杨振宁

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杨振宁
杨振宁---粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出了里程碑性的贡献

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杨振宁简介

  杨振宁(1922.10.1~ ),出生于安徽合肥,香港中文大学讲座教授清华大学教授、纽约州立大学石溪分校荣休教授,中国科学院院士、美国国家科学院院士、台湾“中央研究院”院士、俄罗斯科学院院士、英国皇家学会会员,1957年因提出“宇称不守恒”观念被实验证明而获诺贝尔物理学奖;是中美关系松动后回中国探访的第一位华裔科学家,积极推动中美文化交流和中美人民的互相了解;在促进中美两国建交、中美人才交流和科技合作等方面,做出了重大贡献。

  1942年,杨振宁毕业于西南联合大学;1944年,获清华大学硕士学位;1945年,获庚子赔款奖学金,赴美留学;1948年,获芝加哥大学哲学博士学位,任芝加哥大学讲师、普林斯顿高等研究院研究员;1955年,任美国普林斯顿高等学术研究所教授;1966年,任美国纽约州立大学石溪分校教授兼物理研究所所长;1986年,任香港中文大学博文讲座教授;1998年,任清华大学教授。

  杨振宁在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出了里程碑性的贡献。20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律;在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作,提出杨-巴克斯特方程,开辟了量子可积系统和多体问题研究的新方向等。此外,杨振宁推动了香港中文大学数学科学研究所、清华大学高等研究中心、南开大学理论物理研究室、香港中山大学高等学术研究中心基金会和中山大学高等学术研究中心的成立。

早年经历

  1922年10月1日,杨振宁生于安徽合肥三河镇(今属肥西县)。4岁时,母亲开始教杨振宁认字,一年多的时间杨振宁学了3千个字。

  1938年夏,杨振宁以高二学历参加统一招生考试,以出色的成绩被西南联大录取。他回忆,“当年我报考的是西南联大的化学系,但因为考试科目需要考物理,我才向朋友借了一本物理书,看了一个月,发现物理比化学更有趣,于是就爱上了物理。”

  1942年,杨振宁毕业于昆明的国立西南联合大学,本科论文导师为北京大学吴大猷教授,后考入该校研究院理科研究所物理学部(清华大学物理研究所)读研究生,师从王竹溪教授。

  与他同室居住的有凌宁、金启华和顾震潮,黄昆和张守廉也偶尔来住几天。

  1944年,在国立西南联合大学研究生毕业,硕士论文导师是王竹溪教授。

  留学海外

  1945年,得到庚子赔款奖学金赴美,就读于芝加哥大学

  1948年,获芝加哥大学哲学博士学位,博士论文导师是爱德华·泰勒教授。

  1949年,进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作,开始同李政道合作。当时的院长奥本海默说,他最喜欢看到的景象,就是杨、李走在普林斯顿草地上;同年,与恩利克·费米合作,提出基本粒子第一个复合模型。

  1954年,杨振宁和米尔斯提出非阿贝尔规范场的理论结构。

  1956年,和李政道共同发表论文,推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒基本粒子和它们的镜像的表现是完全相同的。

  1957年,与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得诺贝尔物理学奖,他们是最早获得诺贝尔奖的华人。消息传来,中国人无不引以为傲。杨振宁以曾经接受中国文化的薰陶为自傲,在接受诺贝尔奖金的时候,由他代表致辞:“我深深察觉到一桩事实:在广义上说,我是中华文化和西方文化的产物,既是双方和谐的产物,又是双方冲突的产物,我愿意说我既以我的中国传统为骄傲,同样的,我又专心致于现代科学。”

  杨振宁得了诺贝尔奖后,鼓励在台湾的岳母曹秀清设法取道美国转往祖国大陆。在他的安排下,曹秀清从美国飞往日内瓦,由中国外交部的同志亲自接机,安排休息数日后,转机飞往北京定居。

  1958年,当选台湾“中央研究院”院士。

  加入外籍

  1964年,加入美籍,成为美国公民;同年,应香港中文大学的邀请在新建成的香港大会堂发表演讲,轰动一时,并与父母弟妹在香港相会 。

  1965年,当选美国国家科学院院士。

  1966年起,任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长。

  1970年,应香港中文大学之邀赴港讲学。

  1971年夏,杨振宁回中国访问。《中国大百科全书》物理学卷记载:“杨振宁于1971年夏访问中华人民共和国,是美籍知名学者访问新中国的第一人。”

