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當代世界物理學家排名楊振寧(最新榜單出爐啦世界頂級物理學家排名楊振寧入選實至名歸)

2023-10-05 07:14:31 2

二十世紀初,比利時企業家歐內斯特·索爾維用自己的真金白銀創立了科學盛會「索爾維會議」,以後每3年舉行一屆。1927年,第五屆索爾維會議在比利時布魯塞爾召開了,這一張匯聚了物理學界智慧之腦的"明星照"其實是近些年來重新上色的全彩版本。

圖1.第五屆索爾維會議

舉辦這個盛會的人,是比利時當時的化工實業家歐內斯特·索爾維,這老哥在當時堪稱諾貝爾在世,不但有錢而且十分熱衷於科學事業,只不過自己在科學上的天賦實在不高,所以只能掏錢辦一些頂級科學家聚會,包吃包住還報銷來迴路費那種,儘自己所能讓人類中的「最強大腦」們匯聚一堂,促進科學進步。

數十個涵蓋了眾多分支的物理學家都留下了他們的身影,愛因斯坦、玻爾更是照片中的靈魂人物,被稱為是物理學的"全明星"合影。29位合影者當中有17位是諾貝爾獎得主,還有獲得了兩次的大神。

可以毫不誇張地說,這張科學全明星陣容中的每一個人,都足以影響整個人類歷史的進程,如果不是他們的成就,可能人類至今還處在蒸汽機時代,更別提今天的汽車手機網際網路時代了。

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下面將按照時間先後以及科學影響力排序。人類有史以來最偉大的Top10位物理學家的排列順序是帶有主觀性的,這個問題並沒有確切的答案,因為科學家的貢獻值不可能完全量化排序。

1.伽利略 (運動學、天文學)

義大利物理學家、天文學家和哲學家,近代實驗科學的先驅者。其成就包括改進望遠鏡和其所帶來的天文觀測,以及支持哥白尼的日心說。當時,人們爭相傳頌:「哥倫布發現了新大陸,伽利略發現了新宇宙」。今天,史蒂芬·霍金說,「自然科學的誕生要歸功於伽利略,他這方面的功勞大概無人能及。」

2.牛頓 (經典力學、光學、微積分創始人)

牛頓(Sir Isaac NewtonFRS, 1643年1月4日--1727年3月31日)爵士,英國皇家學會會員,是一位英國物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和鍊金術士。他在1687年發表的論文《自然哲學的數學原理》裡,對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀裡牛頓像(21張)物理世界的科學觀點,並成為了現代工程學的基礎。他通過論證克卜勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;從而消除了對太陽中心說的最後一絲疑慮,並推動了科學革命。

在力學上,牛頓闡明了動量和角動量守恆之原理。在光學上,他發明了反射式望遠鏡,並基於對三稜鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。他還系統地表述了冷卻定律,並研究了音速。在數學上,牛頓與戈特弗裡德·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理,提出了「牛頓法」以趨近函數的零點,並為冪級數的研究作出了貢獻。在2005年,英國皇家學會進行了一場「誰是科學史上最有影響力的人」的民意調查,牛頓被認為比阿爾伯特·愛因斯坦更具影響力。

3.愛因斯坦 (相對論、量子力學奠基人)

愛因斯坦(Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),舉世聞名的德裔美國科學家,現代物理學的開創者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業於蘇黎世工業大學,1909年開始在大學任教,1914年任威廉皇家物理研究所所長兼柏林大學教授。後因二戰爆發移居美國,1940年入美國國籍。

  十九世紀末期是物理學的變革時期,愛因斯坦從實驗事實出發,從新考查了物理學的基本概念,在理論上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推動了天文學的發展。他的量子理論對天體物理學、特別是理論天體物理學都有很大的影響。理論天體物理學的第一個成熟的方面——恆星大氣理論,就是在量子理論和輻射理論的基礎上建立起來的。愛因斯坦的狹義相對論成功地揭示了能量與質量之間的關係,解決了長期存在的恆星能源來源的難題。近年來發現越來越多的高能物理現象,狹義相對論已成為解釋這種現象的一種最基本的理論工具。其廣義相對論也解決了一個天文學上多年的不解之謎,並推斷出後來被驗證了的光線彎曲現象,還成為後來許多天文概念的理論基礎。

  愛因斯坦對天文學最大的貢獻莫過於他的宇宙學理論。他創立了相對論宇宙學,建立了靜態有限無邊的自洽的動力學宇宙模型,並引進了宇宙學原理、彎曲空間等新概念,大大推動了現代天文學的發展。

4.麥克斯韋 (經典電動力學、經典統計力學)

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋,英國物理學家、數學家。麥克斯韋主要從事電磁理論、分子物理學、統計物理學、光學、力學、彈性理論方面的研究。尤其是他建立的電磁場理論,將電學、磁學、光學統一起來,是19世紀物理學發展的最光輝的成果,是科學史上最偉大的綜合之一。他預言了電磁波的存在。這種理論遇見後來得到了充分的實驗驗證。他為物理學樹起了一座豐碑。造福於人類的無線電技術,就是以電磁場理論為基礎發展起來的。

