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第9章 宇称不守恒定律的提出与证实

提出宇称不守恒定律的是杰出的美籍华裔物理学家杨振宁先生。

1922年9月,杨振宁生于安徽省合肥。杨家原籍凤阳府,光绪初年迁居合肥。父亲杨武之是安庆一所中学的教员。为孩子起名叫“振宁”。安庆旧名怀宁,“杨振宁”的“宁”字就是指怀宁这个地方。1923年,杨武之在安徽省以优异的成绩通过考试,获得公费到美国留学的机会。

1928年,杨武之在获得芝加哥大学数学博士学位后回国,受聘于厦门大学。1929年,杨武之到清华大学数学系任教授,这样杨振宁随父母到了北平。先在清华园附设的志成中学读书,后来升入附近一所教会学校——崇德中学。

1937年7月,杨振宁读高一时,抗日战争爆发。杨武之随校南迁,举家回到故乡合肥,杨振宁转到安徽省立第六中学读书。不久,南京沦陷,杨武之决定到大后方昆明去。当时,由清华、北大、南开三所大学合并成的西南联合大学在昆明开学,聘请杨武之为数学教授。杨振宁随父到了昆明,1938年夏天,他以同等学历考入西南联合大学,开始他从事科学研究的光辉历程。

当时的西南联大虽然办学条件差,但是学术空气却异常浓厚。三所著名大学的教授聚集在一所学校里教书,可谓名家云集,高手荟萃。在这里,国文是大学一年级学生的必修课,教授们轮流上课,一位教授只讲一、二周,为的是可以给学生们以更多的文史知识。

1942年,杨振宁在西南联大毕业,随后进入西南联大的研究院。两年后,以优秀的成绩获得了硕士学位。为了写好硕士论文,杨振宁拜见了王竹溪。当时的王竹溪还是一位很年轻的教授,刚从英国回来不久。在他的精心指导下,杨振宁写了一篇关于统计力学的论文,从此以后,这位未来的物理学大师和统计力学结下了不解之缘。在以后的40年里,对称原理和统计力学,始终是杨振宁的研究对象,并作出卓越的成绩。

在西南联大读书时,尤其是念研究生期间,杨振宁对一些物理学家的研究风格产生了浓厚的兴趣。1944年,杨振宁就已经考取了清华大学的留美奖学金,1945年秋动身到美国。

来到美国之后,杨振宁先辗转于普林斯顿大学,后又转入芝加哥大学,见到了他倾慕已久的费米。费米对这位中国青年的才学也十分赏识,但由于政治原因,杨振宁没能成为费米的学生。经费米的介绍,杨振宁来到了素有“美国氢弹之父”之称的著名物理学家泰勒的门下。在这所著名的大学,杨振宁和许多举世闻名的物理学家朝夕相处,受益匪浅。

1949年秋,年轻的杨振宁又来到了由奥本海默教授主持的普林斯顿物理研究所,同举世闻名的学者们一起工作,当时已近暮年的爱因斯坦也在那里工作。

1951年,杨振宁和李政道开始合作,对为物理界所公认的宇称守恒定律提出质疑。他们对当时已有的物理工作做了仔细的分析,提出几个实验来证明他们的猜想。吴健雄及其合作者的实验使他们的猜想得以证实。他们的宇称不守恒的提出,轰动了世界物理学界。由于这一工作,杨振宁和李政道一同获得了诺贝尔物理学奖,宇称不守恒也成了物理学中弱作用理论的基石。

1954年,杨振宁将同位旋守恒也划归为规范场理论,提出了非阿贝尔的规范场理论。20世纪60年代,物理学家格拉消·温伯格、萨拉姆引用了杨振宁文章的数学结构,构造了一个完整的弱相互作用理论,它构成了现代物理学相互作用理论的基石。

自1971年以来,杨振宁每年都到中国大陆讲学,把世界上最新的理论介绍给中国同行。为帮助中国发展高科技事业,杨振宁先后发起设立“中山大学高等学术研究中心基金会”和“济群教学奖”,倡导和主持由南开大学、中国科技大学、北京大学、复旦大学和西北大学五所大学联合进行研究的“可积动力系统及低维凝聚态模型”项目,属于当前国际上难度很大的前沿研究领域,其研究成果已达国际先进水平,有些甚至处于国际领先地位。

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