【原】百岁华诞，我们给6岁孩子聊杨振宁，种下一颗上清华的种子……

所谓上清华，只不过是一个构思，还没有成为事实，你又没有证据，我们又何罪之有呢？

9月22日，清华大学为杨振宁先生举办了百岁诞辰庆典。

想当年，杨振宁先生回国并和翁帆女士喜结连理的时候，我们还八卦了一番这位似乎近在咫尺的学术泰斗；没想到，17年转瞬就过去了，他们仍然相伴一起，真还挺感动的……

而我们，正好给娃科普了什么是物理学家，他们到底做出了哪些突出贡献，为何会永远被人铭记。

别以为孩子们不懂，扎克·伯格当年给未满月的女儿读的《宝宝的量子物理学》，可是火遍了妈妈圈……

小孩子也能听懂的理论物理

杨振宁先生的研究方向是理论物理。

 

所谓理论物理，就是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。

 

理论物理可以分为三个层次。

 

第三层次为“模型”，比如解释超导现象的BCS理论，它们能解释某些特定现象，但适用范围有限。

 

很多孩子都去过上海迪士尼，并坐过磁悬浮列车吧。这就是超导现象在现实生活中的运用。是不是离我们的生活也不远？

 

第二层次为“理论”，比如引力理论、麦克斯韦电磁理论、标准模型等等，他们在范式的基础上描述整个世界，可以接受实验检验。

 

以麦克斯韦电磁理论为例。

 

1873年，麦克斯韦出版了科学巨著《电磁理论》，首次系统、全面阐述了电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果。

 

可以说，没有电磁学就没有现代电工学，更没有现代无线通信，更无法拥有现代文明。孩子们也不可能打电话、上网课。

所以，小朋友们一定要努力学习各门功课；争取上高中，才有机会粗浅了解这类知识。

这可都是150年前，科学家早就研究出的成果。我们真是站在巨人的肩膀上，一定能够学会学好。

最高层次为“范式”，比如经典力学、量子力学、量子场论、超弦理论等，他们是理论的数学基础架构，并不接受试验检验。

杨振宁先生就将他毕生精力用在这方面的研究上。

 

顺便来看看，20世纪都有哪些伟大的理论物理学家吧。有机会我们可以给孩子们讲讲他们的故事。

量子力学：海森堡、薛定谔、狄拉克等

狭义/广义相对论：爱因斯坦

量子场论：杨振宁、施温格、费曼、威尔逊等

标准模型：温伯格、格拉肖等

杨振宁先生有何突出贡献？

 

先下个结论，他的学术成就和在物理学领域的地位，绝对可以排进有史以来物理学家的前十名。

 

2000年，著名学术期刊《自然》曾经发起一次评选，选出20位对世界影响最大的物理学家，包括牛顿、爱因斯坦、伽利略、麦克斯韦、薛定谔、波尔、海森堡等，杨振宁就是其中一位，也是唯一一位还在世的物理学家。嗯，没有霍金。

 

下面是某次国际物理会议后的集体合影，被大家推举站在C位的正是杨振宁先生。

 

杨振宁先生在理论物理领域有13项开拓性的科学研究，部分见下表。任何人终其一生，能有其中一项被记载的贡献，就已经非常了不起了。

↓↓↓若看不懂（果妈我就看不懂），可以当成是一幅插图

1.弱相互作用中宇称不守恒。杨振宁和李政道因此获1957年的诺贝尔物理学奖。

2.杨-米尔斯(Yang-Mills)理论。杨振宁先生最伟大的成就，当代理论物理学的基石之一。

3.费米子系统的Betheansatz严格解和Yang-Baxter方程。杨-巴克斯特方程是数学物理方程中重要的方程之一，它在诸多数学和物理问题中都有着广泛的应用，如可积统计模型，二维共形场论，拓扑场论，扭结理论以及Hopf代数等等。

