楊振寧先生的貢獻，宇稱不守恒，打破了諾貝爾獎頒獎的時間記錄，比愛因斯坦快了整整16年。可是，跟楊-米爾斯理論相比，它簡直不值一提。

如果把人類的科學發(fā)展比作一場大型的通關(guān)游戲現(xiàn)場，攻克宇稱不守恒，不外乎刷了支線任務(wù)小BOSS，算是錦上添花。但是，發(fā)現(xiàn)楊-米爾斯方程，堪稱人類科學有望游戲通關(guān)級別的成就。單憑諾貝爾獎，并不足以說明它的重要性。

我們之所以一直說，物理學界大神排名，一牛二愛三麥，楊振寧坐五望四般的存在，楊振寧封神之作，只能是楊-米爾斯理論。

物理學的主線劇情——大統(tǒng)一之路

物理學的終極教義是——大統(tǒng)一。

大自然中有各種各樣的現(xiàn)象，有的跟物體運動相關(guān)，有的跟聲音、光、熱相關(guān)，還有的跟閃電、磁鐵相關(guān)等等。物理學家們每天飯都趕不上去吃，就是沉迷于研究各種現(xiàn)象背后的規(guī)律，然后他們總結(jié)出了一堆關(guān)于力學、聲學、光學、熱學、電學之類的定律。

人類社會在科學理論的幫助之下，從幾百年前沒事玩?zhèn)€焰火，到現(xiàn)在沒事躺在床上刷手機，可謂日新月異。但是有一個問題一直困擾著我們——定律太多了！

《名偵探柯南》中工藤新一告訴我們，真相只有一個！

那么在紛亂的表面現(xiàn)象之下，有沒有可能最終用一套最基礎(chǔ)的理論來描述所有的已知的事情？

這是物理學家們的終極夢想，物理學的統(tǒng)一之路，也就這樣轟轟烈烈的開始了。物理學史上，大家公認的大神無一不是在“大統(tǒng)一”上留下名字的人。

第一個登場的就是號稱人類缺了他，好比漫漫長夜缺了光的——牛頓。

牛頓以一本《自然哲學的數(shù)學原理》，把數(shù)學引入了自然科學的國度，一舉拿下了當時天上和地下所有的力！大至天上的行星，小到地上一塊石頭，其運動軌跡都按牛頓的意思運行不悖。

蒸汽機之后，電的發(fā)明讓人類世界走進光明時代。麥克斯韋方程組，一舉統(tǒng)一了電、磁以及光。將宏觀世界里面，看起來風馬牛不相及的東西，在微觀層面第一次統(tǒng)一了起來。

舉個簡單的例子，宏觀上彈力、摩擦力之類的東西，在微觀層面上，都是分子間作用力——電磁力。并且，順理成章的，熱現(xiàn)象的本質(zhì)——分子原子運動的快慢程度也被發(fā)現(xiàn)，熱現(xiàn)象從此也被統(tǒng)一到力學中來。

這就是物理學的黃金年代，19世紀末期，人類所有已知現(xiàn)象背后的力就都歸結(jié)為引力和電磁力，其中引力由牛頓的萬有引力定律描述，電磁力由麥克斯韋方程組描述。

橫空出世的愛因斯坦

19世紀末，20世紀初，大家眼中的分歧只剩下引力和電磁力。簡單的說，牛頓開宗立派的萬有引力定律和麥克斯韋的方程組，仍舊無法取得統(tǒng)一。

1905年，被稱為近代物理的第二個奇跡年，因為這一年，有一個叫做愛因斯坦的年輕人橫空出世，其中的一篇誕生出——狹義相對論。

狹義相對論很牛，因為它一方面能夠完美的包容麥克斯韋方程組，另一方面使得牛頓力學中除引力之外，大部分的東西只要稍稍修改一下，也能完美入駐其中。然后他十年磨一劍，1916年再次出手，一舉拿下頑抗的引力，它的名字就是——廣義相對論。

至此，愛因斯坦用狹義相對論融合了電磁力，又用廣義相對論馴服了引力，按照物理學的通關(guān)攻略，那就是把主線終極BOSS刷掉了一半血，因此愛因斯坦也成功封神。

愛因斯坦信心滿滿，決定繼續(xù)按照自己的套路，把引力和電磁力再湊合到一塊，用一套理論解釋全部物理現(xiàn)象，徹底打掉終極BOSS，讓物理學派門人可以一勞永逸安心玩耍。

