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楊振寧的光輝事跡

楊振寧,1957年諾貝爾物理獎獲得者、美籍華人科學家。

他1922年9月22日出生於中國安徽省合肥市。原籍安徽省原鳳陽府。楊振寧的父親楊克純(字武之)是美國芝加哥大學的數學博士,回國後曾任清華大學與西南聯合大學數學系主任多年。楊振寧1938年至1944年在中國西南聯合大學物理系讀書,先後獲學士、碩士學位。楊振寧的學士論文的導師是吳大猷,碩士論文導師是王竹溪。1945年赴美求學,1948年獲芝加哥大學哲學博士學位。1958年至1979年獲普林斯頓大學和波蘭、美國等6所院校的理學博士學位。曾先後任普林斯頓高級研究所研究員和普林斯頓大學教授。是美國科學院院士、英國皇家學會會員。1966年起任紐約州立大學石溪分校艾伯特·愛因斯坦講座教授兼理論物理研究所所長。1999年5月21日正式退休,石溪分校同日將理論物理研究所命名為“楊振寧理論物理研究所”,同年被該校授予壹等榮譽博士學位。

楊振寧於1956年與李政道教授***同提出弱相互作用中宇稱不守恒原理,因而***獲1957年諾貝爾物理學獎。這壹原理徹底改變了人類對對稱性的認識,為人們正確認識微觀粒子世界開辟了新天地。提出非阿貝爾規範場理論,大大促進了四種基本相互作用的研究。在粒子物理方面做了大量的開拓性工作。另外,楊振寧還是統計物理、凝聚態物理、量子場論、數學物理等諸多領域中重要研究方向的先驅和奠基人。

1971年以來,他多次到中國探親、訪問和講學,同時努力幫助中國學者和留學生在美進行科研和學習,在促進中美科技交流和合作中起了重要作用。1998年6月,清華大學授予楊振寧為清華大學名譽教授,1994年6月他被選為中國科學院首批外籍院士。

夫人杜致劄(已故)是杜聿明的女兒,她是楊振寧在昆明西南聯合大學附屬中學教書時的學生。他們於1950年結婚,生有兩子壹女:長子楊光諾、次子楊光宇和女兒楊又禮。

2004年12月24日,楊振寧與潮汕女子翁帆在汕頭市民政局涉外婚姻登記處辦理了結婚登記手續。

附其傳記如下:

楊家原籍安徽省原鳳陽府。楊振寧的曾祖父楊家駒(字越千)曾任安徽省太湖縣的都司。1877年任滿回原籍,途經合肥,為朋友挽留定居於此。楊振寧的父親楊克純(字武之)是他祖父楊邦盛(字慕唐)的長子。楊武之是美國芝加哥大學的數學博士,回國後曾任清華大學與西南聯合大學數學系主任多年。

楊振寧出生在合肥縣(今合肥市)縣城西大街四古巷。1933—1937年在北京崇德中學上學,1937年秋進入合肥省立第六中學。1938年初他們壹家到了昆明,楊振寧進入昆華中學高中二年級學習。1938—1942年就學於西南聯合大學。

西南聯合大學教授陣容十分強大。教楊振寧大壹國文的有朱自清、聞壹多、羅常培和王力等。楊振寧跟趙忠堯學習大壹物理,跟吳有訓學習大二電磁學,跟周培源學習大二大學。他的學士論文的導師是吳大猷。吳大猷先生給了他壹篇羅森塔耳(J.E.Rorenthal)和墨菲(GM Murphy)於1936年寫的關於群論和分子光譜的總結性文章。楊振寧的父親楊武之在芝加哥大學的博士論文導師是代數專家狄克遜,楊武之讓楊振寧從狄克遜寫的《現代代數理論》中學習群表示理論。楊振寧發現書中僅用二十幾頁就將群表示理論講得清清楚楚,極合他的口味。實際上,當他還是壹個高中學生的時候,就從他父親那裏學到壹些群論的基本原理,曾被放在父親書架上的斯派塞的(有限群論)(Die Theorie der Gruppen van endlicher Ordnung, 1923)中的美麗圖形強烈地吸引住。他的家庭使他很早就受群論的熏陶。他寫學士論文的經歷,又使他對群論與對稱性在物理中的應用有了深刻的印象。

楊振寧於1942年畢業於西南聯合大學,進入清華大學研究院學習2年。他的碩士論文導師是王竹溪。在楊振寧進人清華大學研究院之前,曾聽了王竹溪壹系列關於相變的演講,使他了解到相變是很重要的問題。在王竹溪指導下,他完成題為“超晶格統計理論中準化學方法的推廣”的統計力學文章,這篇文章與壹些其他工作合起來成為他的碩士論文。在研究院這2年間,他也從馬仕俊那裏學習到很多場論知識。

