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說(shuō)起楊米爾斯理論,一般人都不了解,客觀地說(shuō),很多學(xué)物理學(xué)的研究生都不會(huì)碰它,甚至方向不同的物理學(xué)博士也不是很了解。這足以見得這個(gè)理論的艱深和晦澀。那為什么會(huì)如此高冷呢?
楊米爾斯理論中“楊”指的是楊振寧,米爾斯是當(dāng)時(shí)楊振寧的助手米爾斯,這個(gè)理論用兩人的名字來(lái)命名的。上個(gè)世紀(jì)20年代到50年代,楊振寧先生站在狄拉克、泡利等巨人肩膀上,成功的統(tǒng)一了量子論和狹義相對(duì)論,創(chuàng)立了規(guī)范的量子場(chǎng)論,即楊-米爾斯理論。在楊振寧先生的努力之下,我們清楚的了解到,每一種粒子,包括構(gòu)成物質(zhì)的電子和夸克,都對(duì)應(yīng)為一種彌漫于整個(gè)宇宙的場(chǎng),粒子則是它們的激發(fā)態(tài)。
物理學(xué)的終極教義是大統(tǒng)一。隨著技術(shù)的進(jìn)步觀測(cè)手段的提高,人們撬開了原本以為是終點(diǎn)的原子核,這下如同打開了潘多拉的魔盒,發(fā)現(xiàn)了還有兩貨在底下——強(qiáng)力和弱力。自然界的基本力,變成了4種——引力、電磁力、強(qiáng)力以及弱力!
而目前物理世界已知的四種基本力,除了引力之外,剩下的電磁力、強(qiáng)力、弱力都是用楊米爾斯方程描述的。楊振寧先生的理論從誕生開始的幾十年時(shí)間里面,至少完成了物理終極理想的75%!這幾乎是前無(wú)古人后無(wú)來(lái)者的壯舉啦,楊-米爾斯方程絕對(duì)稱得上是并肩麥克斯韋方程組、廣義相對(duì)論,物理學(xué)界最重要的方程組之一。
可以這么說(shuō),楊-米爾斯方程給出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的套路,大家按照套路來(lái),能直接從強(qiáng)力和弱電理論里預(yù)言未被發(fā)現(xiàn)的粒子。以前是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了新粒子,理論物理學(xué)家再去琢磨著怎么解釋;現(xiàn)在則是理論物理學(xué)家預(yù)測(cè)粒子,實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家再去找。只要實(shí)驗(yàn)條件具備,可謂十拿九穩(wěn),諾貝爾獎(jiǎng)拿到手軟。
有五位科學(xué)家就拿楊米爾斯理論來(lái)解決強(qiáng)相互作用,然后他們真的用楊米爾斯理論解決了強(qiáng)相互作用,然后諾貝爾獎(jiǎng)分兩次頒給了這位科學(xué)家諾貝爾獎(jiǎng)。之所以分兩次,是因?yàn)橹Z貝爾獎(jiǎng)一次只能給三個(gè)人。
有人有疑問(wèn),楊-米爾斯理論在物理界聲名顯赫,已經(jīng)在科學(xué)界被推到牛頓力學(xué)和麥克斯韋電磁學(xué)的高度,然而他們兩人居然沒(méi)有因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。這是為什么呢?有一種流行的觀點(diǎn)認(rèn)為是因?yàn)闂钫駥幰呀?jīng)憑宇稱不守恒拿過(guò)一次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)了,無(wú)法在同領(lǐng)域再獲獎(jiǎng)。這理由雖然有道理,但其實(shí)并不絕對(duì)。
諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)有個(gè)潛規(guī)則是,一個(gè)人只能在一個(gè)領(lǐng)域拿到1個(gè)份額的諾貝爾獎(jiǎng)。但歷史上有過(guò)反例。最典型的是英國(guó)生物化學(xué)家弗雷德·桑格爾,他分別于1958年憑胰島素測(cè)序獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),1980年憑DNA測(cè)序又獲得一次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),兩次獲得同一個(gè)獎(jiǎng)還不算,兩次的得獎(jiǎng)原因還都跟測(cè)序有關(guān)。
楊-米爾斯理論當(dāng)年提出時(shí)未能解決毒舌泡利指出的場(chǎng)的質(zhì)量問(wèn)題,因此被物理界打入冷宮,直到多年以后,他們的遺留問(wèn)題被別的物理學(xué)家解決,楊-米爾斯理論才煥發(fā)生機(jī)。也許這就是米爾斯沒(méi)能憑楊米爾斯理論獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的原因,因?yàn)樗麄兲岢龅睦碚撌怯袉?wèn)題的,而最終解決問(wèn)題的并不是他倆,如果要頒獎(jiǎng),那解決問(wèn)題的是不是也得頒?那就超額了啊。
而且,在1999年,米爾斯已經(jīng)去世了。所以他們兩人已經(jīng)沒(méi)有可能憑借楊-米爾斯理論獲得諾貝爾獎(jiǎng)了。 |
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