麥克斯韋大約於1855年開始研究電磁學,在潛心研究了法拉第關於電磁學方面的新理論和思想之後,堅信法拉第的新理論包含著真理。於是他抱著給法拉第的理論「提供數學方法基礎」的願望,決心把法拉第的天才思想以清晰準確的數學形式表示出來。他在前人成就的基礎上,對整個電磁現象作了系統、全面的研究,憑藉他高深的數學造詣和豐富的想像力接連發表了電磁場理論的三篇論文:《論法拉第的力線》(1855年12月至1856年2月);《論物理的力線》(1861至1862年);《電磁場的動力學理論》(1864年12月8日)。

對前人和他自己的工作進行了綜合概括,將電磁場理論用簡潔、對稱、完美數學形式表示出來,經後人整理和改寫,成為經典電動力學主要基礎的麥克斯韋方程組。據此,1865年他預言了電磁波的存在,電磁波只可能是橫波,並計算了電磁波的傳播速度等於光速,同時得出結論:光是電磁波的一種形式,揭示了光現象和電磁現象之間的聯繫。1888年德國物理學家赫茲用實驗驗證了電磁波的存在。 

麥克斯韋於1873年出版了科學名著《電磁理論》。系統、全面、完美地闡述了電磁場理論。這一理論成為經典物理學的重要支柱之一。在熱力學與統計物理學方面麥克斯韋也作出了重要貢獻,他是氣體動理論的創始人之一。1859年他首次用統計規律得出麥克斯韋速度分布律,從而找到了由微觀兩求統計平均值的更確切的途徑。1866年他給出了分子按速度的分布函數的新推導方法,這種方法是以分析正向和反向碰撞為基礎的。他引入了馳豫時間的概念,發展了一般形式的輸運理論,並把它應用於擴散、熱傳導和氣體內摩擦過程。1867年引入了「統計力學」這個術語。麥克斯韋是運用數學工具分析物理問題和精確地表述科學思想的大師,他非常重視實驗,由他負責建立起來的卡文迪什實驗室,在他和以後幾位主任的領導下,發展成為舉世聞名的學術中心之一。

5.玻爾 (量子力學奠基人)

玻爾(1885.10.07~1962.11.18),全名:尼爾斯·亨瑞克·戴維·玻爾(Niels Henrik David Bohr),丹麥人,是原子物理學的奠基人。他在研究量子運動時,提出了一整套新觀點,建立了原子的量子論,首次打開了人類認識原子結構的大門,為近代物理研究開闢了道路。近代物理學大廈的基礎-量子力學,是以玻爾為領袖的一代傑出物理學家集體才華的結晶。1922年諾貝爾物理學獎獲得者。他是一位卓越的科學研究工作的領導和組織者,1921年創建了哥本哈根理論物理研究所,並逐漸在物理學界形成了舉世聞名的「哥本哈根學派」。玻爾還是一位傑出的人道主義者和社會活動家,當法西斯注意在歐洲橫行的時候,他曾幫助一大批德國和義大利學者免遭迫害。第二次世界大戰中,為了反對法西斯,他參加研製原子彈。戰後,他又是呼籲和平利用原子能的知名人士。

6.普朗克 (量子力學奠基人)

馬克斯·普朗克(1858年4月23日-1947年10月4日),德國物理學家,量子力學的創始人,二十世紀最重要的物理學家之一,因發現能量量子而對物理學的進展做出了重要貢獻,並在1918年獲得諾貝爾物理學獎。量子力學的發展被認為是20世紀最重要的科學發展,其重要性可以同愛因斯坦的相對論相媲美。

7.狄拉克 (量子力學理論體系的完成者)

英國物理學家。1902年8月8日誕生在英格蘭布里斯托。量子力學的創始人之一。狄拉克對物理學的主要貢獻是發展了量子力學,提出了著名的狄拉克方程,並且從理論上預言了正電子的存在。狄拉克青年時代正好是原子物理學實驗積累了大量材料、量子理論處於急劇變革的時代。

8.薛丁格 (量子力學奠基人)

奧地利物理學家。概率波動力學的創始人。物理學方面,在德布羅意物質波理論的基礎上,建立了波動力學。由他所建立的薛丁格方程是量子力學中描述微觀粒子運動狀態的基本定律,它在量子力學中的地位大致相似於牛頓運動定律在經典力學中的地位。 提出薛丁格貓思想實驗,試圖證明量子力學在宏觀條件下的不完備性。亦研究有關熱學的統計理論問題。在哲學上,確信主體與客體是不可分割的。主要著作有《波動力學四講》《統計熱力學》《生命是什麼?——活細胞的物理面貌》等。

9.海森堡(量子力學的創始人)

維爾納·卡爾·海森堡(1901年12月5日-1976年2月1日),德國物理學家,量子力學的主要創始人,哥本哈根學派的代表人物,1932年諾貝爾物理學獎獲得者。量子力學是整個科學史上最重要的成就之一,他的《量子論的物理學基礎》是量子力學領域的一部經典著作。