吳大猷和王竹溪引導楊振寧走的兩個方向是對稱原理和統計力學。楊振寧始終強調這是他壹生中主要的研究方向。

1944年夏,楊振寧考取了留美公費生,按照考試委員會所選定的專業,他報考了高電壓專業。按照考試委員會“凡錄取各生應在原機關服務留待後信”的規定,楊振寧從1944年秋到1945年夏,在西南聯合大學附屬中學教了壹年高中數學。他壹面教書壹面學習和研究場論,徹底地學習了泡利所寫的關於場論的總結文章。

楊振寧在昆明的7年,打下了堅實的基礎,也基本上決定了他今後研究的主體方向。愛因斯坦、狄拉克、費米當時已經是他最崇敬的三位物理學家。 1945年11月下旬他到達美國,原希望師從費米,但費米已離開了哥倫比亞大學,去處不明,使他甚為失望。幾經周折,最後才在張文裕教授那裏打聽到費米即將去芝加哥大學的消息。

1946年初,楊振寧到芝加哥大學註冊成為研究生。開學不久.他向費米提出,希望在他的指導下寫壹篇實驗論文。但費米的實驗室當時在阿貢,楊振寧是外國人,不能進入阿貢實驗室。

後來,費米介紹楊振寧到艾裏遜(S.K.Allison)的實驗室去工作。當時這個實驗室正在造壹臺40萬電子伏的加速器。楊振寧和另外五六個同學花了大約20個月的時間,幫助艾裏遜造成了加速器。可是,他用此加速器所做的實驗卻不成功。楊振寧接受了泰勒的建議,放棄實驗,而把他當時已差不多寫好了的壹篇理論文章作為博士論文。

泰勒對群論在物理中的應用有很直觀的見解。楊振寧從他那裏學到不少東西,楊振寧的題為“核反應與關聯測量中的角分布”的博士論文就是結合了物理見解與群論方法的壹項工作。

在芝加哥期間,楊振寧壹方面從事粒子物理的研究,壹方面繼續發展他對統計力學的興趣。他花了很大力氣讀昂薩格在1944年所寫的關於二維Ising模型的文章,為了理解順磁化的機制,他還研究了布洛赫關於自旋波的文章及貝特1931年和赫爾談1938年的文章。這壹段努力,雖然沒有立刻得出成果,卻為他後來的工作打下基礎。

費米和泰勒,特別是費米的研究風格的特點,楊振寧認為是從物理現象出發,不是自原理出發。楊振寧稱這種方法為歸納法,對他有很大的影響。他說他在中國學到了推演法,在芝加哥大學學習了歸納法,先後得到了中西教育精神的好處。

楊振寧在芝加哥大學活躍的學術氣氛中,接觸到最有發展前途的壹些研究方向。那時正值粒子物理開始新的蓬勃發展。他與同輩的工作者和這門學科壹同成長。在為他60歲生日的壹篇演講《讀書教學四十年》中;他說:“(我們)很幸運。”

1949年春,楊振寧申請到普林斯頓高等學術研究所去做博士後研究,因泡利和朝永振壹郎要到那裏,那裏還有壹批在重整化領域中很活躍的年輕的理論工作者。當這個所的所長奧本海默接受了楊振寧的申請之後,費米勸告他在那裏不要超過壹年,因為那裏的物理太抽象了。實際上,費米、艾裏遜和泰勒已得到芝加哥大學的同意,在1950年再將楊振寧聘請回來。

1950年春,奧本海默給楊振寧在高等學術研究所繼續工作5年的機會,當時楊振寧有幾種選擇,但最重要的是要決定是否回芝加哥大學,他完全記得費米的告誡:不要在這個研究所待太久。可是他的女朋友杜致禮那時正在紐約讀書,離普林斯頓只有壹小時的火車路程。所以,他最後決定留在普林斯頓。杜致劄是杜聿明將軍的女兒,是楊振寧在昆明西南聯合大學附屬中學教書時的學生。他們於1950年8月26日結婚,生有兩個兒子和壹個女兒。長子楊光諾生於1951年,次子楊光宇生於1958年,女兒楊又禮生於1961年。

1952年12月中旬,楊振寧收到布魯克海文國家實驗室Cosmotron加速器的部主任柯林斯(G.B.Collins)的信,邀請他訪問布魯克海文壹年。Cosmotron是當時世界上最大的(3吉電子伏)質子加速器,可以產生 介子和奇異粒子,許多實驗組都在那裏工作,做出許多有趣的結果,為此楊振寧決定接受這壹邀請,於1953—1954年在布魯克海文實驗室工作了壹年。1954年回到普林斯頓,1955年晉升為教授。