  回到美国后,杨振宁在美国好几个城市举行演讲,许多美国人,因为受他的影响,开始对中国持友好态度,并愿意同中国亲近;一些美籍华人学者,纷纷回国探访,为祖国的科技教育事业献计献策。在当时中美关系还没有解冻的情况下,他这样做,是担了相当大的风险的,但他认为正面报道中国在各方面的许多发展是他的义务。由于他在学术上的地位,他经常到欧洲、南美洲、东南亚、日本等地去讲学或访问,大家往往都要求他作关于中国的情况的报告,他的报告在这些地方,尤其是对当地的华侨产生了很大的影响。国人、尤其是科学家对中国持友好的态度,愿意同中国亲近,杨振宁的功劳是非常之大的。

  1971年上半年,杨振宁参加保钓运动。作为海外华裔科学家访问新中国的第一人,他1971年甫一回美,即应“保钓”学生的邀请,穿梭在全美各高校演讲,以所见中国不屈不挠之精神示于学生,感染了一批热血青年立下报国之念。

  他在保钓学生中发表题为《我对中华人民共和国的印象》的演讲,轰动异常。他和历史学家何炳棣、数学家陈省身都坚决支持保钓运动,被称之为运动的精神导师。当年台湾赴美留学生写的回忆录,谈到杨振宁在保钓运动中的影响力,征服了许多台湾学生。统计数字表明,当时的台湾留美学生竟然多数表示自己学成后要到中国大陆工作定居。

  1971年10月29日,杨振宁在美国参议院外交关系委员会举行的“归还冲绳协定”听证会上作证。他从历史、地理和现实的角度全面讲述了钓鱼岛是中国领土的事实,为维护中国领土完整做出了重要贡献。

  1974年,杨振宁利用回上海探亲的机会,开始了与复旦大学谷超豪等十几位教师长达数年富有成果的合作,推动美国纽约州立大学石溪分校同复旦签订交流协议。

  1975年,杨振宁向周恩来建议加强科普工作,并建议引进《科学美国人》中文版版权。在邓小平等领导的关心下,这本刊物进入中国,成为改革开放后我国第一本版权合作的期刊,即《环球科学》前身。《科学美国人》是世界上历史最悠久、连续出版时间最长的杂志,影响了数代精英人群。

  1977年,杨振宁和梁恩佐等人在波士顿创办了“全美华人协会”,任会长,促进中美关系。同年,他以该协会负责人的身份与他人共同发起成立“全美华人促进美中邦交正常化委员会”,自费8000美金在《纽约时报》上整版刊登“致美国卡特总统公开信”及其他文章,敦促两国建交。公开信全文用英文发表,旁边加了八个中文字:“亡羊补牢,犹未为晚”。

  1978年3月,在杨振宁等人的倡导下,中科大创建首期少年班。

  1979年初,邓小平访美,与美国总统卡特签约建交,杨振宁代表全美华人协会和全美各界华人在欢迎邓小平夫妇宴会上致辞。杨振宁致了题为“建造友谊桥梁的责任”的欢迎词。

  1980年,杨振宁在纽约州立大学石溪分校发起成立“与中国学术交流委员会”,资助中国学者去该校进修一年。

  1981年,杨振宁在美国石溪分校设立了CEEC奖金,从美国和香港募集资金,专门支持中国各大学、各研究所人员到石溪做访问学者,到90年代初,共有80余名中国学者得到此奖金支持成功赴美,其中绝大部分按时回国到原单位服务。

  1982年,出任香港中文大学物理系荣誉讲座教授。

  1983年,杨振宁在香港发起创立中山大学高等学术研究中心基金会,基金会从成立到2007年结束的24年中,资助金额累计达2000多万元港币,资助基础研究项目数百个,使一批中青年学者脱颖而出,同时还为中山大学建成一座研究大楼。香港中山大学高等学术研究中心基金会,是在香港立法注册的非谋利性机构,它的发起人是杨振宁教授。该基金会以支持中山大学的基础研究为目的,资助一些具有较重要学术价值的基础研究项目。

  1983年12月28日,杨振宁向邓小平建议:“国外认为,搞软件15—18岁较有利。”由此,科大少年班设立了计算机软件专业,为国家培养了一批软件神童,为经济建设和科技发展做出了积极贡献。

