來自《楊振寧傳》和我個人粗淺的物理知識，如有大佬也可以在評論區(qū)補充說明。

楊振寧最為大家熟知的成就可能是榮獲諾貝爾獎的宇稱不守恒。這可以說是整個科學(xué)史上最令人驚奇的發(fā)現(xiàn)之一。

首先要聲明的是，“宇稱”是一個量子力學(xué)里的概念，指的是粒子在空間反演變換下的對稱性，不是我們平常認知中的東西。

宇稱守恒定律通俗地講可以理解為，一個粒子和“鏡子中的這個粒子”遵循相同的規(guī)律，或者說，左右是一組相對的概念，世界上沒有絕對的左和右。

這沒啥好懷疑的。你扔個東西，它遵循自由落體定律，那鏡子里的它肯定也遵循自由落體定律；你對著鏡子招手，鏡子里的你也招手。不招手的那是恐怖片。不信你去照照鏡子

宇稱守恒定律太顯然了，所以物理學(xué)家們把它當(dāng)作最基礎(chǔ)的定律之一。

但1954年，θ-τ之謎的出現(xiàn)，使得宇稱守恒產(chǎn)生了問題。

簡單說就是，人們發(fā)現(xiàn)有θ和τ這兩種奇異的粒子，在衰變過程中宇稱不同：θ粒子衰變會產(chǎn)生2個π介子，宇稱為偶；而τ粒子衰變會產(chǎn)生3個π介子，宇稱為奇。

可人們又發(fā)現(xiàn)，θ和τ這兩種粒子實在太像了，在質(zhì)量、電荷、自旋等其他方面的性質(zhì)完全一樣，這哥倆咋看都是同一種粒子??！

對于這一矛盾，合理解釋就兩種：

這倆不是一種粒子，但我們太辣雞了，除了宇稱之外完全分辨不出它們的區(qū)別；

這倆就是一種粒子，可是在弱相互作用支配下的衰變過程中，宇稱不守恒。

絕大多數(shù)物理學(xué)家都選擇相信前者。沒有人會懷疑宇稱守恒，因為它實在是太顯然了。

就好比最近你吃得很少但依然長胖了，你肯定會從自己身上找原因，而不會激動地宣布自己推翻了質(zhì)量守恒定律。

凡是質(zhì)疑底層物理規(guī)律的人，要么是民科，要么是絕頂天才。宣布推翻質(zhì)量守恒定律的你可能是民科，但宣布推翻宇稱守恒的楊振寧是絕頂天才。

楊振寧先生的物理觀念深受愛因斯坦影響，相信物理的美學(xué)，對“對稱”的概念極其信奉。宇稱不守恒不符合物理學(xué)的對稱美感。按理說，他不會相信鏡子內(nèi)外不對稱這種荒誕的事。

但他超越同時代物理學(xué)家的地方正在于此。他沒有讓所謂的基礎(chǔ)定律限制自己的思想，而是探究所有的可能性，哪怕現(xiàn)實是最不可能的那個。

為了確定弱相互作用中的宇稱是否守恒，楊振寧和李政道從熟悉的β衰變入手進行考查，大概可以理解為一個中子衰變成一個質(zhì)子和一個電子。

人們做過的β衰變實驗有上千種，倆人對這些實驗統(tǒng)統(tǒng)進行了重新研究。

結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)在過去所有的β衰變實驗里，沒有任何實驗?zāi)鼙砻?，弱相互作用滿足宇稱守恒定律！

這是一個令人驚愕的發(fā)現(xiàn)，但也不怪物理學(xué)家心大，誰沒事往這想呢……

于是楊李二人很快重新設(shè)計了幾個實驗用于檢驗宇稱不守恒。但哥倆都是實驗渣，尤其楊振寧，動手能力不行

?！稐钫駥巶鳌氛f，小時候手工課老師讓他用泥巴捏只雞，結(jié)果他捏出來的像藕...

