楊振寧

楊振寧（1922年10月1日—），出生于安徽省合肥市，世界著名物理學(xué)家，現(xiàn)任香港中文大學(xué)講座教授、清華大學(xué)教授、美國紐約州立大學(xué)石溪分校榮休教授、中國科學(xué)院院士、美國國家科學(xué)院院士、臺北“中央研究院”院士、香港科學(xué)院名譽院士、俄羅斯科學(xué)院院士、英國皇家學(xué)會會員、東莞理工學(xué)院名譽校長，1957年獲諾貝爾物理學(xué)獎。是中美關(guān)系松動后回中國探訪的第一位華裔科學(xué)家，積極推動中美文化交流和中美人民的互相了解，在促進(jìn)中美兩國建交、中美人才交流和科技合作等方面作出了重大貢獻(xiàn)。2017年恢復(fù)中國國籍。

在粒子物理學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)和凝聚態(tài)物理等領(lǐng)域作出了里程碑性貢獻(xiàn)。20世紀(jì)50年代和R.L.米爾斯合作提出非阿貝爾規(guī)范場理論；1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇稱不守恒定律；在粒子物理和統(tǒng)計物理方面做了大量開拓性工作，提出楊－巴克斯特方程，開辟量子可積系統(tǒng)和多體問題研究的新方向等。還推動了香港中文大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)研究所、清華大學(xué)高等研究中心、南開大學(xué)理論物理研究室和中山大學(xué)高等學(xué)術(shù)研究中心的成立。

2022年3月，2021感動中國年度人物名單公布，楊振寧在列。

?相變理論

統(tǒng)計力學(xué)是楊振寧的主要研究方向之一。他在統(tǒng)計力學(xué)方面的特色是對扎根于物理現(xiàn)實的普遍模型的嚴(yán)格求解與分析，從而抓住問題的本質(zhì)和精髓。1952年楊振寧和合作者發(fā)表了3篇有關(guān)相變的重要論文。第一篇是他在前一年獨立完成的關(guān)于2維Ising模型的自發(fā)磁化強(qiáng)度的論文，得到了1/8這一臨界指數(shù)。這是楊振寧做過的最冗長的計算。Ising模型是統(tǒng)計力學(xué)里最基本卻極重要的模型，但是它在理論物理中的重要性到20世紀(jì)60年代才被廣泛認(rèn)識。1952年，楊振寧還和李政道合作完成并發(fā)表了兩篇關(guān)于相變理論的論文。兩篇文章同時投稿和發(fā)表，發(fā)表后引起愛因斯坦的興趣。論文通過解析延拓的方法研究了巨配分函數(shù)的解析性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)它的根的分布決定了狀態(tài)方程和相變性質(zhì)，消除了人們對于同一相互作用下可存在不同熱力學(xué)相的疑惑。這兩篇論文的高潮是第二篇論文中的單位圓定理，它指出吸引相互作用的格氣模型的巨配分函數(shù)的零點位于某個復(fù)平面上的單位圓上。

楊振寧

?玻色子多體問題

起源于對液氦超流的興趣，楊振寧在1957年左右與合作者發(fā)表或完成了一系列關(guān)于稀薄玻色子多體系統(tǒng)的論文。首先，他和黃克孫、Luttinger合作發(fā)表兩篇論文，將贗勢法用到該領(lǐng)域。在寫好關(guān)于弱相互作用中宇稱是否守恒的論文之后等待實驗結(jié)果的那段時間，楊振寧和李政道用雙碰撞方法首先得到了正確的基態(tài)能量修正，然后又和黃克孫、李政道用贗勢法得到同樣的結(jié)果。他們得到的能量修正中最令人驚訝的是著名的平方根修正項，但當(dāng)時無法得到實驗驗證。不過，這個修正項隨著冷原子物理學(xué)的發(fā)展而得到了實驗證實。

