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杨振宁(Yang Chen-Ning),英文名也被称为Frank Yang,是一位中国理论物理学家,在统计力学、可积系统、规范场论以及粒子物理和凝聚态物理方面做出了重要贡献。他与李政道因在弱相互作用的宇称不守恒方面的工作而获得1957年诺贝尔物理学奖。两人提出,一个基本的量子力学定律——宇称守恒定律——在所谓的弱核反应(产生贝塔粒子或阿尔法粒子发射的核过程)中被违反。杨振宁还因与罗伯特·米尔斯合作开发非阿贝尔规范论而闻名,这一理论广为人知的名称是杨-米尔斯理论。
生平
杨振宁出生在中国安徽合肥,他的父亲杨科栓是一位数学家,母亲杨孟华·罗(Meng Hwa Loh Yang)是家庭主妇。杨振宁在北京上小学和高中,1937年秋日本入侵中国后,他的家人搬到合肥。1938年他们搬到云南昆明,国立西南联合大学(联大)就位于那里。同年,作为二年级学生,杨振宁通过了入学考试并在联大学习。他于1942年获得学士学位,论文题目是群论在分子光谱中的应用,导师是吴大猷(Ta-You Wu)。他继续在那里攻读研究生课程两年,师从王竹溪(Wang Zhuxi),研究统计力学。1944年,他从清华大学获得硕士学位,清华大学在中日战争(1937-1945年)期间迁往了昆明。杨振宁随后获得了庚款奖学金,这是美国政府用中国在义和团运动后被迫支付的部分赔款设立的。他前往美国的出发被延迟了一年,期间他在一所中学教书并学习场论。
从1946年起,杨振宁在芝加哥大学与Edward Teller(1908-2003)一起学习,并于1948年获得博士学位。他在芝加哥大学再留了一年,担任Enrico Fermi的助手。1949年,他被邀请到新泽西州普林斯顿的高等研究院进行研究,在那里他与李政道开始了一段富有成果的合作。1952年,他成为该研究院的永久成员,1955年成为正教授。1963年,普林斯顿大学出版社出版了他的教科书《基本粒子》。1965年,他移居到石溪大学,被任命为物理学Albert Einstein教授和新成立的理论物理研究所的首任所长。今天,该研究所被称为C. N. Yang理论物理研究所。
他于1999年从石溪大学退休,获得荣誉退休教授的称号。2010年,石溪大学通过将其最新宿舍楼命名为杨振宁厅(C. N. Yang Hall)来表彰杨振宁对大学的贡献。
他被选为美国物理学会、中国科学院、中央研究院、俄罗斯科学院和皇家学会的会士。他获得了普林斯顿大学(1958年)、莫斯科国立大学(1992年)和香港中文大学(1997年)的名誉博士学位。
杨振宁于1971年首次访问中国大陆,这是在中美关系缓和之后,随后他在帮助中国物理界重建被文化大革命激进政治运动摧毁的研究氛围方面做出了巨大努力。从石溪大学退休后,他回到清华大学担任荣誉所长,他在那里是高等研究中心(CASTU)的黄吉北-陆开群教授。他也是肖恩奖的两位创始成员之一,是香港中文大学的特聘教授(Distinguished Professor-at-Large)。
个人生活
杨振宁于1950年与教师杜致礼(Chih-li Tu,中文:杜致禮;拼音:Dù Zhìlǐ)结婚,与她生有两个儿子和一个女儿:小富兰克林(Franklin Jr.)、吉尔伯特(Gilbert)和尤丽(Eulee)。他的岳父是国民党将军杜聿明。一些学者怀疑,杜聿明被提升到中国人民政治协商会议的高层职位是为了说服杨振宁在美国避难后回到中国。杜致礼于2003年10月去世,但在2004年12月,当时82岁的杨振宁引发争议,娶了当时28岁的翁帆(中文:翁帆;拼音:Wēng Fān),她在外表上看起来像年轻时的杜致礼。
杨振宁于1964年成为美国公民。他现在住在中国,并于2004年获得了中国大陆的永久居留权。他于2015年9月30日放弃了美国国籍,成为中华人民共和国公民。
关于杨振宁的宗教观点,他是不可知论者。
学术成就
杨振宁从事过统计力学、凝聚态理论、粒子物理和规范论/量子场论的研究。
在芝加哥大学,杨振宁最初花了二十个月在加速器实验室工作,但后来他发现自己作为实验学家不够出色,转而回到理论研究。他的博士论文是关于核子反应中的角度分布。随后他从事粒子现象学工作;一项著名的工作是将π介子视为核子-反核子对的束缚态的Fermi-Yang模型。1956年,他与李政道提出在弱相互作用中宇称对称性不守恒,吴健雄的团队在华盛顿国家标准局进行了实验验证。杨振宁和李政道因宇称不守恒理论获得1957年诺贝尔物理学奖。杨振宁还与李政道进行过中微子理论研究(1957、1959年),与李政道和R. Oheme进行过CT不守恒研究(1957年),与李政道进行过矢量介子的电磁相互作用研究(1962年),与吴大琛(Wu Tai-tsun)进行过CP不守恒研究(1964年)。
杨振宁还因与罗伯特·米尔斯合作开发非阿贝尔规范论而闻名,这一理论广为人知的名称是杨-米尔斯理论。随后,在过去三十年中,许多其他杰出的科学家为现在所谓的规范论做出了关键突破。20世纪70年代,杨振宁致力于规范论的拓扑性质研究,与吴大琛(Wu Tai-Tsun)合作阐明了吴-杨单极子。与Dirac单极子不同,它没有奇异的Dirac弦。
