楊振寧為什么如此偉大!1957年12月10日,瑞典斯德哥爾摩音樂(lè)廳內(nèi),35歲的楊振寧站在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上,成為首位獲此殊榮的華人科學(xué)家。當(dāng)瑞典國(guó)王古斯塔夫六世將獎(jiǎng)?wù)率谟杷麜r(shí),全場(chǎng)掌聲雷動(dòng)。這不僅是對(duì)“弱相互作用中宇稱(chēng)不守恒”理論的認(rèn)可,更標(biāo)志著中國(guó)人在現(xiàn)代科學(xué)殿堂中終于占據(jù)了一席之地。諾獎(jiǎng)委員會(huì)評(píng)價(jià)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)“打破了基本粒子物理學(xué)中最令人困惑的僵局”,而此時(shí)距離他與李政道發(fā)表相關(guān)論文僅過(guò)去16個(gè)月,創(chuàng)下了諾獎(jiǎng)史上最快獲獎(jiǎng)紀(jì)錄。
真正震撼物理學(xué)界的,是他兩年前發(fā)表的另一項(xiàng)成果。1954年,楊振寧與米爾斯共同提出的“非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)理論”,當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是“純粹的數(shù)學(xué)美學(xué)”,甚至遭遇泡利等權(quán)威的公開(kāi)質(zhì)疑。沒(méi)人能想到,這個(gè)看似抽象的方程日后會(huì)成為粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的數(shù)學(xué)基石,像一座隱形的橋梁,將電磁力、弱核力和強(qiáng)核力統(tǒng)一在同一個(gè)理論框架下。正如鮑爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)所言:“它跟牛頓、麥克斯韋和愛(ài)因斯坦的學(xué)說(shuō)一樣,肯定會(huì)對(duì)未來(lái)幾代人產(chǎn)生同樣深遠(yuǎn)的影響?!?/p>
在楊振寧之前,物理學(xué)家們像使用不同方言的部落——電磁力有麥克斯韋方程組,引力有愛(ài)因斯坦相對(duì)論,核力卻始終沒(méi)有統(tǒng)一描述。1954年,32歲的楊振寧在普林斯頓高等研究院的黑板前,用一組優(yōu)雅的方程改寫(xiě)了這個(gè)局面。他將電磁學(xué)中的“規(guī)范對(duì)稱(chēng)性”推廣到更復(fù)雜的非阿貝爾群,證明了“對(duì)稱(chēng)支配相互作用”的深刻原理——就像人類(lèi)語(yǔ)言遵循語(yǔ)法規(guī)則,宇宙中的基本力也遵循著對(duì)稱(chēng)性的數(shù)學(xué)法則。
這個(gè)理論最革命性的突破,在于發(fā)現(xiàn)規(guī)范場(chǎng)具有‘自相互作用’特性。如果把電磁力比作傳遞信件的快遞員(光子),那么楊-米爾斯場(chǎng)就是會(huì)互相寫(xiě)信的快遞員(膠子)。這種自我纏繞的特性,完美解釋了強(qiáng)核力為何隨距離增加而增強(qiáng)(夸克禁閉),也為后來(lái)的電弱統(tǒng)一理論埋下伏筆。溫伯格曾坦言:“標(biāo)準(zhǔn)模型的大部分內(nèi)容,都可以通過(guò)演繹法從楊-米爾斯理論推導(dǎo)出來(lái)?!比缃瘢@個(gè)理論已催生7項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng),成為描述微觀世界的“憲法”。