?楊—Baxter方程

20世紀(jì)60年代，尋找具有非對角長程序的模型的嘗試將楊振寧引導(dǎo)到量子統(tǒng)計模型的嚴(yán)格解。1967年，楊振寧發(fā)現(xiàn)1維δ函數(shù)排斥勢中的費米子量子多體問題可以轉(zhuǎn)化為一個矩陣方程，后被稱為楊—Baxter方程（因為1972年Baxter在另一個問題中也發(fā)現(xiàn)這個方程）。1967年，楊振寧還寫了一篇于翌年發(fā)表的文章，進(jìn)一步探討了此問題的S矩陣。后來人們發(fā)現(xiàn)楊—Baxter方程在數(shù)學(xué)和物理中都是極重要的方程，與扭結(jié)理論、辮子群、Hopf代數(shù)乃至弦理論都有密切的關(guān)系。楊振寧當(dāng)年討論的1維費米子問題后來在冷原子的實驗研究中顯得非常重要，而他在文中發(fā)明的嵌套Bethe假設(shè)方法次年被Lieb和伍法岳用來解出了1維Hubbard模型。Hubbard模型后來成為高溫超導(dǎo)的很多理論研究的基礎(chǔ)。

?1維δ函數(shù)排斥勢中的玻色子在有限溫度的嚴(yán)格解

1969年，楊振寧和楊振平將1維δ函數(shù)排斥勢中的玻色子問題推進(jìn)到有限溫度。這是歷史上首次得到的有相互作用的量子統(tǒng)計模型在有限溫度（T>0）的嚴(yán)格解，這個模型和結(jié)果后來在冷原子系統(tǒng)中得到實驗實現(xiàn)和驗證。

?超導(dǎo)體磁通量子化的理論解釋

1961年，通過和Fairbank實驗組的密切交流，楊振寧和Byers從理論上解釋了該實驗組發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體磁通量子化，證明了電子配對即可導(dǎo)致觀測到的現(xiàn)象，澄清了不需要引入新的關(guān)于電磁場的基本原理，并糾正了London推理的錯誤。在這個工作中，楊振寧和Byers將規(guī)范變換技巧運用于凝聚態(tài)系統(tǒng)中。相關(guān)的物理和方法后來在超導(dǎo)、超流、量子霍爾效應(yīng)等問題的研究中廣泛應(yīng)用。

楊振寧

?非對角長程序

1962年，楊振寧提出“非對角長程序（off-di-agonal long-range order）”的概念，從而統(tǒng)一刻畫超流和超導(dǎo)的本質(zhì)，同時也深入探討了磁通量子化的根源。這是當(dāng)代凝聚態(tài)物理的一個關(guān)鍵概念。1989到1990年，楊振寧在與高溫超導(dǎo)密切相關(guān)的Hubbard模型里找到具有非對角長程序的本征態(tài)，并和張首晟發(fā)現(xiàn)了它的SO（4）對稱性。

?弱相互作用中宇稱不守恒

對稱性是物理學(xué)之美的一個重要體現(xiàn)，是20世紀(jì)理論物理的主旋律之一。從經(jīng)典物理以及晶體結(jié)構(gòu)，到量子力學(xué)與粒子物理，對稱性分析是物理學(xué)中的有力工具。楊振寧對粒子物理的諸多貢獻(xiàn)表現(xiàn)出他對對稱性分析的擅長。他往往能準(zhǔn)確利用對稱性，用優(yōu)雅的方法很快得到結(jié)果，并且突出本質(zhì)和巧妙之處。1999年，在石溪（Stony Brook）的一次學(xué)術(shù)會議上，楊振寧被稱為“對稱之王（Lord of Symmetry）”。

1950年，楊振寧關(guān)于p0衰變的論文以及他和Tiomno關(guān)于β衰變中相位因子的論文奠定了他在此領(lǐng)域中的領(lǐng)先地位。1956年，θ-τ之謎是粒子物理學(xué)中最重要的難題，當(dāng)時普遍討論宇稱是否可以不守恒。楊振寧和李政道從θ-τ之謎這個具體的物理問題走到一個更普遍的問題，提出“宇稱在強(qiáng)相互作用與電磁相互作用中守恒，但在弱相互作用中也許不守恒”的可能，將弱相互作用主宰的衰變過程獨立出來，然后經(jīng)具體計算，發(fā)現(xiàn)以前并沒有實驗證明在弱相互作用中宇稱是否守恒。他們更指出了好幾類弱相互作用關(guān)鍵性實驗，以測試弱相互作用中宇稱是否守恒。吳健雄于1956年夏決定做他們指出的幾類實驗中的一項關(guān)于60Co β衰變的實驗。次年1月，她領(lǐng)導(dǎo)的實驗組通過該實驗證明在弱相互作用中宇稱確實不守恒，引起全物理學(xué)界的大震蕩。因為這項工作，楊振寧和李政道獲得1957年的諾貝爾物理學(xué)獎。

