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为什么94岁的杨振宁还要参加一场论战  

2016-09-09 17:34:25|  分类: 新科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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为什么94岁的杨振宁还要参加一场论战 - gsf - gsf的博克

杨振宁

首先来说明,杨振宁是否权威。

一般公众只知道杨振宁和李政道因“弱相互作用中宇称不受恒”的贡献获得诺贝尔奖。这项粒子物理领域的成就,已经足以说明杨振宁的权威性了,而实际上这还不是杨振宁最重要的成果。根据网友的整理,杨振宁有13项世界级的成果,可谓在现代物理的各个领域全面开花:

(A)统计力学

A1. 1952 Phase Transition(相变理论)。论文序号: 52a,52b, 52c。

A2. 1957 Bosons(玻色子多体问题)。 论文序号: 57h, 57i,57q。

A3. 1967 Yang-Baxter Equation(杨-Baxter方程)。论文序号: 67e。

A4. 1969 Finite Temperature(1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解)。论文序号: 69a。

(B)凝聚态物理

B1. 1961 Flux Quantization(超导体磁通量子化的理论解释)。论文序号: 61c。

B2. 1962 ODLRO(非对角长程序)。论文序号: 62j。

(C)粒子物理

C1. 1956 Parity Nonconservation (弱相互作用中宇称不受恒)。论文序号: 56h。

C2. 1957 T,C andP (时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性)。论文序号:57e。

C3. 1960 Neutrino Experiment(高能中微子实验的理论探讨)。论文序号: 60d。

C4. 1964 CP Nonconservation(CP不守恒的唯象框架)。论文序号: 64f。

(D)场论

D1. 1954 Gauge Theory(杨-Mills规范场论)。论文序号: 54b, 54c。

D2. 1974 Integral Formalism(规范场论的积分形式)。论文序号: 74c。

D3. 1975 Fiber Bundle(规范场论与纤维丛理论的对应)。论文序号:75c。

以上引用自:Beauty and Physics: 13 important contributions of Chen Ning Yang, Int. J. Mod. Phys. A 29, No. 17, 1475001 (2014)

其中最重要的是杨-Mills规范场论,我们来看看这次与杨振宁意见有分歧的著名数学家丘成桐是如何评价规范场论的:

“他在上世纪五六十年代在统计物理和高能物理的工作都使人敬佩,影响最大的莫过于他把Weyl的规范场论推广到非交换的情况。到了七十年代欧美诸学者完成的高能物理的标准模型,可以说是人类有史以来对自然界认识最深刻的理论,这个模型的建立依赖非交换的规范场理论。”

“五十年来在欧美不同地方的高能对撞机每一次得出来的重要结果,都能震撼人心……这些实验背后的基础理论都用到杨先生的学说,因此每一次突破后,我们对杨先生的学问更加佩服。

连论战另一方的重量级人物也承认,高能对撞机的实验结果,一直在增加杨振宁学问的含金量,增加他的声誉和威望,杨振宁是这个领域的权威,可谓无可置疑。

结论是,以成果和贡献评判,杨振宁绝对是这个领域的理论权威,当然这并不代表他的意见就更正确。

虽然杨振宁支持高能物理的发展,虽然高能对撞机实验一再证实了他的理论,但94岁高龄的他还是坚持发表意见,反对中国今天开始建造超大对撞机。

为什么?他的理由如下:造巨型对撞机是“进无底洞”;“中国仍然只是一个发展中国家”;建造花费巨大,将会影响其他基础科学的发展;多数物理学家认为超对称粒子的存在只是一个猜想,没有任何实验根据;高能物理要发展不一定要靠造巨型对撞机,也有不费钱且符合世界经济发展趋势的途径。

这并不是杨振宁第一次反对中国建巨型对撞机。

据江才健《杨振宁传》中说:“他在20世纪70年代开始回国访问,推动科学学术,并且差不多是独力地反对中国在当时发展没有优先紧迫性的高能物理。”有网友整理了该书记载的杨振宁有关言论:

1972年举行的“高能物理发展与展望”的座谈会上,杨振宁力排众议,不赞成中国花费上亿美金的代价建造高能加速器及全力发展高能物理实验研究的计划。杨振宁说:“中国应当对人类有较大的贡献,但我不觉得应当就是在高能加速器方面;”“如果有一亿美元为什么不拿来造计算机,发展生物化学,培养更多的人才?而一定要拿来研究高能加速器?”“建造贵的加速器与目前中国的需要不符合。”

1978年8月,杨振宁在与张文裕、周培源、吴有训、钱三强等物理学家座谈时,依然表示不赞成中国急于建造大型加速器,认为大型加速器的建造对中国的四个现代化建设并不重要,“三十年内对农业的影响很小,对工业和国防的影响也不太大。……到本世纪末,中国如果在国防上不能保卫自己,即使在高能物理上很先进,也没有一点用处。”