  1985年,杨振宁倡议建立亿利达青少年发明奖。设立该奖是为了鼓励中国青少年的创造性思维和培养动手能力,推动中小学课外科技活动及创造、发明活动的蓬勃开展。该奖项至2005年,已有2万余人次参加各级评选活动。同期,杨振宁促成了“吴健雄物理奖”、“陈省身数学奖”等多个奖项。杨振宁注意到,学习能力强但缺乏科学研究创意是亚洲学生普遍存在的问题,因此他于1986年倡导兴办了“陈嘉庚青少年发明奖”,鼓励青少年勤于思考,为国家发明有经济效益的新产品。2002年,这一奖项还同复旦大学上海交大上海大学等上海学府开展了合作。

  1986年,应邀出任香港中文大学博文讲座教授,多次接母来港共聚。同年首次赴台湾,为吴大猷师祝寿,并出席台湾中央研究院第十七届院士会议 。同年,杨振宁应美籍华裔数学大师陈省身之邀,在南开大学数学所建立理论物理研究室。研究室建立后,本着“立足南开,面向全国,放眼世界”的开放精神,开展了一系列研究工作,为中国培养了一大批人才。中国科学院院士、陈省身数学研究所所长龙以明说,理论物理研究室为我国科学事业的发展作出了重要贡献,这与杨振宁先生的指导和帮助是分不开的,他亲自募款支持并指导应注意的研究发展方向,亲自参加该室举办的多次国际会议,并资助该室博士生毕业后到纽约州立大学石溪分校工作一年。

  1993年,当选英国皇家学会会员。

  同年,杨振宁被聘为东莞理工学院名誉校长。2007年2月在该校捐资奖学金,至2014年共有128人获奖。

  1994年,杨振宁担任顾问、执行委员的香港求是科技基金会在香港创立,目的是推动中国的科技研究工作,奖励在科技领域有成就的学者。

  1994年,荣获美国费城富兰克林学院颁发之波维尔(Bower)奖。

  1994年,与首位华人菲尔兹奖得主丘成桐教授创立香港中文大学数学科学研究所,两人同任所长。

  1995年,应聘担任华侨大学名誉教授。

  1996年,获清华大学上海交通大学两所大学颁授荣誉博士学位。

  1996年1月,杨振宁被中国国家科学技术委员会首次授予国家级国际科学技术合作奖。该奖旨在奖励为中国科学技术事业作出杰出贡献的国际友人。

  1997年7月1日清晨零时,在香港会议展览中心参加了回归盛典。

  1997年,清华大学为加快理科发展,时任校长王大中与杨振宁教授反复磋商后,决定根据普林斯顿高等研究院的经验,成立清华大学高等研究中心,将它建成一个高水平的纯学术性单位(2009年更名为清华大学高等研究院)。该研究院已在理论凝聚态物理、冷原子物理、理论计算机等领域取得了一批重要成果,汇聚了众多国际一流学者。杨振宁出任清华大学高等研究中心荣誉主任,推动成立清华大学高等研究中心,帮助清华引进了姚期智等顶尖人才,为清华在香港、美国分别设立了两个基金会,并成功募集巨额办学资金。

  同年,获颁香港中文大学荣誉理学博士学位。

  1997年5月,国际小行星中心将国际编号为3421号小行星正式命名为“杨振宁星”。

  1997年12月,杨振宁、丁肇中发起的清华北美教育基金会,在美国特拉华州注册,1998年获美国国税局批准,享有免除美国联邦所得税待遇。其成立的目的为:扩大清华大学的国际交流与合作,特别是促进清华与美国教育、科技与文化界的交流与了解,开拓筹资渠道,争取海外有识之士对清华教育事业的支持与帮助,实现创建世界一流大学的宏伟目标

  1999年5月,杨振宁正式退休,石溪分校同日将理论物理研究所命名为“杨振宁理论物理研究所”,同年被该校授予一等荣誉博士学位;同年,杨振宁决定将其大量文章、信札、手稿及奖章慷慨捐赠予香港中文大学,当中包括著名的诺贝尔奖章,设于港中大校园的杨振宁学术资料馆因而成立。

  1999年5月,在杨振宁等人发起和倡议下,中华国际科学交流基金会注册登记。杨振宁谈到,随着国际间科技交流的日益频繁,各学科互相影响日益剧增,国际科技交流越来越重要,希望中华国际科学交流基金会成为中国与国际科技交流的一个平台,促进科技交流传播。

