诺奖只是起点!物理泰斗杨振宁带团队打翻身仗,走进世界第一梯队

B站影视 韩国电影 2025-11-14 09:12 6

摘要:“杨-米尔斯理论还能不能用?”——这是2023年春天清华大学高等研究院例会上,一位博士后抛给94岁杨振宁的提问。老人没直接回答,只把黑板擦得锃亮,写下两行字:数学结构决定物理现象;实验是最后的裁判。十个月后,同一间会议室爆发出掌声:团队用马约拉纳零能模做出量子

“杨-米尔斯理论还能不能用?”——这是2023年春天清华大学高等研究院例会上,一位博士后抛给94岁杨振宁的提问。老人没直接回答,只把黑板擦得锃亮,写下两行字:数学结构决定物理现象;实验是最后的裁判。十个月后,同一间会议室爆发出掌声:团队用马约拉纳零能模做出量子比特原型,论文登上《自然·物理学》。黑板上的第一行字,被实验盖章;第二行字,正在合肥新落成的超算中心里日夜轰鸣。

一、量子计算:把“幽灵粒子”装进芯片 拓扑量子计算号称“容错之王”,核心是把信息编进一种只存在数学里的粒子——马约拉纳费米子。难题是:它像幽灵,一碰就散。杨振宁1954年写下的规范场方程,意外给出“捕灵网”的编织口诀:用磁场、超导、纳米线搭出特定对称破缺结构,零能模就会像被钉在墻上的蝴蝶,飞不走。 年轻学者照着口诀,在清华实验室里拼出“十字结”芯片:两股超导纳米线交叉,中心点形成零能模。冷却到40毫开尔文,再用微波探针戳一下,量子态存活时间突破2毫秒——比业界最好的平面结构长20倍。审稿人评价:“这不是改进,是把拓扑量子比特从论文里请到了硅片上。”

二、CERN合作:中国方案写进欧核中心章程 希格斯粒子2012年被“逮到”后,剩下更麻烦的事:它为什么那么轻?标准模型里它的质量该像大象,实测却像猫咪。杨振宁2022年提出“新对称性破缺机制”:给希格斯场再加一层由杨-米尔斯理论衍生的隐藏规范场,像给猫咪套上减肥环,质量自然被“勒”下来。 欧核中心一听就伸手:拿数据来互比。2024年初,清华与CERN签下2.3亿元大单,升级紧凑缪子线圈探测器,把对撞亮度再提5倍。协议正文首次出现“Yang-Mills Hidden Sector”专章——中国方案成标准配置。杨振宁把个人储蓄800万打进共管账户,说:“买束流时间,值。”

三、少年班:15岁就能发PRL的“物理直觉”流水线 “晨兴物理学英才计划”招生广告只有一句:想和杨振宁同桌吃午饭吗?全球海选,数学 SAT 满分只是门票,最后一关是“盲盒实验”:现场给一个从没见过的奇怪信号,让考生当场猜背后物理。去年冠军、16岁广州少年林问,瞄了5分钟说:“像分数量子霍尔边缘态”,猜中。 入营后,每两周一次“对话大师”。94岁的杨先生把拐杖放一边,先让学生报自己最喜欢的公式,再追问:“它闻起来像什么?”有人答“像柠檬”,有人答“像雨前灰尘”。他说都对——公式先得唤起感官,才能唤起思想。一年下来,12名学员平均每人被“逼”出3个课题,3篇PRL已在线,作者年龄创期刊纪录。

四、60年方程遇见超冷原子:Yang-Baxter“借尸还魂” 1963年,杨振宁写下Yang-Baxter方程,原本只为求解一维链式磁体。60年后,弟子翟荟把超冷原子降到零下273.1℃,用激光织出“光晶格”,原子排队跳集体舞,舞步正是一维链。实验数据落在老方程的曲线上,误差不到1%。《科学》审稿人感慨:“数学的幽灵在实验室复活,还穿着新外套。” 诺奖得主Wilczek打比方说:“就像莫扎特手稿被拿去给爵士乐队即兴,结果每个即兴音符都对得上谱。”

五、15亿砸出“算力寺庙”:让预言粒子无处遁形 合肥新中心的超级计算机取名“杨算”,100亿亿次每秒,专干一件“笨功夫”:把杨-米尔斯方程所有可能解跑一遍,筛出新粒子信号。中心主任张振宇算过账:过去用普通超算,跑一组8维参数空间要3个月;现在72小时。接下来三年,他们计划把“暗光子”“隐藏光胶子”等25种理论粒子的寿命、衰变道全部做成“字典”,供全球对撞机按图索骥。 有人问:“万一全跑完,一个都找不到?”张振宇答:“那也不错,理论就要敢被证伪——杨先生亲口说的。”

六、一条主线:从并跑到领跑,中国物理的“杨式跳板” 回看五件事,同一底层逻辑若隐若现: 1. 用数学结构锁定物理目标;2. 用实验手段把数学“熬”成数据;3. 用人才培养把流程复制给下一代;4. 用基础设施把单点突破织成网络。 杨振宁1957年拿诺奖时,国内媒体标题是“华人闪光”。2023年帕里西在清华演讲,用的词是“rule-maker”。从闪光到制定规则,中间隔了66年,跳板正是这套“杨式四步”。

七、给读者的“可带走清单” 如果你不是粒子物理专业,也能把以下三条装进口袋: 1. 数学不是草稿纸,是施工图——敢不敢把它当施工图纸用,决定你是“看热闹”还是“改门道”。 2. 实验不是终点,是筛子——先假设自己错,让数据说话,越早筛掉错的路,越接近对的门。 3. 传承不是仪式,是系统——把直觉、工具、钱、人打包成可复用的“流水线”,个人天才才能变成国家能力。

八、结尾钩子 合肥的夜晚,“杨算”机房的绿灯闪成一片,像夏夜稻田里的萤火虫。94岁的杨先生偶尔让助理推着去机房外头坐坐,他说听风扇声像听古典乐。有人劝他早点休息,他摆手:“我在等一个短信——任何一条‘新粒子确认’的短信。” 如果你哪天收到未知号码的简讯,只有一行字: “Y-M-NEW-FOUND” 别删,它可能来自合肥,也可能来自CERN,甚至来自某位15岁少年。那一刻请记住,数学结构又一次决定物理现象,而这条短信的“发送键”,是66年前一位年轻中国人写下的方程。

来源:敏锐柳叶Tmoaq

相关推荐