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文|避寒 编辑|避寒
2025年10月18日,杨振宁去世,103岁。
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网上又开始争论那个老问题,如果牛顿的贡献是100分,爱因斯坦90分,杨振宁应该打多少分?有人说85,有人说70,有人说不能比。
这个问题本身就错了,不是杨振宁不够格,是我们用错了尺子。
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越晚出生,越难拿高分
1687年,牛顿出版《自然哲学的数学原理》。这本书干了什么?建立游戏规则。
在此之前,人类不知道天上和地上遵循同一套物理定律。苹果落地是一回事,月亮绕地球转是另一回事。牛顿说都一样,万有引力统治一切。
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他发明了微积分,为什么?因为没有现成的数学工具能算清楚椭圆轨道上的力和速度变化。牛顿是自己造了一把刀,再去切开世界。
三大运动定律加上万有引力定律,牛顿力学体系从此成为物理学的"操作系统"。后面200年,所有人都在这个系统上开发应用程序。
1905年,爱因斯坦发表《论动体的电动力学》,26岁。
他做的事情更狠,推翻牛顿。
牛顿说时间和空间是绝对的,爱因斯坦说不对,时间会变慢,空间会缩短,质量会增加。你看到的"同时",在另一个人眼里可能不同时。
狭义相对论还不够。1915年,爱因斯坦完成广义相对论,他把引力重新定义了——不是一种力,是时空弯曲。这是纯粹的思维建构,没有实验逼着他这么做。
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1919年,日食观测证实了他的预言,全世界哗然。
你看出区别了吗?
牛顿建立规则,爱因斯坦改写规则,到了杨振宁这里,规则已经改写过一轮了。
1954年,杨振宁和米尔斯提出规范场论。
这个理论有多重要?五位科学家因为用它解释基本力而获得诺贝尔奖,标准模型的基石就是它。但它不是建立新规则,而是在量子力学和相对论的框架下,找到了一个更深层的数学结构。
这就是"理论代际"的残酷。
第一代理论开天辟地,第二代理论改天换地,第三代理论精耕细作。
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你不能说农民不重要,只因为他不是开荒者,可评分系统天然偏爱开荒者。
杨振宁遇到的就是这个问题,他出生在一个物理学已经成熟的时代。
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数学,才是看不见的门槛
很多人不理解规范场论到底牛在哪里。
我换个角度讲。
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牛顿用微积分,这是他发明的工具。在《原理》里,牛顿不只解决了物理问题,还创造了解决问题的语言。
想象一下难度,你要写一篇文章,先得发明一套文字系统。
爱因斯坦用黎曼几何,这个数学工具已经存在,是19世纪数学家研究的成果。爱因斯坦的天才在于他看出了这个抽象的数学结构,正好能描述真实的物理世界。
引力不是力,是时空的几何性质,这需要什么样的脑子才能想到?
杨振宁用的是群论 特别是非阿贝尔李群。
这套数学20世纪初就已经很成熟了。杨振宁的贡献是把这个数学结构和物理对称性联系起来,建立了一个统一描述三种基本力的框架。
听起来好像杨振宁只是"拿来主义"?
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问题的关键不在于数学工具是不是自己发明的,而在于你能不能看出物理世界需要这个工具。
牛顿的时代,没有微积分就无法前进,爱因斯坦的时代,不用弯曲时空就解释不了引力。杨振宁的时代,不引入规范对称性就理解不了粒子物理。
但有一点确实不一样,牛顿和爱因斯坦在"发明语言",杨振宁在"说新故事"。
这不是高下之分,只是时代背景决定了贡献的形态。
再说细节。
杨-米尔斯理论的方程,用的是非阿贝尔群。什么意思?简单说,就是操作的顺序会影响结果。先A再B,和先B再A,得到的不一样。
这个特性完美描述了强相互作用中夸克和胶子的行为。
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预测精确到什么程度?电子和光子相互作用的计算,能精确到小数点后十几位,这是人类历史上最精确的物理理论。
数学难度呢?本科学不到,硕士刚入门,博士才能真正理解。
普通人一辈子都不会接触到这个理论。你从小听说过相对论,听说过量子力学,可能从来没听说过规范场论。
不是因为它不重要,是因为它太深了。
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有些理论,要等五十年才开花
1687年,《原理》出版。
1688年,验证开始。
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牛顿力学可以立即使用,炮弹轨迹,行星运动,潮汐现象,全都能算。工程师拿着这套理论,造出了蒸汽机,推动了工业革命。
即时见效。
1915年,爱因斯坦完成广义相对论。
1919年,日食观测验证了光线弯曲。4年。
但大规模应用还要等。
GPS卫星要修正广义相对论效应,不然定位会有误差,这已经是1970年代的事了。引力波探测成功,2016年。
爱因斯坦的理论,开花期几十年。
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杨振宁呢?