  2000年3月16日,他建议在名校设立美国问题研究所,在美国著名专业刊物上发表论文,以增进美国知识界对中国的了解。

  2000年10月29日,在南京大学进行学术访问的杨振宁,欣然捐资在该校设立“杨振宁奖学金”,以奖励具有创新能力和科研能力、尤其是家境贫寒的优秀本科生,奖学金基金总额为50万元。杨振宁表示以后他还会继续追加。

  在接受记者采访时,杨振宁表示,“虽然我父亲是大学教授,但因为通货膨胀,家里很穷,生活很艰苦,是奖学金帮我度过了难关。近几年多次在大陆访问,看到不少青年学生因家境困难而影响学业,感到很伤心,所以就有了这么个想法。”杨振宁对中国青年寄予了深切厚望,他说,中国的优势就在于拥有世界上任何一个国家都不能比的青年人才,21世纪的中国青年负有特别的使命,希望每一位大学生都能认识到这一点。

  同年,杨振宁在香港中文大学成立了“杨振宁奖学金”,表扬研究及学术成绩优秀的中大同学,直到2012年为止,已有二百零九名本科生及十五名研究生获得该奖学金。

  2002年,担任邵逸夫奖评审委员会主席。

  回国执教

  2003年底,杨振宁回北京定居。

  在杨振宁2003年底搬到北京清华大学长住以前,清华大学早已盖好了三幢“大师邸”,一幢给杨振宁,一幢给杨振宁安排到清华工作的林家翘,另外一幢后来给了杨振宁由美国普林斯顿大学请回清华的杰出电脑数学专家姚期智。

  2004年3月25日,杨振宁批评港独政客李柱铭前不久到美国参议院“作证”的行为既不应该也不明智。杨振宁语重心长地说,根据《基本法》以至世界秩序,香港是中国一部分,这是既定事实,香港人必须有正确了解,否则香港会产生“很不利的事情”。

  2004年4月21日,清华大学设立“杨振宁讲座基金”,用于聘请国际著名教授及杰出年轻学者来清华大学高等研究中心潜心从事科学研究。翁征宇教授成为第一位“杨振宁讲座教授”。

  2004年7月17日,杨振宁在北京大学,向1200多名赴京参加“全国台联2004年台胞青年夏令营”的台湾学子演讲。当讲到“七七事变”后的经历时,杨先生动情地对台湾学子说:“哪位如果再到北京来参观,我建议你们到卢沟桥去看看,因为卢沟桥是日本人攻打华北放第一枪的地方。”

  2004年9月13日,81岁的杨振宁在清华大学开始为本科生讲授普通物理。他说:“现在很多教授不愿意给本科生上课,但我觉得,给本科生上课很重要。我也希望我能够带动更多的人。”他说:“每一次课前。我要花两个小时认真备课。我要了解学生的进度。”

  2004年11月,受聘海南大学特聘教授。

  2004年11月12日,杨振宁在山东大学演讲时强调,中国只有一个,“合则盛,分则衰”。杨振宁向山大学子们深情回忆了1997年7月1日,当他在港亲眼见证香港回归那一伟大历史时刻的激动心情,并称这是父辈知识分子梦寐以求的一天,因为“中华民族真正站起来了!”他也指出了中国目前存在的诸多巨大问题,但他表示,“这些问题并不比在过去100年间中华民族所经历的巨大问题更为严重,既然100年前我们能够将问题解决,那么今天的中国,凭借内在的韧性,依然可以克服困难。”

  2005年4月2日,杨振宁在海南大学捐资设立“杨振宁特困优秀生奖学金”,用于资助海南大学每年20名品学兼优特困生顺利完成学业。杨振宁2004年11月来海南参加中国科协学术年会开幕式时,表示自己有帮扶海南省高校贫困生的愿望。以杨振宁名字命名的奖学金为每人1000元人民币

  2005年5月,杨振宁奔赴香港为清华大学高等学术研究中心筹款。他在谈起香港大学李嘉诚医学院命名风波时说,如果李嘉诚先生捐给清华高等学术研究中心10亿元,他一定会用李先生的名字为该中心命名。据悉,近一年来,杨教授已经完成筹款1000万美元。

  2005年7月4日,杨振宁等曾参与保卫钓鱼岛运动的老将们集结,召开记者会表达保钓的立场,签字声明,指责李登辉说钓鱼岛是日本领土是错误的。

  2007年5月20日,香港中山大学高等学术研究中心基金会将其所属的一切资产无偿赠送给中山大学。该基金会的发起人杨振宁教授出席了资产赠送移交仪式,其主要内容为:现金人民币1100多万元,港币约36万元,面积约4000平方米的研究大楼及其中的所有设备等。杨振宁在致辞时感慨地说:"我希望25年后我还能有机会看到中山大学在科研上的又一次飞跃。"

