对粒子物理学的伟大贡献：杨振宁站在当代C位

文︱关品方

杨振宁离开我们已4个月了。笔者对他在粒子物理学方面的伟大贡献还在心上萦绕。但杨振宁认为，他最大的贡献是为中华民族重拾自信。他多次公开表示，自己一生最重要的贡献是帮助中国人克服了“自觉不如人”的心理。他通过科学成就向世界证明了中国人的能力。这一观点超越了他在物理学领域的卓越贡献，强调了他对民族精神的影响。他接受采访时提到，1957年获得诺贝尔奖的意义不仅是科学突破，更让中国人感到“出了一口气”，增强了文化自信。晚年回国后他致力推动中国基础科研和人才培养，延续使命。在物理学界，他是站在历代伟人肩膀上的伟人，高瞻远瞩，笔者衷心拜服。

1956年，他与李政道合作，提出《弱相互作用中宇称不守恒》的突破性理论，颠覆了物理学界对“对称性”的传统认知。该理论经吴健雄实验证实，两人因此获得1957年诺贝尔物理学奖。

1954年，他与米尔斯共同提出《非阿贝尔规范场理论》，为粒子物理标准模型奠定基础，被誉为现代物理学的三大基石之一，与麦克斯韦方程、爱因斯坦广义相对论并列。

数学里的《非阿贝尔》群，是一种非交换群。非阿贝尔群在数学和物理中广泛存在。最小的非阿贝尔群是4阶二面体群。物理中常见的例子是三维旋转群（围绕不同的轴的旋转交换顺序，会造成不同的结果），亦称“四元群”。

数学是物理的根本，物理以数学来表述。杨振宁的数学真是顶呱呱。其实他早在1949年已提出《费米-杨模型》，是早期关于基本粒子结构的理论。他在1957年与李政道再度合作，提出《二分量中微子》理论。1967至1985年间，他与邹祖德合作，提出《高能碰撞》理论，推动粒子物理实验分析。杨振宁的贡献深刻影响了粒子物理、场论及数学物理的发展。他的理论至今仍是相关领域的核心框架。

笔者个人体会，新时代的中国，在发展新质生产力的道路上，对于能源、资源和动能的开发，高度重视。这三个方面都离不开对电力长期稳定充足供应的需求。电力供应总量是体现GDP总量的基础。

杨振宁对粒子物理学的贡献，是对电的本质有颠覆性的发现。电是电子运动，但现代科学至今还没说清楚其终极运作的玄理。公元前600年，泰勒斯发现摩擦起电。1600年，吉尔伯特开启电学研究。1752年，富兰克林观察行雷闪电，证明雷电和热力互相关联。过去400多年，人类一直在追问电到底是什么的终极谜题。

电不是凭空产生的。现代物理学的理解，电现象本质是物体间的温度差。热量流动形成温差。温差就是电压的源头。如果热量无法流动，热就成了电。现代物理学的理解，宇宙所有作用力都源于此。宇宙内（天体之间）的引力、原子内的电磁力、原子核内的合力，全是物质世界热量耗散后形成的冷凝力。太阳的热量并不是直接传导到地球，但遥远的温差造就了作用于地球的强大电压。电只是宇宙热运动的副产品。电磁规律是热量耗散的具象表现。电的本质不是复杂的电子运动，而是宇宙最朴素的热规律。温差才是电力发生的终极真相。宇宙最底层的运行逻辑既复杂亦简单，所有复杂的科学都藏着最简单的答案。

热学的熵增理论和数学的或然理论结合起来看，事物发生之前有不确定性，事物发生后的确定性成为信息。信息是数据加熵增的结果。宇宙既对称守恒，亦不完全是绝对的对称守恒。这是笔者用文字语言对杨振宁在粒子物理学上的贡献的简单叙述。他的伟大之处，是把中国传统优良文化有关儒道佛三结合的道理，与现代自然科学的理论和实验联系起来，填补了中华民族在现代科学领域过去400年来落后于西方的空白。中国人的头脑不逊于外国人。笔者估计，今后在量子力学、人工智能、高端芯片、定位系统、中微粒子、绝对速度、宇宙起源等方面，中国人在科学理论和科学实验方面将会有新的突破。

最后，简单谈一下热值与温差的关系。热值是指单位质量的燃料完全燃烧时释放的热量，是燃料的固有特性，与燃料种类有关（例如煤、汽油），与燃烧条件（例如温度、质量）无关。温差（燃烧时达到的温度）取决于实际燃烧释放的总热量。总热量由热值、燃料质量及燃烧效率共同决定。温差与热值无直接换算关系，需要结合燃料质量和燃烧条件等综合计算。太阳热量通过辐射传递到地球，是太阳能发电的能量来源。太阳通过电磁波（主要是可见光和红内线）以辐射形式将热量传递到地球，穿越1.5亿公里的真空，无需介质。太阳辐射被光伏电池板吸收后，光子激发电子产生直流电，可以通过聚光系统加热驱动涡轮发电。

光伏发电直接转换光能为电能。光热发电利用反射镜聚焦热量发电。输变电的工作原理是依赖电子流动。电子流动的基础是金属导体（例如铜线）内部存在大量自由电子。当导体两端施加电压时，自由电子在电场作用下定向移动形成电流（电流的方向与电子流动的方向相反）。发电机通过电磁感应产生电压，在闭合电路中建立电场。电子在电场力的作用下从高电压向低电压移动，形成持续电流。输变电过程是电能通过电子流动传递电力。电子本身并不产生能量；它作为能量载体，将电能从发电源输送到用户端。日常生活的终极用户端是手机和电脑，使用的弱电电压只有大约5V。手机充电器将220V强电转换为5V左右的低压弱电（USB接口标准为5V）。笔者本文拉杂而谈，是近期因为研究杨振宁的贡献而诱发。希望能够引起初高中学生对STEM学科方面的兴趣，于愿足矣。