楊振寧在普林斯頓,自1949到1966年前後17年,他自己說這是他壹生中研究工作做得最好的時期。1965年春,奧本海默告訴楊振寧.他準備從普林斯頓高等學術研究所所長的職位上退休,他想向董事會推薦楊振寧做他的繼任人。楊振寧告訴奧本海默,自己不想成為這個所的所長。奧本海默讓楊振寧想壹想再決定,經過考慮,楊振寧在壹封給奧本海默的信中說:“我不能肯定我會成為壹個好所長,但我肯定不欣賞壹個所長的生活。”盡管如此,命運給楊振寧作了壹個新的安排。在1964—1965年間,紐約州政府在紐約州內的大學中設置了五個愛因斯坦講座教授的職位。紐約州立大學石溪分校的校長托爾(J.S.Toll)和物理系主任邦德(T.A.Pond)與楊振寧接觸,希望他接受該校的愛因斯坦講座教授的職位。托爾和邦德並希望在石溪分校建立壹個理論物理研究所,由楊振寧當所長。這是壹個很小的研究所,管理起來很容易,考慮以後,楊振寧接受了石溪的邀請,於1966年到職。

1991年,本文作者寫信給托爾,托爾在1991年2月22日的回信中說:“楊振寧到石溪分校是該校發展中最大的壹件事。”該校自楊振寧到校後,壹躍而成為美國註重研究的大學之前茅。他對全校的研究空氣,對物理系數學系的教師陣容,對理論物理研究所的研究方向,對學校與社會的關系,都發生了巨大的影響。”

石溪分校的現任校長馬伯格(J.H.Marburger)在1991年 4月1日給本文作者的回信中說:“楊教授來到石溪,是石溪在發展成為壹個優秀的研究學術機構過程中的突破,使石溪成為美國壹個優秀的科學中心。”

1971年夏天楊振寧訪間了新中國,是知名華人學者訪問新中國之第壹人;為中美文化交流,為中美人民之相互了解,起了極大作用,深得毛澤東主席和周恩來總理的贊譽。

楊振寧於1983年回憶1971年的感受與感想時說:“(那時)我想我對於中國和美國都有壹些認識,而且都有濃厚的感情,在這兩個大國初步接近的形勢下,我認識到我有壹個做橋梁的責任,我應該幫助建立兩國之間的了解和友誼。”

確實,楊振寧從1971年以來在這些方面做了大量工作,他於1977年出任全美華人協會首任會長,為促進中美建交(1979年)做了許多工作。1981年他在石溪分校設立了CEEC獎金,自美國和香港捐資支持中國各大學、各研究所人員到石溪做訪問學者,迄今已有80余人得到此項支持,其中絕大部分已回國到原單位服務。

1983年楊振寧在香港創立中山大學高等學術研究中心基金會,自任基金會主席。8年以來基金會捐助中山大學1000多萬港幣,支持了中山大學近百項研究項目,並為中山大學建成壹座研究大樓。

自1986年起,楊振寧接受陳省身教授邀請,在南開大學數學研究所內組織了理論物理研究室。數年來該室在國際數學物理學界已頗有聲譽。

楊振寧於1957年獲得諾貝爾獎,1980年獲得拉姆福德(Rumford)獎,1986年獲得美國國家科學獎章。他有多項榮譽學位,也是中國許多大學的名譽教授。

楊振寧的特征、個性、為人

楊振寧的工作最引人註意的特征是眼光深遠,善於做壹二十年以後才為別人註意的題目。1954年關於規範場的工作,在20多年以後大家才認識到它的奠基性的價值。1967年的楊壹巴克斯特方程,也幾乎20年以後才被大家認識。並且這兩項工作都會在今後幾十年內繼續發生重大影響。選擇做這種工作的秘訣在哪裏?本文作者曾以此求教於楊振寧。他說,第壹,不要整天跟著時髦的題目轉,要有自己的想法。第二,要小題目大題目都做。專做大題目的人不容易成功,而且有得精神病的危險。規範場雖然是大題目,可是1967年做的楊壹巴克斯特方程卻是小題目。那麽小題目怎麽變大了呢?這就是第三,要找與現象有直接簡單關系的題目,或與物理基本結構有直接簡單關系的題目。楊---巴克斯特方程之發現,起源於公式(3)的問題,那是最簡單的、最基本的量子多體問題。研究這種問題,容易得出有基本價值的成果,研究這種問題的方法,容易變成有基本價值的方法。