?時間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性

因為質(zhì)疑弱相互作用中宇稱是否守恒的論文預(yù)印本，所以O(shè)ehme于1956年8月致信楊振寧提出弱相互作用中宇稱（P）、電荷共軛（C）、時間反演（T）三個分立對稱性之間的關(guān)系的問題。這導(dǎo)致楊振寧、李政道和Oehme發(fā)表論文57e，討論P、C、T各自不守恒之間的關(guān)系。此文對1964年CP不守恒的理論分析有決定性的作用。

?高能中微子實驗的理論探討

1960年，為了得到更多弱相互作用實驗信息，利用實驗物理學(xué)家Schwartz的想法，李政道和楊振寧在理論上探討了高能中微子實驗的重要性。這是關(guān)于中微子實驗的第一個理論分析，引導(dǎo)出后來許多重要研究工作。

楊振寧

?CP不守恒的唯象框架

1964年，實驗上發(fā)現(xiàn)CP不守恒后，引發(fā)出眾多亂猜其根源的文章。楊振寧和吳大峻沒有理會那些脫離實際的理論猜測，而作了CP不守恒的唯象分析，建立了后來分析此類現(xiàn)象的唯象框架。這反映了楊振寧腳踏實地的作風(fēng)，也明顯顯示出他受到的Fermi的影響。

?楊—Mills規(guī)范場論

1954年，楊—Mills規(guī)范場論（即非阿貝爾規(guī)范場論）發(fā)表。這個當(dāng)時沒有被物理學(xué)界看重的理論，通過后來許多學(xué)者于20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)70年代引入的自發(fā)對稱破缺觀念，發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)模型。這被普遍認(rèn)為是20世紀(jì)后半葉基礎(chǔ)物理學(xué)的總成就。

楊振寧和Mills的論文，從數(shù)學(xué)觀點講，是從描述電磁學(xué)的阿貝爾規(guī)范場論到非阿貝爾規(guī)范場論的推廣。而從物理觀點上講，是用此種推廣發(fā)展出新的相互作用的基礎(chǔ)規(guī)則。

在主宰世界的4種基本相互作用中，弱電相互作用和強(qiáng)相互作用都由楊—Mills理論描述，而描述引力的愛因斯坦的廣義相對論也與楊—Mills理論有類似之處。楊振寧稱此為“對稱支配力量”。楊—Mills理論是20世紀(jì)后半葉偉大的物理成就，楊—Mills方程與Maxwell方程、Einstein方程共同具有極其重要的歷史地位。

?規(guī)范場論的積分形式

楊—Mills理論還把物理與數(shù)學(xué)的關(guān)系推進(jìn)到一個新的水準(zhǔn)。1970年左右，楊振寧致力于研究規(guī)范場論的積分形式，發(fā)現(xiàn)了不可積相位因子的重要性，從而意識到規(guī)范場有深刻的幾何意義。

?規(guī)范場論與纖維叢理論的對應(yīng)

1975年，楊振寧和吳大峻發(fā)表了論文75c，用不可積相位因子的概念給出了電磁學(xué)以及楊—Mills場論的整體描述，討論了Aharonov—Bohm效應(yīng)和磁單極問題，揭示了規(guī)范場在幾何上對應(yīng)于纖維叢上的聯(lián)絡(luò)。這篇文章里面附有一個“字典”，把物理學(xué)中規(guī)范場論的基本概念準(zhǔn)確地“翻譯”成數(shù)學(xué)中纖維叢理論的基本概念。這個字典引起數(shù)學(xué)界的廣泛興趣，大大促進(jìn)了數(shù)學(xué)與物理學(xué)以后幾十年的成功合作。