  2007年9月22日,杨振宁度过85岁生日,并在香港中文大学(中大)举行了一个杨振宁铜像致赠仪式。杨振宁在致辞时指出,与中大渊源甚深,早在1964年中大部分地方仍是荒山时,已翻山到访,之后在中大执教,又曾在中大与分别已久的父母弟妹相聚。当提及为何选择将铜像置于中大林荫大道附近时,他更感慨地说:“我想长久在这里看着中大发展,每年秋天见到几千个学生拿毕业证书。”

  2008年11月29日,由社会广泛参与评选的“改革开放三十年中国最有影响的海外专家”结果在“国际人才高峰论坛”上揭晓,杨振宁当选。当选理由是:在中美关系尚未解冻时期,带动一大批华人学者回国为祖国现代化建设献计献策,在促进中美两国建交、中美人才交流和科技合作等方面作出了特殊贡献;先后香港和美国发起成立三个基金会,成功地为中山大学、清华大学在海外募集数亿元资金;推动成立清华大学高等研究中心,为清华引进计算机诺贝尔奖图灵奖”获得者姚期智等顶尖学者作出了积极的贡献。

  2011年4月20日,胡锦涛在清华大学会见杨振宁,得知他年近九旬还在带研究生并给本科生讲课,总书记连声称道,并请他注意保重身体。

  2012年6月,杨振宁在清华大学庆祝90岁生日,并获得了校方赠送的刻有其重大贡献的黑水晶一尊。黑水晶上刻有杜甫的诗句“文章千古事,得失寸心知”。水晶四周镌刻着杨振宁的四个重要学术贡献:“规范场理论”、“宇称不守恒理论”和他在统计力学、高温超导方面的成就。

  同年9月,香港中文大学举行一系列活动恭贺杨振宁教授九秩荣庆,包括科普讲座、学术研讨会及祝寿晚宴,以表达大学同仁对杨教授的尊敬和爱护,杨振宁偕夫人出席活动,接受中大师生及亲朋好友的祝贺。

  2013年10月,杨振宁做客西南联大讲坛。

  2015年3月,被授予台湾大学名誉理学博士学位;同月,澳门大学在清华大学向杨振宁颁授2014年度荣誉博士学位,杨振宁表示非常荣幸得到澳大最高的荣誉。

  2016年8月26日,杨振宁偕翁帆向中国美术馆捐赠其收藏的3件熊秉明顶级雕塑作品。熊秉明是著名法籍华人艺术家、哲学家。3件作品中的《笔架》是熊秉明专为杨振宁创作,作品背面有二人名字缩写,是二人友谊的见证。[76] 杨振宁夫妇慷慨地将“家藏”变成了“国宝”,向中国美术馆捐赠出自熊秉明的《笔架》《骆驼》和《马》3件雕塑。

  2016年12月8日,2016影响中国年度科技人物颁奖,由著名物理学家、诺贝尔奖获得者杨振宁开奖,获奖者:中国航天科技集团公司天宫二号-神舟十一号载人航天任务研制团队。

  2017年2月,已放弃外国国籍成为中国公民的中国科学院外籍院士杨振宁教授正式转为中国科学院院士。

  助力科教

  广东省科协党组书记、副主席何真:“诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授经常参加国内的学术交流,国内已有不少地方通过杨振宁教授引进了不少‘少壮派’高端人才,这其中包括杨振宁教授的弟子。”

  1986年,杨振宁创建南开大学数学研究所理论物理研究室,本着“立足南开,面向全国,放眼世界”的开放精神,开展了一系列研究工作。杨振宁创建后亲自指导研究工作。主要研究方向为数学物理及其在物理中的应用,包括量子可积系统,杨—Mills场,杨—Baxter系统,量子群,关联体系的代数结构,Yangian,纽结理论等。

  杨振宁创建的理论物理研究室,已在国际上占有一席之地,培养的博士中,有人当选院士,有人成为大学副校长,有人拿到海外名校终身教职。用研究室主任、中国科学院院士葛墨林的话形容,研究室如今算略有成就,“毕业了一批人、做出点事”。

  据葛墨林院士回忆,杨振宁“管”得很细。从1988年开始,南开的理论物理室办过7次讲习班,邀请的都是各个方向最有发言权的科学家。因经费匮乏,要靠杨振宁从香港募捐讲课费。