本文作者問楊振寧,在他的研究經歷中有沒有失敗的地方?他說當然有,最重要的是他在60年代沒有掌握對稱性之自發破缺的重要性。“我那時不喜歡自發破缺,有壹套原因,現在看起來是錯的,在我的《選集》壹書的第67頁上有關於此點的討論。”

楊振寧喜歡做開創性的工作,喜歡走進新領域。這種取舍是否有缺點?楊振寧說:“當然有,不過天性如此,不能勉強。”

1986年6月4日楊振寧在北京和許多研究生談話,講到他認為做物理研究之三要素是三個 p:Perception,Persistence,Power,即眼光、堅持與力量。(他解釋,三者缺壹不可,但以眼光與力量為較重要,有了此二者,堅持是自然的事。) 依據這個看法我們衡量楊振寧的工作,發現確實是三者俱備:他的眼光深遠是驚人的,他的堅持能力可以從規範場的工作和1952年自發磁化強度的計算看出,他的力量則在許多工作中顯示出來。1956年的宇稱不守恒工作充分顯示出他分析物理問題的力量;1962年關於非對角長程序的文章,則同時顯示了他研究物理、研究數學的力量。

楊振寧常常向他的學生們講直覺的重要,而且強調直覺是可以經過訓練而加深的。他說壹個人,無論是大學生、研究生、教授,都應當培養自己的直覺、相信自己的直覺。如果發現直覺與現象或原理或新知識沖突,那是最好的深化自己直覺的時候,這時如果能把沖突原因弄清楚,會有更上壹層樓的效果。這是不容茍且的事情,馬馬虎虎、隨隨便便就相信書上的或別人的話的態度是要不得的。

古人說“文如其人”,用在楊振寧身上很恰當:認識楊振寧的人都知道他待人以誠.從不投機取巧、仗勢欺人或嘩眾取寵。看他的文章也有同樣的感受。他的文章裏沒有花言巧語,沒有故弄玄虛,沒有無的放矢,處處都是真槍實彈地打硬仗。他的文章有的寫得很容易讀,例如關於宇稱不守恒的那壹篇,可是在數學用得多的文章中他通常寫得太濃縮,使讀者望而生畏,例如非對角長程序壹文則很不容易了解。顯然他在寫後壹類文章時把數學推理放到第壹位,而把讀者的感受放到末位。

楊振寧喜歡陳師道(後山詩話)中講的“寧拙毋巧,寧樸毋華”,他說這也是他喜歡的做學問的態度。

楊振寧的科學論文雖然有時嫌過於濃縮,但從不給讀者倉促成稿的印象。關於這壹點,最好的例子是前面提到過的二分量中微子理論。那時先後有三篇文章發表:薩拉姆的、朗道的、楊振寧與李政道的,三者的主體結果是壹樣的,可是楊振寧、李政道的文章旁及其他問題,考慮周詳,尤其重要的是他們討論了細致平衡,從而指出當時的中微子截面實驗結果是錯誤的。這是其他兩篇文章沒有考慮到的。楊振寧寫論文是很謹慎的,這也許是他在1983年出版的他的《選集》的序中引用杜甫的詩句“文章千古事,得失寸心知”的原因吧。

楊振寧喜歡幫助別人,在芝加哥大學做研究生時(19461948),就已經是有名的學生壹老師。在1985年,他的同班同學斯坦伯格(J.Steinberger)回憶那時的情形,這樣描述:“在我們中間最令人印象深的學生壹老師是楊振寧,他來自戰時困境中的中國,雖然只有24歲,可是已經熟悉了全部的近代物理。”米爾斯在壹篇關於他和楊振寧1954年怎樣合作的文章寫道:“(我)與楊振寧在同壹個辦公室工作。楊振寧當時已在許多場合中表現出了他對剛開始物理學家生涯的年輕人的慷慨,他告訴我關於推廣規範不變性的思想…。”

楊振寧的研究生數目不多。他在普林斯頓高等學術研究所時沒有研究生,他後來到了石溪,許多人以為他會收很多研究生,可是他沒有。他說他不是“帝國的建造者”(Empire Builder),而且他“沒有很多好題目給研究生做”。迄今跟他做博士論文的不到 10人,其中最有名的是趙午(Alexander W.Chao),楊振寧說他很得意的壹件事是1974年趙午得到博士學位前後,他硬迫,或幾乎硬迫趙午改行去研究加速器理論。楊振寧回憶說:“趙午能力很強,可是我說粒子理論壹行裏粥少僧多,每年每人能做出有意義的結果很少。相反地,加速器原理裏面有很多問題,可是年輕人都不曉得這壹行,不知道其中粥多僧少。”趙午改行後極為成功,很快即聞名於世界。