诺贝尔奖都难以衡量其贡献,杨振宁的杨-米尔斯理论,有多厉害?


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现代物理学的发展不过百年的时间 , 不断延伸出去的分支理论进一步丰富了整个物理体系 。 不过今天许多令人熟知的一些理论概念 , 在过去却有着非常曲折的发展历史 , 其中以量子物理的发展最为坎坷 , 这是为什么?

一起走进物理的世界
因为在当时的物理研究中 , 许多关键的研究和概念 并不被科学家认可 , 像费曼、爱因斯坦、泡利这样的物理学大师虽然都有接触过量子物理 。 但这其中缺乏一种统一的理论可以对世界进行阐述 , 并且相关的实验也非常少 。
随着宇称不守恒的发现 , 到后来的杨-米尔斯理论的发展 , 物理学中的许多问题才得到统一 , 并最终演化分支出今天众多且复杂的物理研究 。

现代物理也是诸多人的心血所成
究竟什么是宇称不守恒?当年物理界争议的问题到底是什么?物理学是如何走向统一的?被苦心钻研出的杨-米尔斯理论又是什么?本文接下来将从现代规范场论、粒子物理标准、杨-米尔斯理论来解答这些问题 , 一起来看看连诺贝尔奖都难以衡量的贡献 , 杨振宁教授的杨-米尔斯理论到底有多厉害?
四种相互作用带来的困扰20世纪初 , 当科学家们还在为电磁问题争得不可开交时 , 爱因斯坦已经着手准备自己的电磁方程组研究了 。

著名物理学家爱因斯坦
尽管麦克斯韦方程揭示了电磁作用 , 但在引力系统中还是存在一些未知问题 。 牛顿的稳定时空概念已经无法很好地解释宇宙中的一些现象 , 时间与空间的关系需要用一个新的解决方案去完成 。
爱因斯坦的相对论给物理界带来了新的曙光 , 人们在相对论的框架下重新认识到了时间与空间的关系 。 同时 , 世界中的几大基本作用力也在后面有了清晰的认识 。 电磁相互作用、强相互、弱相互、引力相互 , 前三者科学家经过多次研究 , 基本已经明白了这之间的运作原理 , 但是引力的相互作用还是没有弄明白 。

爱因斯坦的广义相对论
即便是爱因斯坦本人 , 最终到他去世也没有完全明白引力相互作用 , 不过他提出的广义相对论算是做了一个基本的开端 。 从爱因斯坦所处的这个时代开始 , 物理学家们就一直想要寻找一种完美的统一方案 , 这个方案可以把这四种基本相互作用进行统一 , 可以用来解释整个世界 , 也就是后来人们谈论的“大一统”定律 。

大统一理论简称GUT又称为万物之理
想要统一整合这些问题非常困难 , 这时的物理研究还有一些固执的观点并没有被打破 。 从历史发展来看 , 正是过去一些条条框框的束缚 , 让不少科学家没有踏出这关键性的一步 , “宇称守恒性”正是那一个大框架 。
牛顿给出的物理框架下 , 让后续的科学家发现了物理学中的连续对称性和守恒定律相对应 , 这个概念的创造人物就是诺特 , 在后来被称作“诺特定理” 。

诺特还被称为“现代数学之母”
诺特定理解释了能量守恒的对称性 , 即时间平移不变性、空间平移对称、空间旋转对称 。 这里给大家选取一个较为容易理解的一个特性 , 时间平移不变性 。 也就是说 , 今天的实验和明天的实验中 , 两个相同的实验并不会因为时间上出现变化 , 而出现物理定律的不同 。

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