  1992年,为了南开主办的一场国际会议,杨振宁筹集了两万美元。考虑到大陆不易换开百元大钞,他特地换成20元、50元的钞票,捆在一个包里带来。南开数学所的第一台计算机和激光打印机也是杨振宁当时购自香港,运到天津的,他还派自己的秘书负责打字。他甚至考虑到了外宾喝咖啡的习惯,打算自带咖啡壶。

  南开理论物理研究室的早期毕业生,包括现任吉林省政协副主席、东北师范大学副校长薛康、中国科学院院士孙昌璞、中国科学院研究生院副院长苏刚,都曾受杨振宁的资助到他任教的纽约州立大学石溪分校访问一年。他们当时并不知道,杨振宁为了筹钱,曾发着高烧去唐人街演讲。

  2011年6月18日,南开大学以理论物理前沿讨论的方式庆祝理论物理研究室成立25周年和杨振宁先生89华诞。南开大学校长龚克说,在庆祝之际,我们更要记住陈省身先生和杨振宁先生。今年正值陈省身先生诞辰100周年、杨振宁先生89华诞,他们从上世纪30年代以来有超过70年的学术合作与深厚友谊,理论物理研究室则是他们晚年合作的一个重要平台。25年来,理论物理研究室做出了突出成绩,培养了大批人才。

  中国科学院院士、陈省身数学研究所所长龙以明在致辞中说,25年来,理论物理研究室为我国科学事业的发展作出了重要贡献,这与杨振宁先生的指导和帮助是分不开的,他亲自募款支持并指导应注意的研究发展方向,亲自参加该室举办的多次国际会议,并资助该室博士生毕业后到纽约州立大学石溪分校工作一年。在杨先生“宁拙毋华、宁拙毋巧”、“做好活的物理”等思想指导下,师生不断深入固有研究方向,关注新的发展,在学术竞争中锻炼成长。今天,杨先生仍十分关心理论物理研究室的发展,是我们学习的榜样。

  作为杨振宁亲自延揽来南开的人才,理论物理研究室主任葛墨林说,我一直是在陈省身先生的亲切关怀和杨振宁先生的直接指导下做事情,从他们二位身上我们学到的不仅仅是数学和物理,更包括做人。杨先生虽已年近九旬,但有很多重要的事情我们仍向他报告,得到了他的指点和支持。

  朱邦芬院士:杨振宁帮助清华物理系从根本上改变了面貌,亲自做了很多重要的研究工作,我常收到他发来的电子邮件,发件时间经常是晚上10点多、11点。在清华培养出了多名杰出的青年物理学家,其中好几位在国际上已经很有名声。一共发表了近30篇SCI论文,单位都署清华大学,此外还出版了几本专著。

  杨振宁教授是2003年自美国返清华正式定居的,头一年,他亲自执教“大一物理”;之后,他便放下了教学工作,全部精力集中到发展清华高等学术研究中心的工作上。清华大学1997年成立高等研究中心,创始人杨振宁任名誉主任,致力于基础科学研究和人才培养。他把在清华的工资都捐出来用于引进人才和培养学生。

  清华高等学术研究中心,是杨振宁仿照美国普林斯顿高等研究中心模式创立的,规模不大、人数不多,但人员和研究项目都一定是第一流的。“中心”的日常运作经费由清华校方负责,但如果要特邀一些科学家来担任访问学人,“中心”就要自己拿出经费。因此,筹款成了“中心”最重要的工作之一。

  杨振宁订出的第一个筹款目标是一千五百万美元,至2005年初已完成了一千万(即七千八百多万港元)。

  筹款对大学及研究工作的重要性,杨教授举出了一个生动的例子。美国普林斯顿大学的华裔学者姚期智教授,是当今计算器学的全球权威,清华校方和杨振宁都很想把他聘到清华去,姚教授本人也有此意。但是。聘请姚期智这样一位高薪教授,在内地要经过重重“关卡”,一时之间下不了决定。但姚期智不是坐在那里干等的,聘请的机会一纵即逝。杨振宁教授马上作出了决定,他打电话给姚期智说:“你来清华,你在美国薪酬多少,我们照付,一个子儿也不少!”杨教授说,他之所以如此慷慨“拍胸口”,就是因为研究中心已经筹到了一千万美元,才能“财大气粗”。如果没有这些捐款支持,像姚期智这样的人才就有可能和清华擦身而过。现在,姚期智已经成为清华大学计算器学系的教授,并参与国家实验室的工作。

