杨振宁:物理学巨擘的传奇一生(1922—2025)
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杨振宁:物理学巨擘的传奇一生(1922—2025)
杨振宁(1922年9月22日—2025年10月18日),生于安徽合肥,中国著名理论物理学家,中国科学院院士,清华大学高等研究院名誉院长。他被公认为20世纪最伟大的物理学家之一,是首位获得诺贝尔物理学奖的华人科学家。
杨振宁先生于2025年10月18日因病在北京逝世,享年103岁。他的离世引发了全球科学界和华人社会的深切缅怀,标志着一个时代的落幕。
1. 早年生活与教育背景
杨振宁于1922年9月22日出生于安徽合肥(注:10月1日为其护照登记日期,9月22日为公历出生日)。其父杨武之是芝加哥大学数学博士,曾任清华大学数学系主任;母亲罗孟华。
家庭学术氛围浓厚,杨振宁自幼展现出极高天赋,4岁识字3000余个。13岁时,受詹姆斯·金斯(James Jeans)《神秘的宇宙》一书影响,立志从事物理研究。
抗日战争时期,杨振宁随父辗转昆明。1938年,年仅16岁的他以高二学历考入西南联合大学物理系。在联大期间,他与黄昆、张守廉并称“三剑客”。1942年本科毕业(导师吴大猷),1944年获硕士学位(导师王竹溪)。
1945年,杨振宁公费留学美国,1948年获芝加哥大学博士学位,其博士生导师为“氢弹之父”爱德华·泰勒(Edward Teller)。在芝加哥期间,他还深受恩里科·费米(Enrico Fermi)和苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)等大师的影响。
2. 主要科学贡献
杨振宁的研究横跨粒子物理、统计力学和量子场论等多个领域,其贡献深刻地重塑了现代物理学。
贡献名称 |
时间 |
合作者 |
主要内容与影响 |
杨-米尔斯理论 (Yang-Mills Theory) |
1954年 |
罗伯特·米尔斯 (Robert Mills) |
提出非阿贝尔规范场论,将电磁作用的定域规范不变性推广至更复杂的对称群。该理论是粒子物理“标准模型”的核心基础,统一了强相互作用和电弱相互作用。杨振宁视其为一生最大贡献。 |
宇称不守恒 (Parity Non-conservation) |
1956年 |
李政道 |
为解决θ-τ之谜,提出弱相互作用中宇称(镜像对称)不守恒。1957年由吴健雄实验证实,颠覆了物理学基本假设。两人因此迅速共享1957年诺贝尔物理学奖。 |
杨-巴克斯特方程 (Yang-Baxter Equation) |
1967年 |
(独立) |
在统计力学和量子可积模型领域提出的关键方程。该方程对统计物理、多体问题、纽结理论乃至量子计算均产生深远影响。1990年国际数学家大会中,3位菲尔兹奖得主的工作均与之相关。 |
其他关键工作 |
1950s-1970s |
李政道, 吴大峻 等 |
包括李-杨单位圆定理、非对角长程序 (ODLRO) 概念、朗道-杨定理、拜尔斯-杨定理、规范场与纤维丛的联系(与吴大峻合作)等。清华大学曾为其90寿辰刻录13项主要贡献。 |
3. 主要成就与奖项
杨振宁不仅是理论物理的巨匠,也是杰出的教育家和科学活动家。
- 诺贝尔奖:诺贝尔物理学奖(1957年),与李政道共享,是首位华人得主。
- 国家级荣誉:美国国家科学奖章(1986年)、中国科学院院士(1994年当选外籍院士,2017年转为正式院士)、感动中国2021年度人物(2022年颁发)。
- 国际大奖:拉姆福德奖(1980年)、本杰明·富兰克林奖章(1993年)、鲍尔科学成就奖(1994年)、爱因斯坦奖章(1995年)、拉斯·昂萨格奖(1999年)、费萨尔国王国际奖(2001年)、邵逸夫奖(2006年)、求是终身成就奖(2019年)等。
4. 同行评价
- 实验物理学者丁肇中:“中国人在国际科学坛上有建立不朽之功绩者,乃自杨振宁始。”
- 授予杨振宁“鲍威尔科学成就奖”的美国权威机构富兰克林研究所称赞其成果“对20世纪下半叶基础科学研究的广大领域产生了巨大的影响”,“给人类对宇宙基本作用力和自然规律提供了理解”,认为杨-米尔斯理论“深远地重新规划最近40年物理学和现代几何学的发展。已经排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之行列,并必将对未来几代有类似的影响”。