古人云，雞變藕不變，符號看象限。引導(dǎo)楊振寧思考宇稱不守恒的恰恰是θ和τ粒子的宇稱奇偶性。如此看來，這一切也許是命中注定吧...

除了動手能力差外，兩人對當(dāng)時實驗技術(shù)的了解也有所欠缺。于是他們選擇把實驗方法和理論分析寫成了論文《在弱相互作用中宇稱是守恒的嗎》，投給《物理評論》

編輯不喜歡題目中有問號，于是改成了句號...

論文發(fā)表后遭到了大牛們的一致嘲笑。費曼、泡利等大牛都打賭宇稱一定是守恒的。也不知道物理學(xué)家為啥這么愛打賭……泡利表示：“我不相信上帝是個弱的左撇子。”

天才物理學(xué)家朗道的學(xué)生沙皮羅也向?qū)熖岢鲞^宇稱不守恒的想法，論文被朗道直接扔一邊去了。

值得慶幸的是，有一位實驗物理學(xué)家表示

吳健雄，美籍華裔物理學(xué)家，被稱為“東方居里夫人”、“核物理女王”。她設(shè)計了極其精妙的實驗，讓兩個初態(tài)一致的鈷60裝置，產(chǎn)生方向相反的極化，就相當(dāng)于一個在鏡子里、一個在鏡子外。然后觀察β衰變時電子的飛出方向。

如果宇稱是守恒的，鏡子里外是一樣的，那它倆的電子都應(yīng)該往上飛。然而實際測出來的是，它倆的電子一個往上飛、一個往下飛。

雖然就這么簡單幾句話，但這個實驗已經(jīng)成功證明了，在弱相互作用中，守稱不守恒，世界上可以有絕對的左和右。

以前人們相信，公正的上帝并不偏愛前或后、上或下、左或右、過去或未來。楊振寧和李政道二人打破了這種傳統(tǒng)的認知和常識！

他們告訴了全世界，上帝喜歡對稱，但在細節(jié)上他也會埋不對稱的彩蛋。

不知當(dāng)年那些打賭的物理學(xué)大牛們給錢了沒……

試想一下，如果最初的宇宙是絕對對稱的，所有的粒子都完全一樣，物質(zhì)和反物質(zhì)數(shù)量相等，沒有四大相互作用的區(qū)分，那這個宇宙也就是一鍋均勻的粥了，我和我家狗子也就沒有區(qū)別了。

正是細節(jié)上的對稱破缺，才演化出了更多的可能性。左撇子的上帝，讓世界煥發(fā)出更蓬勃的生機。

楊振寧曾經(jīng)就θ-τ之謎發(fā)表過一番言論：

那時候，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)他們所處的情況，就好像一個人在一間黑屋子里摸索出路一樣，他知道在某個方向上必定有一個能使他們脫離困境的門。然而這扇門究竟在哪個方向上呢？

他終于親自找到了那扇正確的門。

03 繼續(xù)試圖解釋楊先生的成就

得諾獎當(dāng)然很開心，但楊振寧學(xué)術(shù)成就的巔峰是楊-米爾斯理論。為了理解楊老的偉大，我們得首先把大家的知識水平拉回楊老的年代。

我們都說“物理是一門實驗學(xué)科”，過去物理的研究方法是從實驗推理論的過程。比如開普勒觀察星星得到各種天文數(shù)據(jù)，總結(jié)成開普勒三定律，牛頓再用這些定律加上微積分得到萬有引力定律?？雌饋聿诲e吼！

但在愛因斯坦看來，這種方法也就只能猜一些簡單的公式。像下面這種方程，你告訴我咋從實驗數(shù)據(jù)里湊出來？

于是愛因斯坦將上面那套方法顛倒了一下，變成了提出理論再用實驗驗證。我先在腦子里想出相對論，你們?nèi)ビ^察星星幫我驗證一下，哇都符合了，我真牛。

那怎么才能拍腦瓜想出一個新理論呢？答案是對稱性。

比如空間的平移對稱性，就蘊含著動量守恒定律。時間的平移對稱性，蘊含著能量守恒定律。如果我們能找到其它的一些對稱性，也許能指導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。

