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物理学史上总有这种有趣的假设,把大牛们的贡献量化成分数来比拼,就好像打游戏评战力一样。牛顿定为100,爱因斯坦90,杨振宁该给多少?这问题听起来随意,但挖深了能聊出不少门道。
毕竟科学贡献不是简单加减法,得看他们怎么改变世界,怎么影响后人。牛顿那时候物理学还像婴儿,他直接给它搭了个框架;爱因斯坦来了场大革命,颠覆了老规矩;杨振宁呢,更专注粒子和对称这些微观玩意儿,但他的东西现在还天天在用。
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牛顿绝对是物理学的开山鼻祖。1643年生在英国农村,年轻时就爱琢磨东西。他的三大运动定律和万有引力定律,基本奠定了经典力学的底子。
第一定律说物体要么静止要么匀速直线运动,除非有外力干扰;第二定律力等于质量乘加速度;第三定律作用力反作用力大小相等方向相反。这些听着简单,但牛顿用数学证明了它们能解释从苹果落地到行星转圈的一切。
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1687年他出书《自然哲学的数学原理》,里面用微积分推导轨道,预言彗星路径,这书一出,整个科学界都服了。因为之前大家对自然规律还迷糊,牛顿直接给出了统一解释。工业革命时,蒸汽机、桥梁设计全靠他的定律撑腰。
甚至现代工程、天文学还离不开这些基础。要是没牛顿,物理学可能还停在中世纪水平。所以给他100分,没毛病,他是起点,影响太全面了。
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爱因斯坦出生在德国,专利局小职员出身,但脑子转得飞起。1905年他连发四篇论文,轰动世界。第一篇光电效应,证明光是量子,这帮普朗克的量子论站稳脚跟,1921年诺贝尔就冲这个给他。
第二篇布朗运动,用统计证实现原子存在,化学家们直接受益。第三篇狭义相对论,说时间空间相对,光速不变,导致长度收缩时间膨胀,牛顿的绝对时空得让位。第四篇E=mc²,质量能量等价,这直接开了核能大门。
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1915年广义相对论,说引力是时空弯曲,黑洞、水星轨道进动全对上了号。爱因斯坦不光推翻牛顿的部分,还扩展到高速强引力领域。
GPS卫星得用他的修正,不然定位错一大截。核反应堆、原子弹理论根基也在这儿。他的贡献是革命性的,但毕竟建在牛顿基础上,所以90分合适,比牛顿少点因为不是从零起步,而是升级版。
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杨振宁早年西南联大毕业,1945年去美国留学,师从费米。1956年他和李政道提出宇称不守恒,说弱相互作用下左右不对称,以前物理界以为自然界镜像对等,结果不对。1957年吴健雄实验验证,电子偏向一边,这直接拿了诺贝尔物理学奖。
这事儿在中国科学史上是里程碑,证明华人也能领跑。宇称不守恒不光解了τ和θ介子衰变谜题,还开了对称性破缺大门,中微子振荡、CP违反全从这儿发酵。杨振宁的冲击力大,因为它砸了物理核心假设。
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但杨振宁的最大招牌是1954年和米尔斯搞的杨-米尔斯规范场论,非阿贝尔规范下,粒子相互作用通过场强统一。这理论是标准模型的脊梁,电磁弱强力全靠它解释。希格斯玻色子、胶子这些现代粒子物理关键概念,都源于这儿。
格拉肖、温伯格、萨拉姆1979年诺贝尔,本质是杨米尔斯的延伸。杨的规范论养活了CERN的大型强子对撞机,中国散裂中子源设计也沾光。影响力上,杨米尔斯等了二十年才开花,但一开就是参天大树。
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比牛顿的宏观力学,杨更微观精细;比爱因斯坦的时空革命,杨的对称破缺更接地气,因为直接喂实验数据。牛顿定律人人能验,爱因斯坦相对论靠天文,杨的规范在加速器上天天跑。
杨振宁贡献广,还跨统计力学、凝聚态物理。1949年他推导相变理论,办了超导研究。1967年杨-巴克斯特方程,解量子积分模型,弦论和可积系统全靠它。1980年代回国,推动清华理论物理所,北京正负电子对撞机起步。
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中国高能物理从中受益。杨的风格是追求美与真,教人物理不是死公式,而是对称统一。邓稼先赞他杨米尔斯比肩牛顿万有引力,因为都统一了自然力。
比较起来,牛顿100分因为他建了物理大厦地基,全人类沾光。爱因斯坦90分因为他破旧立新,拉进弯曲宇宙,影响核时代和卫星。杨振宁呢,粒子论进信息时代,量子通信卫星沾光。
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杨振宁的规范场论与麦克斯韦方程、广义相对论并列基础理论。一些物理学家说杨是20世纪继爱因斯坦后最伟大之一,但没到牛顿爱因斯坦那撮。
牛顿麦克斯韦爱因斯坦是顶尖,杨重要但不争最伟大。杨自己说爱因斯坦是牛顿后唯一能比的,20世纪三大贡献两个半是爱因斯坦的。
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