海森堡是繼愛因斯坦之後最有作為的科學家之一。與愛因斯坦受普朗克的量子理論的啟發而提出了光量子假設一樣,海森堡也是得益於愛因斯坦的相對論的思路而於1925年創立起了矩陣力學,並提出不確定性原理及矩陣理論。量子力學是人們研究微觀世界必不可少的有力工具。由於對量子理論的新貢獻,他於1932年獲得了諾貝爾物理學獎。海森堡還完成了核反應堆理論。由於他取得的上述巨大成就,使他成了20世紀最重要的理論物理和原子物理學家。

10.楊振寧(粒子物理學、統計力學和凝聚態物理)

楊振寧在粒子物理學、統計力學和凝聚態物理等領域作出裡程碑性貢獻。20世紀50年代和R.L.米爾斯合作提出非阿貝爾規範場理論;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇稱不守恆定律;在粒子物理和統計物理方面做了大量開拓性工作,提出楊-巴克斯特方程,開闢量子可積系統和多體問題研究的新方向等。

有些人可能知道,楊振寧與李政道在1957年獲得了諾貝爾物理學獎,獲獎原因是:宇稱不守恆。可能很多人會認為這個理論就是楊振寧最大的成就了。

但事實上並非如此,這個成就在楊振寧一生的成就之中,幾乎很難擠進前三。楊振寧一生在四個領域,提出了10多項極具開創性的科學成果。而在這麼多的開創性成果中,最重要的是:楊-米爾斯理論,這裡的"楊"就是指楊振寧,"米爾斯"是當時楊振寧帶的研究生,除了楊-米爾斯理論之外,楊-巴斯特方程的成就也在宇稱不守恆之上。

那麼問題來了,楊-米爾斯理論到底有多厲害?隨便舉個例子讓你感受一下,當初楊振寧提出了這個理論後,先後有5位科學家想要嘗試用楊-米爾斯理論來解釋四大基本作用力中的強力。由於諾獎一次最多只能給三個人,於是,諾獎委員會分兩次把獎項頒給了這5位科學家。

以上還是在物理學界,在數學界,有一個著名的"千禧年七大數學難題",被公認為21世紀最需要解決的,任何人如果解決了其中之一,就可以獲得100萬美元的獎金,這也代表著數學界最高的榮譽。而這七個難題中,只有一個被解決,除此之外,剩餘的6個當中,有一個問題是:楊-米爾斯規範場存在性與質量間隙。換句話說,這個理論也是數學家們要努力研究的前沿課題。

那這個楊-米爾斯理論到底是幹啥用的呢?

大多數人都知道,牛頓提出了萬有引力定律和力學三大定律,而麥克斯韋提出了麥克斯韋方程,愛因斯坦提出了著名的相對論,這些理論都是物理學大廈最底層的地基,是最重要的。

而與愛因斯坦同時代,許多科學家合力做出了量子力學,這也與前面的三大理論是一樣的重要。在量子力學和相對論之後,理論物理學其實還繼續發展了,科學家結合狹義相對論和量子力學,建構出了一個新的地基性理論,現在被稱為:標準模型。

這是從基本粒子、場、作用力的角度來描述世界,而這個理論是距離我們現在最近的一座物理學高峰。可能說到這裡,很多人還是比較陌生,不過沒關係,我們都知道,物理學家經常拿「對撞機」來做實驗,實際上研究和驗證這個理論。

而這座高峰的奠基人也是有好幾個,其中最重要的一個就是楊振寧,而他的楊-米爾斯理論就是標準模型的骨架理論,可以用來解釋強力的機制,而宇稱不守恆則在推動弱力的解釋上提供了重要的幫助。

所以,你懂了吧?距離咱們最近的物理學高峰,不僅有中國人的身影,而且有好幾個中國人,包括了楊振寧、李政道、丁肇中、吳健雄,更重要的是中國人還在其中發揮了極其重要的作用。

所以,楊振寧在整個物理學界的學術地位絕對是名垂青史的存在,不僅僅屬於要上教科書的級別,還是在教科書的眾多物理學家中的頂級。

我們再來看看其他的科學家是如何看待楊振寧的學術定位。在物理學界,有一位功勳卓著前蘇聯物理學朗道,他提出了一個"朗道尺度"來衡量科學家的成就。在這個朗道尺度當中,牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦屬於第零級,也就是說物理學史上最偉大的物理學家。僅次於第零級的第一級的物理學家,其中楊振寧就屬於這個級別。

1993年,楊振寧獲得富蘭克林獎章,他的頒獎詞是:「他的貢獻,已經與牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的成就比肩,必將給未來帶來不可估量的影響。」

為什麼要拿楊振寧跟牛頓、愛因斯坦、麥克斯韋來比呢?因為他的貢獻絕對不僅僅是在一個物理學領域的某一個分支上做了什麼突出性研究,而是他開創了一個時代,成為了一代宗師,後人只能站在他們的理論基礎上去做研究。

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