我們先給出結(jié)論,如果只給這個理論的開創(chuàng)者,也就是楊振寧,那這個獎100%是不會頒的,如果是利用楊米爾斯理論對現(xiàn)有的物理學(xué)理論拓展,那這個獎其實(shí)已經(jīng)頒了,而且還頒了兩次。所以,5年內(nèi)不可能有人會因?yàn)闂蠲谞査估碚摱@獎。(下圖是楊米爾斯方程) 楊米爾斯理論
說起楊米爾斯理論,一般人都不了解,客觀地說,很多學(xué)物理學(xué)的研究生都不會碰它,甚至方向不同的物理學(xué)博士也不是很了解。這足以見得這個理論的艱深和晦澀。那為什么會如此高冷呢? 如果我們放眼整個理論物理學(xué)的發(fā)展史,就會發(fā)現(xiàn),大概是這么發(fā)展的,
這第四座高峰大概是從上世紀(jì)50年代左右開始發(fā)展,一直到本世紀(jì)初,是距離我們最近的一座理論物理學(xué)高峰,而一般人對物理學(xué)的掌握還停留在第一座高峰,甚至還不到第一座高峰。而楊米爾斯理論是粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的骨架理論,也就是它位于第四座高峰當(dāng)中,因此,不了解楊米爾斯理論是非常正常的了。
我們先從字面開始說起,楊米爾斯理論中“楊”指的是楊振寧,米爾斯是當(dāng)時楊振寧的助手米爾斯,這個理論用兩人的名字來命名的。 為什么需要這么一個理論呢?這是因?yàn)榭茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)物理學(xué)出現(xiàn)了危機(jī)。上世紀(jì)科學(xué)家利用對撞機(jī)撬開了原子,他們發(fā)現(xiàn)了100多種粒子。 令人無奈的是,這些粒子到底是干嘛的,沒人搞得清楚。而且科學(xué)家發(fā)現(xiàn)祖師爺牛頓留下的“力”的概念,已經(jīng)破落不堪,不能再用拿來當(dāng)傳家寶了,得另尋出路。這里的原因,我們可以稍微解釋一下,我們初高中學(xué)過,“力”是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。但是呢,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了衰變的現(xiàn)象,一個中子可以衰變成中微子、電子會和質(zhì)子。 也就是說,衰變中的“力”不是改變了物體的運(yùn)動狀態(tài),而是直接改變了粒子的種類,這還不是孤例,類似的情況還有很多,你說這還咋繼續(xù)用“力”的概念?那咋辦呢? 楊振寧的數(shù)學(xué)是很厲害的,而且他受到數(shù)學(xué)家的影響,相信從麥克斯韋方程中是可以找到解決這個危機(jī)的辦法。 于是,楊振寧和米爾斯就從麥克斯韋方程出發(fā),做進(jìn)一步的推廣,得到了楊米爾斯理論。(下圖就是麥克斯韋方程。) 包括上面的楊米爾斯方程在內(nèi),這些方程你看看就好,不理解其實(shí)無所謂,我們可以簡單講講這背后的邏輯。還是說回到“力”,“力”不夠用了,楊振寧就想換一個來用,那為什么要從麥克斯韋方程出發(fā)呢?因?yàn)檫@里有個全新的東西,那就是“場”。我們熟悉的磁場就是一種“場”,我們雖然看不到摸不到,但它確實(shí)存在,而且跟空間本身的性質(zhì)有關(guān)。而場傳遞的則是“作用”。 沒錯,楊振寧發(fā)揚(yáng)了拿來主義,用“場”,“作用”,“粒子”這三種來構(gòu)建新理論,也就是楊米爾斯理論,這當(dāng)中就不在需要力了,而是直接用“作用”的概念就可以。 不過,楊米爾斯理論有個致命的問題,那就是粒子的質(zhì)量到底什么?因此,楊振寧剛發(fā)表這篇論文時,就被當(dāng)時的物理學(xué)大神泡利噴得一無是處。(別覺得這是多大事,因?yàn)橛袀€叫做愛因斯坦的沒少被這兄弟噴過。) 當(dāng)然,這理論也特別超前,發(fā)表時并沒有引起太多的關(guān)注。 誰因?yàn)闂蠲谞査估碚摣@獎了?當(dāng)時,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),宇宙中存在四種作用,分別是強(qiáng)相互作用、弱相互作用、電磁相互作用,引力。加上過了幾年之后,找到了更多的粒子。 這時候科學(xué)家就想開始去解決這四種作用,而手頭上有啥,客觀地說,除了楊米爾斯理論還能用用,其他的真沒啥了。于是,有五位科學(xué)家就拿楊米爾斯理論來解決強(qiáng)相互作用,然后呢? 然后他們真的用楊米爾斯理論解決了強(qiáng)相互作用,然后諾貝爾獎分兩次頒給了這位科學(xué)家諾貝爾獎。(下圖就是這五位科學(xué)家,之所以分兩次,是因?yàn)橹Z貝爾獎一次只能給三個人。) 后來關(guān)于粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的科學(xué)史還很有趣,但是我們這里只涉及到楊米爾斯理論獲得諾獎的部分,所以就點(diǎn)到為止。 那么現(xiàn)在問題來了,你一定會問楊振寧和米爾斯咋不拿一個呢? 事實(shí)上,已經(jīng)不能了。1999年,米爾斯已經(jīng)去世了。也就是說,如果要頒獎,就得給楊振寧一整個諾貝爾獎。要知道楊振寧在1957年已經(jīng)拿到一個次了,當(dāng)時是和李政道一起拿到的,算是1/2份的諾貝爾獎。 如果再頒獎,楊振寧就會再拿1個份額的諾貝爾獎,這就3/2個份額的諾貝爾獎。這將是史無前例的。為什么這么說呢? 因?yàn)橹Z貝爾獎委員會有個潛規(guī)則是,一個人只能在一個領(lǐng)域拿到1個份額的諾貝爾獎。相信你可能要不服了,我們可以來排除掉你腦海里想到那幾個人。
那有沒有真的破例的人么?事實(shí)上也有,他叫做弗雷德·桑格爾。兩次獲得諾貝爾獎化學(xué)獎,1次是1個份額的,一次是1/2份額的,加起來就是3/2。整個諾貝爾獎100多年的歷史上,僅此一人。 所以,基于這個潛規(guī)則,在楊米爾斯理論已經(jīng)頒給過5個人,楊振寧又已經(jīng)拿到一次諾貝爾物理學(xué)獎的前提下,諾貝爾獎再要頒給他,整個概率就幾乎為零了。 |
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