1954年,杨-米尔斯理论发表,当时几乎没人理解这个理论的价值。
物理学界的反应是有意思,但有什么用?规范玻色子必须是无质量的,可实验中没有发现这样的粒子。
理论卡住了。
1960年代,情况开始变化,格拉肖、温伯格、萨拉姆用杨-米尔斯理论统一了电磁力和弱力。他们三个因此获得1979年诺贝尔奖。
1970年代,格罗斯、波利策、维尔切克用杨-米尔斯理论解释了强相互作用,他们三个获得2004年诺贝尔奖。
2013年,希格斯粒子被发现,这是杨-米尔斯理论预言的最后一块拼图,希格斯和恩格勒因此获得诺贝尔奖。
算一算:1954年到2013年,59年。
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五位诺贝尔奖得主,都是站在杨-米尔斯理论的肩膀上。
这说明什么?
说明杨振宁的理论太超前了,物理学界花了几十年才消化它的价值。
邓稼先说过杨-米尔斯理论的重要性,堪比牛顿的万有引力定律。
他没有夸张。
标准模型是人类目前对微观世界最完整的描述,描述了除引力外的三种基本力。这个模型的数学基础,就是杨-米尔斯理论。
可是。
可是多少人知道?
牛顿力学,中学生都学;相对论,高中生都听说过;规范场论,物理博士才能懂。
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理论越基础,验证越难,应用周期越长。
这是杨振宁面对的第三个困境。
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不是打分,是选维度
现在回到最初的问题。
牛顿100分,爱因斯坦90分,杨振宁多少分?
先说我的答案,这个问题不成立。
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为什么?
因为你得先定义"分数"的标准。
如果按"理论完备性"打分:
牛顿力学是一个自洽的完整体系。三大定律加万有引力,解释了宏观世界的几乎所有现象,给95分。
爱因斯坦建立了相对论,可他没有解决量子引力问题。广义相对论和量子力学到今天还没统一,给85分。
杨振宁的规范场论,统一了三种基本力,可引力还在外面。标准模型有19个自由参数,需要实验测定,不是从第一性原理推导出来的,给82分。
如果按"跨学科影响力"打分:
牛顿影响了数学、天文学、工程学、哲学。他的方法论改变了整个自然科学的研究方式。给100分。
爱因斯坦改变了人类的时空观,影响了哲学、宇宙学、科幻文学,相对论成为现代文化的一部分,给92分。
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杨振宁的贡献主要在粒子物理学内部,规范场论对数学有深远影响,可普通人几乎不知道,给75分。
如果按"数学原创性"打分:
牛顿发明微积分,同时解决物理和数学两个领域的问题,给100分。
爱因斯坦应用黎曼几何,开创了几何化物理学的先河,给80分。
杨振宁使用已有的群论,可他是第一个看出物理对称性和数学结构深刻联系的人,给70分。
如果按"实验可及性"打分:
牛顿力学,中学实验室就能验证,给95分。
相对论效应,需要高精度实验,可还算能做,给80分。
规范场论的验证,需要几十亿美元的粒子对撞机,普通人一辈子都接触不到,给65分。
看出来了吗?
不同维度,分数完全不同。
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你说杨振宁70分,可能是用"跨学科影响力"的尺子。你说他85分,可能是用"理论深度"的尺子。
都对,也都不对。
真正的问题是我们为什么要给科学家打分?
牛顿建立了经典力学;爱因斯坦重建了时空观;杨振宁揭示了自然界的对称性。
他们在不同的历史阶段,解决了不同的问题。
牛顿是开荒者;爱因斯坦是革命者;杨振宁是建筑师。
你能说建筑师不如开荒者重要吗?
不能。
只是建筑师的工作,需要更长的时间才能被看见。
2025年10月18日,杨振宁去世了。
他留下的规范场论,还在持续发挥作用,引力的规范理论还没完成,弦论还在探索,量子引力还是未解之谜。
这些未来的突破,都会建立在杨振宁的工作之上。
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五十年后,一百年后,当物理学再次突破,人们会重新评价杨振宁的贡献。
到那时候,分数可能会完全不同。
历史的尺子,从来不是固定的。
它会随着人类认知的边界,不断延伸。
参考资料: 1. 新华社2025年10月19日报道:《诺贝尔物理学奖得主、著名物理学家杨振宁逝世》 2. 中国物理学会官网:《物理》期刊2014年施郁教授文章《物理学之美:杨振宁的13项重要科学贡献》 3. 清华大学新闻网:2021年9月《杨振宁先生学术思想研讨会——贺杨先生百岁华诞》活动报道
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