古詩詞大全網 - 藝術簽名 - 楊振寧還有可能因為“楊米爾斯理論”在5年內獲得諾貝爾獎嗎?

楊振寧還有可能因為“楊米爾斯理論”在5年內獲得諾貝爾獎嗎?

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)

楊米爾斯理論

楊米爾斯理論的定位說起楊米爾斯理論,壹般人都不了解,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。那為什麽會如此高冷呢?

如果我們放眼整個理論物理學的發展史,就會發現,大概是這麽發展的,

第壹座高峰:牛頓力學第二座高峰:麥克斯韋方程第三座高峰:相對論和量子力學(這兩是同壹時代的,但其實是兩座並立的高峰)第四座高峰:粒子物理標準模型

這第四座高峰大概是從上世紀50年代左右開始發展,壹直到本世紀初,是距離我們最近的壹座理論物理學高峰,而壹般人對物理學的掌握還停留在第壹座高峰,甚至還不到第壹座高峰。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。

那楊米爾斯理論到底是幹嘛的?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。

為什麽需要這麽壹個理論呢?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。這裏的原因,我們可以稍微解釋壹下,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,壹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,妳說這還咋繼續用“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,做進壹步的推廣,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,這些方程妳看看就好,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,楊振寧就想換壹個來用,那為什麽要從麥克斯韋方程出發呢?因為這裏有個全新的東西,那就是“場”。我們熟悉的磁場就是壹種“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,這當中就不再需要力了,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麽?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壹無是處。(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註。

誰因為楊米爾斯理論獲獎了?

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,是因為諾貝爾獎壹次只能給三個人。)

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

那麽現在問題來了,妳壹定會問楊振寧和米爾斯咋不拿壹個呢?

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,就得給楊振寧壹整個諾貝爾獎。要知道楊振寧在1957年已經拿到壹個次了,當時是和李政道壹起拿到的,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。為什麽這麽說呢?

因為諾貝爾獎委員會有個潛規則是,壹個人只能在壹個領域拿到1個份額的諾貝爾獎。相信妳可能要不服了,我們可以來排除掉妳腦海裏想到那幾個人。

愛因斯坦:拿到1個份額的物理獎,因為光電效應。即使後來能證明廣義相對論的正確性,也沒有再拿。

居裏夫人:她是1/4份的物理獎和1個份的化學獎。(註意上文,壹個領域)

約翰巴丁:他雖然拿過兩次物理學獎,但其實是兩個1/3份額的物理學獎,也就是2/3的物理學獎。

那有沒有真的破例的人麽?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,壹次是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,僅此壹人。

所以,基於這個潛規則,在楊米爾斯理論已經頒給過5個人,楊振寧又已經拿到壹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。