這是一種全新的模式，雖然并不被主流物理學(xué)家們接納，但楊振寧對此深信不疑，這種研究思想深刻影響著他未來的學(xué)術(shù)道路。

1929年，數(shù)學(xué)家外爾利用數(shù)學(xué)中的群論知識，對物理學(xué)的對稱性做了一些研究。他發(fā)現(xiàn)把一個系統(tǒng)的對稱性推廣之后，能得出更為全面的理論。比如波函數(shù)的整體對稱性只對應(yīng)電荷守恒定律，但將其推廣到局域?qū)ΨQ性時，能直接得到整個電磁理論！

赫爾曼·外爾 代表作：《群論與量子力學(xué)》

這個結(jié)論在現(xiàn)在看來非常漂亮。但當(dāng)時的物理學(xué)家們瞧不上這個搞數(shù)學(xué)的，覺得花里胡哨，但只是一種數(shù)學(xué)語言，根本沒創(chuàng)造任何新知識。

就好比你發(fā)現(xiàn)站得越高，尿得越遠。我提出高處的尿液具有更大的“重力勢能”，因此能尿得更遠。在你眼中，“重力勢能”對你尿得更遠這件事可能只是換了個表達方式，多了個mgh的公式，沒啥特別的。

但敏銳的楊振寧察覺到了結(jié)論蘊含的延伸價值：如果我把它發(fā)散到強力、弱力領(lǐng)域，是不是意味著，只要我們要求某種整體對稱性在局域成立，就能直接得到強力、弱力的相關(guān)理論呢？

這個瘋狂而偉大的想法讓楊振寧非常興奮。盡管當(dāng)時容易出成績的研究課題是色散、公理化場論等等，他也不管不顧，一門心思扎進了對稱性研究。

以外爾的經(jīng)驗來看，群論是研究對稱性的最佳工具?？上М?dāng)時的物理學(xué)家對這種抽象的數(shù)學(xué)語言知之甚少，非常抵制，懟神泡利甚至直接把群論嘲諷為“群禍”。

但楊振寧不一樣，他是個群二代。楊振寧的父親是一位擅長群論的數(shù)學(xué)家，因此他的數(shù)學(xué)賊好，尤其掌握了非常深刻的群論知識。楊振寧研究阿貝爾群的時候，你可能還只會玩QQ群。

1947年，在芝加哥大學(xué)讀研究生的楊振寧開始了初步研究。想法是美好的，付諸實踐卻難上加難。他的每一次嘗試，帶來的都是冗長、丑陋的公式，得不到任何有用的結(jié)果。

“是不是我的方向出錯了？我根本不可能從中得出什么好結(jié)論？”

任何人都會這般想，但絕不包括楊振寧。楊振寧對對稱性情有獨鐘，對這份研究飽含期待與熱情，面對困難也是越挫越勇。

1953年，楊振寧在普林斯頓高等研究所工作。在與米爾斯的偶然交流中，他的思路進一步開闊，完全沒有像從前那樣卡殼。沉寂已久的研究迎來了希望。兩人開始合作。

楊振寧與米爾斯

接下來的一年，兩人完成了絕大部分的研究。他們在眾多學(xué)術(shù)會上分享自己的研究成果，受到的關(guān)注卻少得可憐。由于建立的理論模型并不十分完善，唯一感興趣的泡利對此也盡是否定與批評。

1954年2月，兩人的論文寫完了。但之前的經(jīng)驗告訴他們，即使發(fā)表也濺不起什么水花。到底該不該發(fā)表呢？

楊振寧堅決選擇了發(fā)表。在他看來，這個理論的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)非常漂亮。正如狄拉克所說：“在致力于用數(shù)學(xué)形式表示自然界規(guī)律時，主要應(yīng)該追求數(shù)學(xué)美。”他十分認同這一點。

況且他們的理論將“對稱性支配相互作用”這一思想體現(xiàn)地淋漓盡致，他堅信這種思想是物理學(xué)中極為重要的東西。即使有一些問題存在，拿出來給大家討論不是更好嗎？