- 弗里曼·戴森认为杨振宁对数学的热爱使得杨振宁“正如使爱因斯坦和狄拉克一样,对自然的神秘能够比别人看得更远一点。”戴森还说“在杨振宁的工作中最最重要的是规范场,已经证明这比他和李政道关于宇称的工作要重要得多。”弗里曼·戴森还称杨振宁为“继爱因斯坦和狄拉克之后,20世纪物理学卓越的设计师”。
- 曾受杨振宁影响的超导体物理学者朱经武说,人们常将物理学家分为两种:一种是一天到晚听人家讲而自己不讲,然后拿回去做得更快更好;另一种是不停地讲话,让人家知道自己多么伟大;杨振宁是第三种,他会认真听别人讲,还给别人提意见。朱经武还说“杨先生对物理的热爱、热忱是没有人可以理解的。有人说他是富有罗曼蒂克的物理学家,他对物理有一种很多人看来是爱情的东西。”
- 中国核物理学者邓稼先曾对夫人许鹿希表示,如果不是诺贝尔奖规定每个人只能在同一个领域获一次奖的话,杨振宁应该再获一次诺贝尔奖。邓稼先赞誉杨振宁的规范场理论媲美牛顿的万有引力理论,不但影响当代,他的前瞻性是将以世纪来论的。
- 清华大学教授聂华桐评价杨振宁的物理学地位时说:“我们常常可以听到一些物理学家的名字,像麦克斯韦、爱因斯坦,量子力学初建时的海森堡、薛定谔以及狄拉克。现在再要往下排的话,我想杨先生的名字就要算在里面了。”
- 麻省理工学院物理学家兼数学系教授郑洪表述物理学界有一个通俗的说法,诺贝尔奖分为三等,第三等的贡献是第二等的1%,第二等的贡献是第一等的1%,60年前杨振宁与李政道因提出“弱相互相作用中宇称不守恒”获得的诺贝尔奖是其中的头等——爱因斯坦是唯一的例外,特奖。
总之,杨振宁的贡献(尤其是杨-米尔斯理论)被视为爱因斯坦之后,在“统一基本力”方面最接近爱因斯坦精神的成就。他是现代物理大厦的“构建者”和“设计师”,其规范场理论是标准模型的核心支柱,后续多项诺贝尔奖成果均建立在该理论之上。
5. 推动科教与中美交流
杨振宁一生致力于推动中国科教事业和中美学术交流。
- 架设桥梁:1971年,杨振宁在“文革”期间率先回中国访问,是中美关系解冻后首位访华的知名美籍华裔学者,积极推动了两国科技与教育界的交流。
- 创办机构:他积极推动中国物理学的重建,协助创办了南开大学理论物理研究所(1986年)和清华大学高等研究中心(1997年),并长期担任清华高等研究院名誉院长。
- 吸引人才:他利用个人影响力,吸引了姚期智、张首晟等顶尖人才回国或赴华工作。
- 投身教育:2003年起,他定居清华大学,自2004年起坚持为清华本科生讲授基础物理课,深受学生爱戴。
- 捐赠资料:2021年,他向清华大学捐赠了2000余件珍贵资料,建立了“杨振宁资料室”。
- 最大贡献自评:他曾表示,自己一生最大的贡献是“帮助改变了中国人觉得自己不如人的心理”。
6. 轶事趣闻
- 童年背书:杨振宁6岁时,父亲杨武之从美国归来,考他《龙文鞭影》,他能一字不差地背诵下来,尽显神童天赋。
- 动手能力差:杨振宁小时候曾是个左撇子,而且从小动手能力就差。有一次,他用泥捏了一只鸡,被父母错认为是莲藕。
- “爆炸杨”:杨振宁被同学取笑为“哪有爆炸哪就有杨振宁”,人送外号“爆炸杨”。他初到美国时,曾希望参与实验研究,但常因为笨手笨脚,导致越帮越忙,最后便放弃了从事实验研究的念头。
- 空中写字:在普林斯顿与李政道合作期间,两人常因纸张短缺(或源于西南联大时的习惯),用手指在空中“写”公式,并用中文高声辩论,旁人无法理解。
- 打卦问前程:1959年,杨振宁与李政道曾用三枚硬币模拟《易经》筮法,占卜粒子物理未来20年的发展,得“渐”卦(上上签),两人大笑不止。
- 拜访邓稼先:1971年首次回国,他拜访了老同学、两弹元勋邓稼先。当邓稼先确认中国原子弹研制没有外国人参与时,杨振宁激动得躲进洗手间痛哭。
- 胡适的“得意门生”:1962年,胡适在一次酒会上风趣地说:他虽不懂物理,但他教出了吴健雄(验证宇称不守恒),吴健雄的老师(饶毓泰)的门生吴大猷,又教出了杨振宁和李政道。胡适因此自称“师公的师公”,未料当晚因过度兴奋突发心脏病逝世。
7. 晚年与逝世
晚年,杨振宁定居清华大学,持续推动科教事业。
2025年10月18日,杨振宁先生因病在北京逝世,享年103岁。
杨振宁的离世,标志着亲历20世纪物理学黄金时代并定义了21世纪物理学走向的一代巨擘最终谢幕。他曾说:“个人的生命在整个宇宙之间非常渺小”,但其留下的科学遗产与家国情怀,将永存世间。