論文：大約300篇發(fā)表于《物理評論》《物理評論通訊》等

楊振寧

著作：

《論文選集與后記1945-1980》（英文），（佛里門公司，1983）

《楊振寧文集》（中文），（上海華東師范大學(xué)出版社，1998）

《曙光集》（中文），（簡體版，北京三聯(lián)書店；繁體版，八方文化創(chuàng)作室，2008）

2018年5月，楊振寧及其夫人翁帆編著的科學(xué)隨筆《晨曦集》出版發(fā)行。

此外，還有《對弱相互作用中宇稱守恒的質(zhì)疑》《基本粒子發(fā)現(xiàn)簡史》《讀書教學(xué)四十年》《科學(xué)、教育和中國現(xiàn)代化》《科學(xué)的品格》《新世紀(jì)的科技》《20世紀(jì)的物理學(xué)》《對稱與物理》等。

1966年，任紐約州立大學(xué)石溪分校艾伯特·愛因斯坦講座教授兼理論物理研究所所長。

楊振寧

1982年，出任香港中文大學(xué)物理系榮譽講座教授。

1995年，應(yīng)聘擔(dān)任華僑大學(xué)名譽教授。

1997年，出任清華大學(xué)高等研究中心榮譽主任。

2004年11月，受聘海南大學(xué)特聘教授。

2009年，兼任廣東東莞理工學(xué)院名譽校長。

2018年4月，擔(dān)任西湖大學(xué)校董會名譽主席。

2020年8月，受聘擔(dān)任安徽大學(xué)紐約石溪學(xué)院名譽院長。

諾貝爾物理學(xué)獎?wù)录白C書（現(xiàn)藏香港中文大學(xué)）

諾貝爾物理學(xué)獎?wù)录白C書（現(xiàn)藏香港中文大學(xué)）

楊振寧

1958年，當(dāng)選臺灣“中央研究院”院士。

1965年，當(dāng)選美國國家科學(xué)院院士。

1993年，當(dāng)選英國皇家學(xué)會會員。

1994年，當(dāng)選為中國科學(xué)院外籍院士。

1996年，獲清華大學(xué)、上海交通大學(xué)兩所大學(xué)頒授榮譽博士學(xué)位。

1997年，獲頒香港中文大學(xué)榮譽理學(xué)博士學(xué)位。

1999年，被紐約州立大學(xué)石溪分校授予一等榮譽博士學(xué)位。

2015年3月，被臺灣大學(xué)授予名譽理學(xué)博士學(xué)位。

2015年3月，被澳門大學(xué)授予2014年度榮譽博士學(xué)位。

2017年2月，已放棄外國國籍成為中國公民的中國科學(xué)院外籍院士楊振寧教授正式轉(zhuǎn)為中國科學(xué)院院士。

此外，楊振寧還獲得俄羅斯科學(xué)院院士、教廷宗座科學(xué)院（羅馬教皇學(xué)院）院士以及巴西科學(xué)院、委內(nèi)瑞拉科學(xué)院和西班牙皇家科學(xué)院等多個歐洲和拉丁美洲科學(xué)院的院士榮銜，以及多家大學(xué)的榮譽博士學(xué)位。

2019年12月，入選“中國海歸70年70人”榜單。

2021年12月，入選《2021中國品牌人物500強(qiáng)》榜單，位列第28名。

2022年3月，2021感動中國年度人物名單公布，楊振寧在列。

1997年5月25日，中國科學(xué)院和江蘇省人民政府宣布，國際小行星中心根據(jù)中國科學(xué)院紫金山天文臺提名申報，將該臺于1975年11月26日發(fā)現(xiàn)，國際編號為3421號小行星正式命名為“楊振寧星”。

1999年5月，紐約州立大學(xué)石溪分校將理論物理研究所命名為“楊振寧理論物理研究所”。

2004年4月21日，清華大學(xué)設(shè)立“楊振寧講座基金”，用于聘請國際著名教授及杰出年輕學(xué)者來清華大學(xué)高等研究中心潛心從事科學(xué)研究。

2008年11月29日，楊振寧當(dāng)選“改革開放三十年中國最有影響的海外專家”。

2020年12月18日，入選2020中國品牌人物500強(qiáng)，排名49。

2021年5月14日，楊振寧“楊振寧資料室”揭牌儀式在清華大學(xué)圖書館北館舉行。