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杨振宁依然有机会再次获得诺贝尔奖 有没有比诺贝尔奖影响更大的

杨振宁是当今世界上杰出的物理学家,在物理学的很多领域取得了辉煌的成就,其中被学术界公认的最突出的三项成就是:杨-米尔斯规范场理论、弱相互作用下宇称不守恒、杨-巴克斯特方程。这三项成就都是诺贝尔奖级别的。

使杨振宁拿到诺贝尔奖的成就是弱相互作用下宇称不守恒。1956年杨振宁和李政道发表了宇称不守恒的思想,对原本认为天经地义的宇称守恒提出大胆的质疑。1957年实验证实了宇称不守恒,当年杨振宁和李政道就获得了诺贝尔奖。从发表论文到获奖前后不到一年的时间,这个获奖速度在诺贝尔奖100多年的历史中是空前绝后的,足以见得这一发现的重要。

宇称不守恒还不是杨振宁最重要的学术贡献,杨-米尔斯规范场理论才是他的最重要学术贡献。1954年杨振宁和助手米尔斯在《物理评论》上发表了两篇关于同位旋守恒与规范不变性的论文,将规范不变性推广到同位旋中。这一成果的完成可谓是完成了杨振宁一直以来的心愿,在芝加哥大学读研究生时,杨振宁看到麦克斯韦方程组时就想把规范不变性推广出去。杨振宁和米尔斯在局域变换中引入了非阿贝尔规范场才使得非阿贝尔规范场理论得以完成,给出的方程非常简洁、优美。

非阿贝尔规范场理论发表后,由于无法解释规范粒子的静止质量为零等问题,理论发表后的几年里并没有引起太多的重视。60年代里,希格斯在研究中发现杨-米尔斯规范粒子可以在对称性自发破缺中获得质量,粒子的质量问题得到了解决。60年代里,人类对弱相互作用的研究越来越深入,迫切需要构建一个弱相互作用的理论。温伯格、格拉肖、萨拉姆用杨-米尔斯非阿贝尔规范场理论为框架,建立起关于弱相互作用的模型。这个模型中重现了量子电动力学,并且弱相互作用和电磁相互作用也统一到了一起。这个理论就是弱电统一理论,该理论预言的三种粒子在之后被发现,并且和理论预言有着惊人的一致。弱电统一理论被公认为是战后最重要的物理理论之一,为该理论的建立作出杰出贡献的三位理论物理学家温伯格、格拉肖、萨拉姆获得了1979年的诺贝尔物理学奖,两位实验物理学家卢比亚和范德米尔获得了1984年的诺贝尔物理学奖。

之后的进一步研究发现,量子色动力学描述的强相互作用也符合杨-米尔斯规范场数学结构。这样自然界中的四种相互作用有三种纳入到杨振宁和米尔斯给出的模型中,有科学家已经认为万有引力也可以纳入到规范场理论中,从而实现物理学家的大统一梦想。

杨振宁和米尔斯给出的规范场理论是如此的伟大和优美,从科学史上讲,这一理论完全可以媲美牛顿的万有引力理论、麦克斯韦的电磁理论、爱因斯坦的广义相对论。许多物理学家及学术团体都对此给予了极高的评价。1994年杨振宁获得了鲍尔奖,授奖词中称赞他的规范场理论模型排在了牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的工作之列,并必将对未来几代产生类似的影响。值得注意的是,希格斯预言的希格斯粒子直到2013年才被发现。希格斯粒子的发现是规范场理论巨大成功的标志之一,如果是在杨振宁获鲍尔奖之前发现了希格斯粒子,授奖词应该会更华丽。

这样就不可避免地出现一个话题:杨振宁会不会因杨-米尔斯理论再次获得诺贝尔奖?这是一个值得讨论的问题。最早的正式讨论时在1982年杨振宁的60周岁生日时,杨振宁的导师、美国的氢弹之父泰勒就提议杨振宁应该凭他的那篇将规范不变性推广到同位旋及不可对易变量的论文再次获得诺贝尔奖。到了1987年7月杨振宁与《明报月刊》记者欧阳斌对话时曾说过:“过去一段时间,我已曾因对规范场论的贡献而不止一次获提名,将来因此而获奖(诺贝尔奖)是可能的。”

可是从能够查阅到的最早的正式讨论到现在已经将近40年,这些年里杨振宁并没有再次获得诺贝尔奖。至于为什么没有再次获奖,说法很多。有人说是因为杨振宁已经得过一次诺贝尔奖,诺贝尔奖不会在同一领域两次授予同一位科学家;有人说是因为杨振宁的合作者米尔斯已去世,诺贝尔奖不会颁发给去世的人……

那些说杨振宁不能再次获诺贝尔奖的说法很多明显不符合事实,只是在为杨振宁没有再次拿到诺贝尔奖找理由。诺贝尔奖史上有两次获诺贝尔物理学奖的巴丁,也有两次获诺贝尔化学奖的桑格,也有跨领域两次获奖的居里夫人和鲍林。不存在得了一次诺贝尔奖就不会得第二次诺贝尔奖的说法。米尔斯的去世也不会影响杨振宁再次获得诺贝尔奖,为LIGO发现引力波作出杰出贡献的德瑞福于2017年3月去世,这并没有影响其他科学家因发现引力波获2017年诺贝尔物理学奖。

也有人给出理由说爱因斯坦没有第二次拿诺贝尔奖,杨振宁不拿第二次诺贝尔奖也是正常的。爱因斯坦的伟大是超过杨振宁的,他却只凭光电效应方程拿到一次诺贝尔奖,相对论并没有获奖。

其实爱因斯坦没有因相对论获奖和杨振宁没有因规范场论获奖是有不同的。爱因斯坦的相对论太过超前,严重反常识,在发表后的很长一段时间里科学界一直有人对其表示怀疑。诺贝尔奖一向是比较谨慎的,很可能是因为存在质疑而没有为相对论授奖。相对论又非常的伟大,不授诺贝尔奖又说不过去,有很多杰出的科学家已经提名爱因斯坦获奖了。诺贝尔奖方面最后找了一个折中的办法,将1921年的诺贝尔物理学奖授予了爱因斯坦,获奖理由是“因为他对理论物理的贡献,特别是对光电效应定律的发现(for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect.)”。这个授奖词的前半部分比较模糊,爱因斯坦在理论物理方面的最大贡献是相对论,这样的授奖词到底有没有包含相对论?当爱因斯坦领奖时画风又变了,爱因斯坦主要谈论的是相对论,毕竟受众更关心他的相对论。因此你完全可以说爱因斯坦已经凭相对论获得诺贝尔奖了。反观杨振宁,1957年获诺贝尔物理奖时他的规范场论还没有发挥威力,杨振宁完全可以凭借规范场论再次获得诺贝尔奖。

如果有一天杨振宁再次获得了诺贝尔奖,之前关于他为什么没有再次得奖的猜测就会不攻自破,而这一天是完全可以期待的。诺贝尔奖对获奖的年龄没有要求,也没有对等待时间有要求。诺贝尔奖史上有97岁才获奖的goodenough;也有1911年发表论文到了1966年才因发现肿瘤诱导病毒而获奖的劳斯。杨振宁打破他们的记录也不是不允许。如果杨振宁真的能够再次获奖,诺贝尔奖史上将有他的两项记录:一个是最快获奖记录,一个是最慢获奖记录。

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