1980年初,在广州从化召开粒子物理国际会议期间,众多海外华裔物理学家共同参与草拟了一封致中国政府支持BPS建造的信,参与者一致签名表示赞同。杨振宁则避开了这次活动。之后在一封公开信中他再次表明了自己的立场。他在信中提到“八七工程”在中国有很强烈的反对意见,BPS建造计划“被认为像是一个‘超级强权’,而其它的领域是‘第三世界’。”他表示:“我不能够无愧于心的去签署这一个文件,因为我认为真正需要的不是我的签名,而是中国人民的签名。”(观察者网注:“八七工程”指高能物理试验中心工程,以50GeV高能质子加速器为建造任务)

对于这段历史,中科院高能物理研究所所长王贻芳在回应杨振宁的文章中说:“(杨振宁)自70年代起就反对中国建造高能加速器。幸亏小平同志听从了李政道等其他著名科学家的建议,才有了今天的高能物理所、北京正负电子对撞机和大亚湾中微子实验及其重大成果……”

一位中科院高能物理研究所的副研究员以“清风正阳”为网名,在知乎上称杨振宁:“他从80年代公开反对北京正负电子对撞机(观察者网注:BEPC)及其它加速器项目”,得到网友回复:“杨当年反对的是质子对撞机,不是正负电子对撞机。

正负电子对撞机是质子对撞机的缩小版,由李政道精心设计,加入了同步辐射光源的应用设施。当时吴健雄、袁家骝夫妇建议中国建造质子加速器,被邀联名的李政道在建议书上加了一个关于电子加速器的附录,强调小型电子加速器的价值。据中国科学技术大学两位老师考证,李政道对于“八七工程”这种“超高能”加速器建设计划也并不十分热心,“只不过出于对祖国的热爱和对国家领导人的尊重,他一直努力帮助中国,尽力促成其高能加速器建造的早日实现。北京正负电子对撞机建设工程耗资比较低,而且性能比较先进,因此李政道热心予以支持。”

显然,李政道和杨振宁态度虽有所不同,但都反映了对祖国科技事业的责任心和使命感。杨振宁认为正负电子对撞机做得很成功,代表中国有相当聪明而且很有能力的人,而包括李政道在内许多人帮忙联络美国和欧洲实验室的合作,都是有功劳的。对于加速器做同步辐射的研究,杨振宁也是支持的,当然,杨振宁并不认为正负电子对撞机的实验结果在物理科学上有太大的意义。

由于这次争论中,涉及一些历史细节的误会,这里再次澄清:80年代初,杨振宁主要反对的是在明陵的附近建50GeV的高能质子加速器的计划。而这一次,从他反对的理由看,他主要反对的也是丘成桐在新书中提出的在山海关附近建造的下一代质子对撞机。

再来看看杨振宁是如何劝自己的学生的。杨振宁的学生,美国国家科学院院士、斯坦福大学教授张首晟曾回忆说:“杨振宁改写了我一生的研究方向”。尽管杨振宁是这个领域的领军人物,他却劝告张首晟不要研究这个方向,而是从高能物理转向凝聚态物理。

张首晟回忆道:“杨振宁教授认为,虽然高能物理领域存在不少美妙的数学结构,但缺少实验的验证。而凝聚态物理领域虽然有许许多多的实验,却缺少数学结构的描绘。所以,杨老师觉得我在凝聚态物理领域会更有作为。可以说,他改变了我一生的研究方向。”后来,张首晟在拓扑绝缘体和量子自旋霍尔效应领域取得开创性突破,几乎拿下了物理学界所有重量级奖项。

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张首晟

用一句话概括高能物理的困境,就是包括Higgs在内的发现,都在标准模型(其基础正是杨振宁的理论)的理论预期之中,而包括弦论在内的新的理论方向又无法被实验验证。在知乎上,“作为杨振宁开创的清华大学高等研究院为什么没有高能理论的方向?”这一问题的回答中,有网友提到了杨振宁的一个比喻:高能已经没有中鱼了,剩下的要么是没人感兴趣的小鱼,要么是谁也钓不起来的大鱼。所以他建议年轻人要选择一个快速发展的行业。

张首晟的成就,一定程度上证明了杨振宁的眼光。

总结来说,杨振宁的意见是中国今天不宜建造超大对撞机。这不等于他反对高能物理学科的发展,不等于他反对在时机和条件成熟时建超大对撞机,也不等于他反对中国以符合当下条件的资金建造高能物理实验设备。在科学争论中,我们不迷信权威,也不只遵循经验,但有必要将这位老人今天的坚持,其背景、其理由交代清楚。

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