享誉世界的物理学家杨振宁逝世，他到底多厉害？对人类贡献多大？

摘要：巨星陨落，我从小的偶像走了！享年103岁，也是寿终正寝了。我试着从自然界存在“四种基本作用力”这个知识点切入，通过和历史上的大物理学家对比，来“管窥蠡测”一下杨振宁有多厉害，希望大家都能有不同程度的理解。为了通俗，只好牺牲了一些严谨性，希望大家共同切磋。

巨星陨落，我从小的偶像走了！享年103岁，也是寿终正寝了。我试着从自然界存在“四种基本作用力”这个知识点切入，通过和历史上的大物理学家对比，来“管窥蠡测”一下杨振宁有多厉害，希望大家都能有不同程度的理解。为了通俗，只好牺牲了一些严谨性，希望大家共同切磋。

自然界的四种基本作用力

自然界是纷繁复杂的，同时又是简单的。我们周围的一切变化和运动都可最终归结为四种基本作用力产生的结果。

万有引力：任何物体之间都存在引力，“不用争夺，人人有份”。引力使世间万物牢牢束缚在地球表面，约束着恒星的核聚变，主导着整个宇宙的演化。引力是人类最早认识的一种作用力，同时也是人类至今仍没理解清楚的一种作用力。

电磁力：在古代，由于电和磁的性质看起来很不同，所以电和磁长期被看作是两种作用力。随着物理学的发展，科学家认识到电和磁是紧密联系在一起的，“我中有你，你中有我”，后来就统称为“电磁力”。其实，我们身边能够感受到的力，除了地球的万有引力外，其他的一切都是电磁力的作用结果。

强作用力：强作用力是存在于质子、中子和原子核内部的一种作用力。强力不同于引力和电磁力这种长程作用力，它的作用距离非常短，大概只有原子核尺度。虽然我们日常生活感受不到它的存在，但它却是化学元素稳定存在的基础，不然原子核早被静电斥力分崩离析了，我们也不会存在。当你晒太阳时，也可以膜拜一下强力释放的能量。

弱作用力：弱作用力和强作用力一样，也是存在于微观领域的一种作用力，它的作用距离比强作用力还短，大概只有一个质子的尺度。这种作用力通常以放射性元素衰变时放出的辐射“刷存在感”。切尔诺贝利和福岛核事故造成的“辐射危机”就是弱作用力参与的结果。

这四种作用力犹如四根“擎天巨柱”，携手托举起了当今辉煌的宇宙大厦。解决甚至部分解决其中任何一种作用力的问题，都是一等一的物理学家。

牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦和杨振宁

在物理学上，牛顿总结出了宏观物体的三大运动定律。还提出了著名的万有引力定律，该定律揭示了物体间引力的大小与物体的质量和距离的关系，揭示了行星运动规律背后的主因。

研究万有引力的牛顿成了物理学领域的一座高山。

1861年左右，英国著名的物理学家麦克斯韦在前人的工作基础上，利用自己高超的数学才能总结出了著名的麦克斯韦方程组，揭示了静电场和静磁场、变化的磁场和电场、变化的电场和磁场之间的规律，并推出了电磁波的传播速度，为爱因斯坦建立相对论也奠定了基础。

研究电磁力的麦克斯韦也成了物理学领域的一座高山。

1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，揭示了时空与运动的关系。1916年，他又提出了广义相对论，揭示了时空与万有引力的关系，指出所谓的万有引力实际上是时空弯曲的结果。广义相对论可以总结为：“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动”。

研究万有引力的爱因斯坦又成了物理学领域的一座高山。

在牛顿和麦克斯韦时代，人类尚不了解在微观世界还有强作用力和弱作用力的存在。20世纪，在费米、汤川秀树和盖尔曼等等一众物理学家的努力之下，才逐渐摸清了这两种作用力的一些性质和规律，但如何描述这两种相互作用尚不太清晰。

早在1954年，杨振宁和米尔斯就提出了著名的“杨-米尔斯”规范场，但直到后来，物理学家才逐渐认识到“杨-米尔斯”规范场原来就是描述强力、弱力和电磁力的理论框架（引力除外）。起初，就连杨振宁都低估了他方程的威力。在“杨-米尔斯”规范场的基础上，温伯格、萨拉姆和格拉肖完成了电磁力和弱力的统一，迈出了走向四大作用力统一的第一步。

因此，研究万有引力的牛顿和爱因斯坦成了顶尖物理学家，研究电磁力的麦克斯韦成了顶尖物理学家。那么，为电磁力、强力和弱力奠定统一理论框架的杨振宁应能与这几位“坐一桌”。

但我们为什么又感觉杨振宁的知名度不如爱因斯坦和牛顿呢？我比较赞同卢昌海老师的一种看法：“杨-米尔斯”理论本身的地位不亚于爱因斯坦的广义相对论，但从“杨-米尔斯”理论到具体的相互作用理论还差了规范群的选择、对称性的破缺等等问题，这是温伯格等物理学家做的工作。爱因斯坦对广义相对论的贡献以完善度而论，相当于所有这些科学家工作之和。

从整个物理史上看，牛顿和爱因斯坦排名前二很少有争议，但从第三名往后，不同的人有不同的看法。物理学领域名人璨若星河，仅20世纪初，量子力学领域涌现出N多如雷贯耳的名字，普朗克、薛定谔、海森堡、泡利、卢瑟福、费米以及波尔等等。后来，量子电动力学和量子色动力学的创立又涌现出一批杰出的人物，费曼、盖尔曼，格拉肖、萨拉姆以及温伯格等等。还有开创物理实验的鼻祖伽利略，还有身残志坚的霍金，他对黑洞的理解或许能引导人类最终解开引力的奥秘。

因此，从整个物理史上看，窃以为杨振宁应该能排进前10名以内，如果排不进前10名，排进前20名绝对没争议。

杨振宁和李政道的诺奖成就：宇称不守恒

1957年，杨振宁和李政道因提出“弱相互作用中的宇称不守恒”荣获诺贝尔奖。但杨振宁更看重“杨-米尔斯规范场”方面的成就。记得杨振宁在接受采访时曾表示，宇称不守恒是那个十年内重要的事情，而“杨-米尔斯规范场”是一个世纪内重要的事情。

如何简单理解“宇称不守恒”呢？在生活中，左和右颠倒后物理规律是不变的，这也是非常显而易见、符合直觉的事情。比如，英国汽车的方向盘在右边，咱们中国汽车的方向盘是在左边，但两种方式都能正常向前运行。但延伸到微观世界，这个规律就不一定成立了。

杨李在论文中指出，当时没有任何实验表明“弱相互作用中宇称是守恒的”。该观点还遭到了著名物理学家泡利的强烈反对，他表示愿意下任何赌注，来赌宇称一定是守恒的。结果，吴健雄通过钴60极化实验表明，沿钴60自旋方向，上下两侧探测到的β粒子数是不一样的，打破了“弱相互作用中宇称守恒”（左右对称）的思维定式，肯定了杨李的理论，还顺利解决了当时的θ-τ粒子之谜。

正如咱们上面提到的那样，诺奖成果并非杨振宁的最大成就。

杨振宁特别的90岁生日礼物

2012年，杨振宁收到一个特别的生日礼物，那是一个8厘米X8厘米X6.6厘米的大理石立方体，四个垂直面顺时针依次刻着他对统计物理学、凝聚态物理学、粒子物理学和场论等领域的13项重要贡献。