4.非对角长程序。凝聚态物理的核心理论之一。

5.磁单极子的量子化和规范理论中的拓扑结构。拓扑场论的开创性工作，微分拓扑被引入物理学。

6.Lee-Yang单圆定理。相变现象的基础理论。

7.2DIsingmodel的自发磁化和临界指数。临界现象和普适类的开创性工作。

8.玻色气体的Lee-Huang-Yang修正。富有远见的理论，50年后方被冷原子实验证实。

什么是“弱相互作用中宇称不守恒”？

物理中的对称性是指物理定律在某种变换（对称操作）下保持不变，比如：

空间平移对称性、时间平移对称性、旋转对称性、洛伦兹不变性、时间反演对称性、量子力学的相位变换、全同粒子对称性等； 

此外，还有空间反演对称性，也称镜面反射，镜中世界和现实世界的旋转等会反向。

简单来说，就是物理定律不会随着空间平移、时间流逝、空间角度转动等而变化。

我们的物质世界有四种物质间的相互作用，包括引力、电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用。

杨振宁先生提出弱相互作用，在前面介绍的镜面变化下，也就是宇称变化下物理规律发生了改变，即弱相互作用是宇称不守恒的。

后来，吴健雄通过钴60的β衰变试验证实了杨振宁-李政道的猜想。

这是个重大发现，由此，他们在第二年就火速获得了诺贝尔奖。

（共同荣获诺贝尔奖的李政道和杨振宁）

至于规范场论的核心，也就是杨振宁先生的最伟大成就“杨-米尔斯理论”，下面是两个核心公式，请自行解码……

有了这个理论，从此描述强力的量子色动力学，描述电磁力和弱力的弱电统一理论，一起构成了粒子物理标准模型。

这是物理学的伟大胜利。

迄今为止有五十多个诺贝尔奖得主，都是直接、间接利用“杨-米尔斯方程”拿到的。

                             

凭此理论，就已经奠定了他在物理学领域不可撼动的地位；甚至未来数百年，他都可能是教科书上最后一位物理学泰斗。

诺贝尔物理奖获得者丁肇中这样评价：

提到20世纪的物理学的里程碑，我们首先想到三件事：一是相对论，二是量子力学，三是规范场论。

美国声誉卓著的鲍尓奖，颁奖时评价说：

这个理论模型，已经与牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的成就比肩，并必然将对未来产生可相提并论的影响。

刻苦学习+发现自我

1933年秋，11岁的杨振宁考入北平崇德中学。有一天，他在学校图书馆里，偶然读到一本名叫《神秘的宇宙》的书。

这本书介绍了20世纪初物理学的重大革命，尤其是狭义相对论、广义相对论和量子力学。

这是他第一次接触到20世纪的物理学，就产生了浓厚的兴趣，给了他刻苦学习的源动力。

1938年秋，杨振宁以全国第二的成绩考入西南联合大学。

这正是卢沟桥事变/中日战争全面爆发的第二年。尽管社会动荡，学校条件异常艰苦，但杨振宁仍然认真专注学习。

1945年，刚满23岁的杨振宁通过庚款留学项目，远赴美国芝加哥大学攻读博士学位。

1943年，该项目录取的物理考生，全国仅有一名，便是杨振宁。

但是，他在芝大遭遇了巨大的挫折。天之骄子的他，发现自己并不擅长实验物理，总是各种不顺心。

三年后，他终于决定转身并全情投入自己擅长和热爱的理论物理，很快就在顶级学术交流圈里崭露头角。

我想，如果杨振宁先生当年没有果断抛弃实验物理，或者是全人类最大的损失。

2019年，杨振宁在腾讯第一届“科学探索奖”上致辞：

做选择最主要的一点，要先了解自己的能力和兴趣，再根据这一了解去选择要走的路径，我想是最容易成功的。

这些话对于孩子们，甚至我们自身，都是指导人生路径的至理名言。

身体是革命的本钱

杨振宁先生是最长寿的物理学家，没有之一。

他曾经透露过自己长寿的秘诀：

热爱读书，不仅可以增长知识，还能让人处变不惊，始终保持良好开阔的心态；喜爱大自然，经常通过晒太阳放松自己，振奋精神；始终规律作息，适当锻炼，比如散步、游泳等等。

良好的身体，才支撑了他年事已高时，仍能作出很多突出贡献。

他累计累计捐款上千万美元，用于清华大学的基础科研，并依靠自己的海外影响力号召华人科学家回国报效祖国。

（清华盖起的专家楼）

他还参与建设了60多个顶级物理实验室，90岁高龄仍然坚持给清华本科生上课，培养了大批的优秀青年科学人才，都是我国基础物理学的基础力量。

但他自认为毕生最重大的成就是，帮助克服了中国人觉得自己不如人的心理。

那个年代，虽然我国各种条件都比不上别人，但

邓稼先先生证明了，中国人也可以造原子弹！

杨振宁先生证明了，中国人也可以荣获诺贝尔奖！

之所以要给孩子科普杨振宁先生的故事，就是希望他能通过广泛阅读，扩充自己的知识面，说不定就能像11岁的杨振宁先生一样，找到毕生追寻的事业。

孩子们极大概率很难有能力和机遇成为他一样伟大的人。但是他们总要成长和进入社会，面临众多的选择，专业、职业等等。

像他一样，正确认识自己，从实验物理转向理论物理，持续努力，才能取得相应的成就。