杨振宁自本科时代起就对统计力学产生了浓厚兴趣。在20世纪50年代和60年代,他与李政道和黄克孙(Kerson Huang)等人合作,研究了统计力学和凝聚态理论。他研究了相变理论,阐明了Lee-Yang圆定理、量子玻色液体的性质、二维Ising模型、与N. Byers的超导体中的磁通量子化(1961年),并提出了非对角长程序(ODLRO)的概念(1962年)。1967年,他为一维因式分解散射多体系统找到了一致条件,该方程后来被命名为Yang-Baxter方程,它在可积模型中起重要作用,对物理和数学的多个分支产生了影响。
奖项
- 1957年诺贝尔物理学奖
- 1957年十大杰出青年美国人
- 1980年Rumford奖
- 1986年国家科学奖章
- 1988年Oskar Klein纪念讲座和奖章
- 1993年美国哲学会Benjamin Franklin杰出科学成就奖章
- 1994年Bower奖
- 1995年Albert Einstein奖章
- 1999年Lars Onsager奖
- 2001年国王Faisal国际奖
主要著作
- Yang, C. N. 1983. Selected Papers, 1945–1980, with Commentary. San Francisco, CA: W. H. Freeman & Co. ISBN 978-0-7167-1406-4. Yang, Chen-Ning 2005 . Selected Papers, 1945–1980, with Commentary. World Scientific Series in 20th Century Physics. 36 2005 ed.. Singapore: World Scientific. ISBN 981-256-367-9.
- Yang, Chen-Ning 2005 . Selected Papers, 1945–1980, with Commentary. World Scientific Series in 20th Century Physics. 36 2005 ed.. Singapore: World Scientific. ISBN 981-256-367-9.
- Yang, Chen-Ning 2013. Selected Papers of Chen Ning Yang II: With Commentaries. Singapore: World Scientific. ISBN 978-981-4449-00-7.
- Yang, C. N.; Mills, R. L. 1954. "Conservation of Isotopic Spin and Isotopic Gauge Invariance". Physical Review. 96 1: 191–195. Bibcode:1954PhRv...96..191Y. doi:10.1103/PhysRev.96.191.
- Mills, R. L.; Yang, C. N. 1966. "Treatment of Overlapping Divergences in the Photon Self-Energy Function". Progress of Theoretical Physics Supplement. 37: 507. Bibcode:1966PThPS..37..507M. doi:10.1143/PTPS.37.507.
- Yang, C. N. 2005. "Remembering Robert Mills". In 't Hooft, Gerardus ed.. 50 years of Yang-Mills theory. Singapore: World Scientific. ISBN 978-981-238-934-3.
- Lee, T. D.; Yang, C. N. 1956. "Question of Parity Conservation in Weak Interactions". Physical Review. 104 1: 254–258. Bibcode:1956PhRv..104..254L. doi:10.1103/PhysRev.104.254. S2CID 2044624.
- Lee, T. D.; Yang, C. N. 1952. "Statistical Theory of Equations of State and Phase Transitions. II. Lattice Gas and Ising Model". Physical Review. 87 3: 410–419. Bibcode:1952PhRv...87..410L. doi:10.1103/PhysRev.87.410. ISSN 0031-9007.
- Byers, N.; Yang, C. N. 1961. "Theoretical Considerations Concerning Quantized Magnetic Flux in Superconducting Cylinders". Physical Review Letters. 7 2: 46–49. Bibcode:1961PhRvL...7...46B. doi:10.1103/PhysRevLett.7.46.
参考文献
Interpretation of Organic Spectra, Wiley, 2011