1954年6月28日，楊振寧與米爾斯向《物理評論》寄出了兩篇論文，向世人展示楊-米爾斯理論。10月1日論文刊出。

部分論文內(nèi)容

楊-米爾斯理論提供了一個能把整體對稱性推廣到局域?qū)ΨQ性的數(shù)學(xué)框架。只要你能找到某種合適的對稱性，按照這種數(shù)學(xué)框架進行推廣，就能推出它背后的相互作用理論。

正如楊振寧所預(yù)想，這個理論像曾經(jīng)的外爾結(jié)論一樣，起初并沒有受到大家的重視。由于理論中的質(zhì)量問題得不到解決，人們只把它當(dāng)作一個有趣但無用的“理論珍品”。

直到1965年，彼特·希格斯發(fā)現(xiàn)的“希格斯機制”表明，楊-米爾斯場規(guī)范粒子可以在自發(fā)對稱破缺時獲得質(zhì)量。

質(zhì)量問題被一舉攻破，自此楊-米爾斯理論開啟了開掛之路！

1967年，格拉肖、薩拉姆和溫伯格，利用楊-米爾斯理論完成了電磁相互作用和弱力相互作用的統(tǒng)一，并成功預(yù)言了一批規(guī)范粒子的存在。

1973年，格羅斯、維爾切克和波利策，研究夸克之間的“漸近自由”規(guī)則，證實了強相互作用也照樣遵守楊-米爾斯理論。

從曾經(jīng)的默默無聞，到今天粒子理論的基石，楊-米爾斯理論實現(xiàn)了三大相互作用的統(tǒng)一。

楊振寧所做的工作無疑是極具前瞻性的。

他將“對稱性決定相互作用”這一自己深信的東西，變成了物理學(xué)家們最基本的指導(dǎo)思想，極大推動了物理學(xué)的發(fā)展。

從美學(xué)觀念上看，物理的終極目標，應(yīng)當(dāng)是尋求一個盡可能簡潔的終極的理論來解釋世間的萬物。

如果真的有這么一個理論，現(xiàn)在看來它的地基應(yīng)該是楊-米爾斯理論。

04 楊振寧對中國的貢獻是什么？

實在實在是太大了。

學(xué)術(shù)圈的基本身份，就是導(dǎo)師和學(xué)生。這種拜師學(xué)藝的學(xué)術(shù)規(guī)矩決定了，學(xué)術(shù)圈非常依賴傳承。大牛帶小牛，小牛帶博士，博士帶著自己的一幫菜雞師弟師妹。

在中國，最頂級的學(xué)術(shù)稱號是院士。一個院士自己課題組能創(chuàng)造的科研成就是一方面，但院士的影響力帶來的隱形貢獻是不可估量的。

在過去很長一段時間里，國際上都認為中國又窮又沒飯吃，科研也很辣雞，人家都不來這兒搞學(xué)術(shù)。換位思考想想，你是一個研究材料的，現(xiàn)在把你扔在一個沒有SEM沒有XRD的地方，你能做些啥呢？

但直到1971年中美關(guān)系一緩和，楊振寧馬上回國，才搭起了中國與外界進行科學(xué)交流的橋梁。說白了，就是給祖國薅回來了大量人才！

當(dāng)時的楊振寧已是世界的一流學(xué)者，經(jīng)常在世界各國演講。在他的每一次演講會上，他都積極介紹新中國的成就，展示新中國的風(fēng)采。

正是因為有他的多次公開表態(tài)，才會有大批華裔學(xué)者逐漸消除了疑慮，開始回國做學(xué)術(shù)。

比如數(shù)學(xué)大師林家翹先生，他的回國，推動了應(yīng)用數(shù)學(xué)和流體力學(xué)在多個新領(lǐng)域的快速發(fā)展