但是命運不按套路出牌！愛因斯坦縱使天縱英才，但窮極一生，都沒有統(tǒng)一引力和電磁力，這是他悲劇的宿命，這茬我們今天不聊。

接過愛因斯坦火炬的楊振寧

隨著技術(shù)的進步觀測手段的提高，人們撬開了原本以為是終點的原子核，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——強力和弱力。

這下終極BOSS不但血沒掉，反而升級回血了！自然界的基本力，變成了4種——引力、電磁力、強力以及弱力！

刷怪遇上怪開掛，誰能橫刀立馬？唯我楊振寧！從愛因斯坦手中接過火炬，平定亂世的就是楊振寧以及他的楊-米爾斯理論了。

我先給結(jié)論吧，楊-米爾斯理論是一套非?；A(chǔ)的理論，它為當時的前沿科學指明了方向，貼心的提供了一個非常精妙的理論模型，讓一眾跟隨其腳步的小弟拿諾貝爾獎，拿到手軟。

蓋爾曼從楊-米爾斯理論出發(fā)，創(chuàng)立量子色動力學（QCD），完整的描述了強力，然后給諾貝爾獎。

格拉肖、薩拉姆和溫伯格，遵循楊-米爾斯理論，進而完成了電磁力和弱力的統(tǒng)一，然后給諾貝爾獎。

可以說，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間里面，至少完成了物理終極理想的75%！

這幾乎是前無古人后無來者的壯舉啦，楊-米爾斯方程絕對稱得上是并肩麥克斯韋方程組、廣義相對論，物理學界最重要的方程組之一。

楊振寧先生的歷史地位，物理界坐五望四；活著的物理學家之中，當世第一人，當之無愧。

楊振寧的三種武器——對稱性

如果單單抱著八卦一下的心態(tài)，那么上面的物理學理論統(tǒng)一簡史，對于楊-米爾斯理論以及楊振寧先生的學術(shù)地位，已經(jīng)相當完備了，我們可以打完收工。

可是，有同學仍然意猶未盡，出于自虐的心態(tài)問出——為什么歷史會選擇楊振寧先生？楊-米爾斯理論其他人能否把這個公式湊出來？

這個問題的答案構(gòu)成我們科普的后半段，就不是那么平易近人的了，我試著盡可能的通俗，各位同學能否參透，請自求多福吧。

這位同學的提問很有代表性，因為忽略了一個不廣為人知的事實，物理學傳統(tǒng)研究方式從愛因斯坦開始就被顛覆了！

正是愛因斯坦的出現(xiàn)，讓20世紀的物理學家們能夠游刃有余的處理比之前復雜得多的物理世界，讓他們能夠大膽的預(yù)言各種超出普通人想象到狂野的、甚至是背離客觀經(jīng)驗的東西。例如——相對論里面的鐘慢尺縮光速不變。

楊振寧先生，很好的接過了愛因斯坦的火炬。

以前物理學家通過做各種實驗，測量各種數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)里的規(guī)律，如同猜謎語般，最后用一組數(shù)學公式來“解釋”這些數(shù)據(jù)，這就是宏觀物理定律的由來。

簡單的說，按照的是實驗-理論-對稱性這樣一套路來。例如牛頓和麥克斯韋。

愛因斯坦發(fā)現(xiàn)世界悄悄的起了變化！他意識到當理論變得復雜的時候，試圖從實驗去歸納出理論的方式是行不通的！于是他獨創(chuàng)了一套新的玩法——對稱性-理論-實驗，把對稱性研究變成了決定理論的核心，實驗則變成了驗證理論的工具。

由此出發(fā)，愛因斯坦完成了偉大的廣義相對論。所以有人說，沒有愛因斯坦，狹義相對論遲早會有人發(fā)現(xiàn)，但廣義相對論則很可能還得推遲50年，關(guān)鍵點就在于此！因為他是創(chuàng)立這個研究方法的第一人！

楊振寧先生是最先理解愛因斯坦精髓的人——對稱性研究才是核心！

宇稱不守恒，就是他小試牛刀的產(chǎn)物。如果不是專注于對稱性，又如何能發(fā)現(xiàn)微觀粒子的弱力不遵守宇稱？

宇稱不守恒只是起點，更大的挑戰(zhàn)還在前方。

楊振寧的三種武器——群論

我們這里穿插一個知識點——群論?？戳擞X得懵的同學，放心，這是正?，F(xiàn)象。

群論得離不開集合，集合簡單來說就是把一堆“東西”放在一起；這堆“東西”我們把它稱之為對象，對象之間的互相作用我們稱之為操作或者運算。

其中有種特殊的集合+運算就是群。打住，再往下就得開一門900學時的課程了，我們只需要記住——群的作用是描述對稱。

愛因斯坦告訴我們，物理定律離不開對稱，楊振寧告訴我們，要發(fā)掘?qū)ΨQ離不開群論。群論是保證你在尋找對稱性時，通過迷宮的鑰匙！沒有群論去瞎整對稱性，那叫瞎子摸象。