  杨振宁指出:目前,筹款工作对中国的大学和研究机构来说十分重要,因为国家各方面的发展都好了,不少当年留学不归的尖子科技人才,都有意回国服务,但是薪酬待遇上的差距是一大障碍。目前,在美国,一位拿到博士学位两、三年的年轻教授,年薪约为六万至八万美元,但如果回到中国,每个月最多可以拿到一万五千元人民币。对一些已经结了婚有妻子、孩子的学者来说不能不考虑到钱的问题。而如果大学和研究机构有捐款支持,就可以提供同等待遇吸引一流的人才回来。

主要成就

学术成果

  相变理论

  统计力学是杨振宁的主要研究方向之一。他在统计力学方面的特色是对扎根于物理现实的普遍模型的严格求解与分析,从而抓住问题的本质和精髓。1952年杨振宁和合作者发表了3篇

  有关相变的重要论文。 第一篇是他在前一年独立完成的关于2维Ising模型的自发磁化强度的论文,得到了1/8这一临界指数。这是杨振宁做过的最冗长的计算。Ising模型是统计力学里最基本却极重要的模型,但是它在理论物理中的重要性到20世纪60年代才被广泛认识。1952年,杨振宁还和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文。两篇文章同时投稿和发表,发表后引起爱因斯坦的兴趣。 论文通过解析延拓的方法研究了巨配分函数的解析性质,发现它的根的分布决定了状态方程和相变性质,消除了人们对于同一相互作用下可存在不同热力学相的疑惑。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理,它指出吸引相互作用的格气模型的巨配分函数的零点位于某个复平面上的单位圆上。

  玻色子多体问题

  起源于对液氦超流的兴趣,杨振宁在1957年左右与合作者发表或完成了一系列关于稀薄玻色子多体系统的论文。首先,他和黄克孙、Luttinger合作发表两篇论文,将赝势法用到该领域。在写好关于弱相互作用中宇称是否守恒的论文之后等待实验结果的那段时间,杨振宁和李政道用双碰撞方法首先得到了正确的基态能量修正,然后又和黄克孙、李政道用赝势法得到同样的结果。他们得到的能量修正中最令人惊讶的是著名的平方根修正项,但当时无法得到实验验证。不过,这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。

  杨—Baxter方程

  20世纪60年代,寻找具有非对角长程序的模型的尝试将杨振宁引导到量子统计模型的严格解。1967 年,杨振宁发现 1 维δ函数排斥势中的费米子量子多体问题可以转化为一个矩阵方程,后被称为杨—Baxter方程(因为1972年Baxter在另一个问题中也发现这个方程)。 1967年,杨振宁还写了一篇于翌年发表的文章,进一步探讨了此问题的S 矩阵。 后来人们发现杨—Baxter 方程在数学和物理中都是极重要的方程,与扭结理论、辫子群、Hopf代数乃至弦理论都有密切的关系。杨振宁当年讨论的1维费米子问题后来在冷原子的实验研究中显得非常重要,而他在文中发明的嵌套Bethe假设方法次年被Lieb和伍法岳用来解出了1维Hubbard模型。Hubbard模型后来成为高温超导的很多理论研究的基础。

  1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解

  1969年,杨振宁和杨振平将1维δ函数排斥势中的玻色子问题推进到有限温度。这是历史上首次得到的有相互作用的量子统计模型在有限温度(T>0)的严格解,这个模型和结果后来在冷原子系统中得到实验实现和验证。

  超导体磁通量子化的理论解释

  1961年,通过和Fairbank实验组的密切交流,杨振宁和Byers从理论上解释了该实验组发现的超导体磁通量子化,证明了电子配对即可导致观测到的现象,澄清了不需要引入新的关于电磁场的基本原理,并纠正了London推理的错误。在这个工作中,杨振宁和Byers将规范变换技巧运用于凝聚态系统中。相关的物理和方法后来在超导、超流、量子霍尔效应等问题的研究中广泛应用。[89]

  非对角长程序

  1962年,杨振宁提出“非对角长程序(off-di-agonal long-range order)”的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。这是当代凝聚态物理的一个关键概念。1989到1990年,杨振宁在与高温超导密切相关的Hubbard模型里找到具有非对角长程序的本征态,并和张首晟发现了它的SO(4)对称性。

