楊振寧理論有什麼用（才是楊振寧的最大成就）

2023-05-07 23:51:40

我們先給出結論，如果只給這個理論的開創者，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有的物理學理論拓展，那這個獎其實已經頒了，而且還頒了兩次。所以，5年內不可能有人會因為楊米爾斯理論而獲獎。（下圖是楊米爾斯方程）

說起楊米爾斯理論，一般人都不了解，客觀地說，很多學物理學的研究生都不會碰它，甚至方向不同的物理學博士也不是很了解。這足以見得這個理論的艱深和晦澀。那為什麼會如此高冷呢？

如果我們放眼整個理論物理學的發展史，就會發現，大概是這麼發展的，

這第四座高峰大概是從上世紀50年代左右開始發展，一直到本世紀初，是距離我們最近的一座理論物理學高峰，而一般人對物理學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標準模型的骨架理論，也就是它位於第四座高峰當中，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。

為什麼需要這麼一個理論呢？這是因為科學家發現物理學出現了危機。上世紀科學家利用對撞機撬開了原子，他們發現了100多種粒子。

令人無奈的是，這些粒子到底是幹嘛的，沒人搞得清楚。而且科學家發現祖師爺牛頓留下的「力」的概念，已經破落不堪，不能再用拿來當傳家寶了，得另尋出路。這裡的原因，我們可以稍微解釋一下，我們初高中學過，「力」是改變物體運動狀態的原因。但是呢，科學家發現了衰變的現象，一個中子可以衰變成中微子、電子會和質子。

也就是說，衰變中的「力」不是改變了物體的運動狀態，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，你說這還咋繼續用「力」的概念？那咋辦呢？

楊振寧的數學是很厲害的，而且他受到數學家的影響，相信從麥克斯韋方程中是可以找到解決這個危機的辦法。

於是，楊振寧和米爾斯就從麥克斯韋方程出發，做進一步的推廣，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，這些方程你看看就好，不理解其實無所謂，我們可以簡單講講這背後的邏輯。還是說回到「力」，「力」不夠用了，楊振寧就想換一個來用，那為什麼要從麥克斯韋方程出發呢？因為這裡有個全新的東西，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，但它確實存在，而且跟空間本身的性質有關。而場傳遞的則是「作用」。

沒錯，楊振寧發揚了拿來主義，用「場」，「作用」，「粒子」這三種來構建新理論，也就是楊米爾斯理論，這當中就不在需要力了，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，那就是粒子的質量到底什麼？因此，楊振寧剛發表這篇論文時，就被當時的物理學大神泡利噴得一無是處。（別覺得這是多大事，因為有個叫做愛因斯坦的沒少被這兄弟噴過。）

當然，這理論也特別超前，發表時並沒有引起太多的關注。

當時，科學家發現，宇宙中存在四種作用，分別是強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用，引力。加上過了幾年之後，找到了更多的粒子。

這時候科學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。於是，有五位科學家就拿楊米爾斯理論來解決強相互作用，然後呢？

然後他們真的用楊米爾斯理論解決了強相互作用，然後諾貝爾獎分兩次頒給了這位科學家諾貝爾獎。（下圖就是這五位科學家，之所以分兩次，是因為諾貝爾獎一次只能給三個人。）

後來關於粒子物理學標準模型的科學史還很有趣，但是我們這裡只涉及到楊米爾斯理論獲得諾獎的部分，所以就點到為止。

那麼現在問題來了，你一定會問楊振寧和米爾斯咋不拿一個呢？

事實上，已經不能了。1999年，米爾斯已經去世了。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年已經拿到一個次了，當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。為什麼這麼說呢？

因為諾貝爾獎委員會有個潛規則是，一個人只能在一個領域拿到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裡想到那幾個人。

那有沒有真的破例的人麼？事實上也有，他叫做弗雷德·桑格爾。兩次獲得諾貝爾獎化學獎，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，基於這個潛規則，在楊米爾斯理論已經頒給過5個人，楊振寧又已經拿到一次諾貝爾物理學獎的前提下，諾貝爾獎再要頒給他，整個概率就幾乎為零了。