放在現(xiàn)在這叫做常識，但50年前，這個觀點叫荒誕。當時除了楊振寧、泡利、外爾等寥寥幾人關(guān)注以外，其他人對此根本就不關(guān)心。

諾特定理的發(fā)現(xiàn)讓物理學家們重視對稱性，但是他們對群論這種研究對稱性的數(shù)學語言，卻沒有足夠的重視。當時很多物理學家都反對把群論這種過于抽象的數(shù)學語言引入到物理學里來，泡利甚至直接把群論嘲諷為“群禍”。其他的科學家，例如薛定諤，也贊同泡利的觀點；甚至愛因斯坦本人，也只是把群論當做一個無關(guān)緊要的事情對待。

楊振寧在其他物理學家還在普遍懷疑群論的年代，他已經(jīng)很好的掌握了群論，這得感謝他有一個數(shù)學家出身并且擅長群論的父親——楊武之教授。楊教授在清華開的課程就是群論，楊振寧自然是虎父無犬子。

這是如此，楊振寧完成了所有的準備，楊-米爾斯理論呼之欲出。

楊振寧的三種武器——規(guī)范場

有了上面的兩個知識點的儲備，楊振寧先生進入沖刺階段，這一路奔跑就是14年！

德國數(shù)學家外爾首先發(fā)現(xiàn)了U（1）群整體規(guī)范對稱性對應(yīng)電荷守恒，他原意是把電磁場幾何化，把整體對稱性推廣到局域，直接得到整個電磁理論——把麥克斯韋方程規(guī)范場化。

楊振寧看了外爾的論文，他的目光越過了電磁力，他決定將強力、弱力里通過把某種規(guī)范對稱性從整體推廣到局域，進而可以得到關(guān)于強力、弱力的規(guī)范場理論！

然而要推廣外爾的思路可不簡單，關(guān)鍵點就是要找到新的對稱性。

楊振寧是幸運的，他找到了——強相互作用里面的同位旋守恒。

外爾把U（1）群的整體規(guī)范對稱性推廣到了局域，因為U（1）群是阿貝爾群，所以這個過程相對簡單；同位旋對稱相對應(yīng)的群叫SU（2），楊振寧要做的是把SU（2）群的整體規(guī)范對稱推廣到局域，但SU（2）群是非阿貝爾群，情況則復雜得多！SU（2）群沒有現(xiàn)成的理論可供推廣，一切都得從頭搭建。

楊振寧先生的最后沖刺，從1941年開始，整整堅持了14年！

1954年，楊振寧和米爾斯一起發(fā)表了劃時代的論文《同位旋守恒和同位旋規(guī)范不變性》和《同位旋守恒和一個推廣的規(guī)范不變性》。

這兩篇論文正式宣告了楊-米爾斯理論的誕生！

可以這么說，楊-米爾斯方程給出了一個標準的套路，大家按照套路來，能直接從強力和弱電理論里預(yù)言未被發(fā)現(xiàn)的粒子。以前是實驗物理學家發(fā)現(xiàn)了新粒子，理論物理學家再去琢磨著怎么解釋；現(xiàn)在則是理論物理學家預(yù)測粒子，實驗物理學家再去找。只要實驗條件具備，可謂十拿九穩(wěn)，諾貝爾獎拿到手軟，大家都很開心。

步入21世紀，隨著希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)，楊振寧理論的最后一塊拼圖已經(jīng)拼上。世界的本質(zhì)，這個近乎哲學思辨的問題，在楊振寧理論的框架下，居然獲得了幾乎完美的解答。

結(jié)語

大體上，初中畢業(yè)的同學，一定知道牛頓。有幸上過高中，考試時也記住了愛因斯坦。但是，在只有4%人口經(jīng)歷過本科教育的如今，楊振寧先生的確是被社會忽略了。

宇稱不守恒、楊-米爾斯理論到底是什么鬼？哪里比得上老夫少妻娛樂花邊新聞奪人眼球！

一個對于人類科學發(fā)展起到過決定性作用的科學家，至今仍活躍在教育一線，在回到自己祖國后，居然落得大半私生活在娛樂版出沒的遭遇，本貓痛心疾首！

雖然困難重重，或許根本沒多少人能看懂，但我也要奮力把楊振寧先生的成就說一說！

謹以此文，祝楊振寧先生身體健康！