比如計算機大神姚期智先生，成功被楊老拉回國，在清華創(chuàng)立鼎鼎有名的姚班、智班，把清華計算機專業(yè)發(fā)展到了世界一流水平。

如果沒有這些頂尖人才的回國，我國科研的發(fā)展速度絕不會像今日這般迅猛。

在人才之外，搞科研還需要充足的學(xué)術(shù)資金。

實驗設(shè)備動輒幾百萬幾千萬，各種物質(zhì)、耗材也巨貴。像我們領(lǐng)域有些材料1g粉末上萬塊，萬一粉末被風(fēng)吹地上，一個博士五年的工資可能就搭進去了。每一次實驗都是在燒錢。如果沒錢，一切白搭。

楊振寧先生對這一點的認知比誰都清楚。他費盡心血，籌集了規(guī)模大小各不相同的基金和設(shè)立各種各樣的獎金。

從1980年開始，在楊振寧的直接發(fā)起和倡導(dǎo)下，先后設(shè)立了“與中國教育交流委員會”、“中山大學(xué)高等學(xué)術(shù)研究中心基金會”、“清華大學(xué)高等研究中心基金會有限公司”、“北美清華教育基金會”，以及幫助和促進“邵逸夫獎”、“何梁何利基金”、“求實科技基金”等的建立。

對于那些經(jīng)濟效益低、缺乏經(jīng)費的研究項目來說，這些資助是雪中送炭。而對于科研人員來說，這些經(jīng)濟回報更是給他們帶來了正反饋。

人才、資金都有了，還差一個良好開放的學(xué)術(shù)環(huán)境。

一個先進優(yōu)秀的研究中心對前沿科技的幫助是巨大的。像美國的普林斯頓高等研究院，學(xué)術(shù)圣地，吸引了一大批學(xué)者定居在這兒搞尖端研究。

這么好的東西我們也得有啊！于是清華也搞。楊振寧鼎力支持，賣了美國的房子，捐了100萬美元，還拉來了姚期智、王小云、翁征宇一批大牛鎮(zhèn)場子，出錢出力，最后建成了清華大學(xué)高等研究中心。

國際學(xué)術(shù)會議在這里舉辦，諾貝爾獎級的學(xué)者來這里演講，每年都有科學(xué)大師和清華研究人員交流最新科研進展。清華高等研究中心，成為了中外科研交流的一大窗口。

2002年清華大學(xué)“前沿科學(xué)研討會”部分學(xué)者合影 其中有9位諾獎得主

除此之外，楊振寧還義務(wù)參與建設(shè)了中國60多個一流的物理實驗室，無數(shù)科研成果從這里誕生。

說白了，大家看到楊振寧在這，那就得給面子。楊老邀請了，我們就得來。楊老要我們出錢，我們就愿意給。楊老給我們搭臺，我們就上去唱戲。

楊振寧先生晚年百歲高齡之時，仍然在為祖國科研的發(fā)展奔波努力著。在很多學(xué)術(shù)會議、學(xué)術(shù)獎項頒獎現(xiàn)場上，都會出現(xiàn)楊老的身影，以自己一生的經(jīng)歷與經(jīng)驗，激勵更多的年輕人奮進。

結(jié)語

1971年兩彈元勛鄧稼先給楊振寧先生寫了一封信，信的結(jié)尾五個字，是“千里共同途”。表達了對楊老的殷切期望。

而自1971年楊振寧第一次訪問回國，到2025年的今日，回首五十四年，楊振寧先生一直在窮盡自己的能力招攬學(xué)術(shù)人才、籌集學(xué)術(shù)資金、打造學(xué)術(shù)環(huán)境。最重要的是，或許正如楊老自己所言，他一生最大的貢獻，就是改變了中國人自己覺得不如人的心理。兩位科學(xué)巨擘真正實現(xiàn)了“千里共同途”。

楊老一直奔赴在推動我國科研快速發(fā)展的光明道路上，即使巨星隕落，我相信楊老的學(xué)術(shù)成就和科學(xué)精神仍然影響著無數(shù)學(xué)子，并在我們心中熠熠生輝。

楊老，一路走好。