  弱相互作用中宇称不守恒

  对称性是物理学之美的一个重要体现,是20世纪理论物理的主旋律之一。从经典物理以及晶体结构,到量子力学与粒子物理,对称性分析是物理学中的有力工具。杨振宁对粒子物理的诸多贡献表现出他对对称性分析的擅长。 他往往能准确利用对称性,用优雅的方法很快得到结果,并且突出本质和巧妙之处。1999年,在石溪(Stony Brook)的一次学术会议上,杨振宁被称为“对称之王(Lord of Symmetry)”。

  1950年,杨振宁关于p0衰变的论文以及他和Tiomno 关于β衰变中相位因子的论文奠定了他在此领域中的领先地位。1956年,θ-τ之谜是粒子物理学中最重要的难题,当时普遍讨论宇称是否可以不守恒。杨振宁和李政道从θ-τ之谜这个具体的物理问题走到一个更普遍的问题,提出“宇称在强相互作用与电磁相互作用中守恒,但在弱相互作用中也许不守恒”的可能,将弱相互作用主宰的衰变过程独立出来,然后经具体计算,发现以前并没有实验证明在弱相互作用中宇称是否守恒。他们更指出了好几类弱相互作用关键性实验,以测试弱相互作用中宇称是否守恒。吴健雄于1956年夏决定做他们指出的几类实验中的一项关于60Co β衰变的实验。次年1月,她领导的实验组通过该实验证明在弱相互作用中宇称确实不守恒,引起全物理学界的大震荡。因为这项工作,杨振宁和李政道获得1957年的诺贝尔物理学奖。

  时间反演、电荷共轭和宇称三种分立对称性

  因为质疑弱相互作用中宇称是否守恒的论文预印本,所以Oehme于1956年8月致信杨振宁提出弱相互作用中宇称(P)、电荷共轭(C)、时间反演(T)三个分立对称性之间的关系的问题。这导致杨振宁、李政道和Oehme发表论文57e,讨论P、C、T各自不守恒之间的关系。此文对1964年CP不守恒的理论分析有决定性的作用。

  高能中微子实验的理论探讨

  1960年,为了得到更多弱相互作用实验信息,利用实验物理学家Schwartz的想法,李政道和杨振宁在理论上探讨了高能中微子实验的重要性。这是关于中微子实验的第一个理论分析,引导出后来许多重要研究工作。

  CP不守恒的唯象框架

  1964年,实验上发现CP不守恒后,引发出众多乱猜其根源的文章。杨振宁和吴大峻没有理会那些脱离实际的理论猜测,而作了CP不守恒的唯象分析,建立了后来分析此类现象的唯象框架。这反映了杨振宁脚踏实地的作风,也明显显示出他受到的Fermi的影响。

  杨—Mills规范场论

  1954年,杨—Mills规范场论(即非阿贝尔规范场论)发表。这个当时没有被物理学界看重的理论,通过后来许多学者于20世纪60年代到20世纪70年代引入的自发对称破缺观念,发展成标准模型。这被普遍认为是20世纪后半叶基础物理学的总成就。

  杨振宁和Mills的论文,从数学观点讲,是从描述电磁学的阿贝尔规范场论到非阿贝尔规范场论的推广。而从物理观点上讲,是用此种推广发展出新的相互作用的基础规则。

  在主宰世界的4种基本相互作用中,弱电相互作用和强相互作用都由杨—Mills理论描述,而描述引力的爱因斯坦的广义相对论也与杨—Mills理论有类似之处。杨振宁称此为“对称支配力量”。杨—Mills理论是20世纪后半叶伟大的物理成就,杨—Mills方程与Maxwell方程、Einstein方程共同具有极其重要的历史地位。

  规范场论的积分形式

  杨—Mills理论还把物理与数学的关系推进到一个新的水准。1970年左右,杨振宁致力于研究规范场论的积分形式,发现了不可积相位因子的重要性,从而意识到规范场有深刻的几何意义。

  规范场论与纤维丛理论的对应

  1975年,杨振宁和吴大峻发表了论文75c,用不可积相位因子的概念给出了电磁学以及杨—Mills场论的整体描述,讨论了Aharonov—Bohm效应和磁单极问题,揭示了规范场在几何上对应于纤维丛上的联络。这篇文章里面附有一个“字典”,把物理学中规范场论的基本概念准确地“翻译”成数学中纤维丛理论的基本概念。这个字典引起数学界的广泛兴趣,大大促进了数学与物理学以后几十年的成功合作。

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