物理学领域发展源远流长,从公元前8世纪萌芽,发展至今,为现代科技发展奠基了坚实的根基。在物理学漫长的历史中,有许多璀璨的星星照亮物理学各个领域的天空,有我们熟知的牛顿,爱因斯坦,也有当代物理学大师杨振宁等。
今天,就让我们细数物理学界活着的传奇,物理学领域的杠把子,正是他们带领着物理学不断继续向前发展!
安德森(
P.W.Anderson)
1923年12月13日,美国物理学家菲利普·沃伦·安德森出生。他在反铁磁性、高温超导等领域有重大贡献,1977年获得诺贝尔物理学奖。可以说,菲利普·沃伦·安德森对半导体、超导电性和磁性三者做了研究,为电子开关和计算机存储设备降低成本起到了很大作用。
在贝尔实验室和其他工业研究实验室出现几个超导体研究的重要突破时,他发表了为什么有些材料在远高于已达到的临界温度条件下竟转变成具有超导性质的理论,他认为没有理论说明超导性为什么不会在室温条件下出现,因而预见了有可能出现室温时的超导体材料。他作为固体、半导体和超导体理论研究的权威之一,他的关于高温超导体的预言具有很大的影响,鼓励着各国(包括我国的)超导体研究专家的研究志趣和信心,使80年代后期至今的超导体临界温度不断提升,甚至达到绝对温度七、八十度之高。
安德森应该是还活着的做理论凝聚态的物理学家当中最为德高望重的一位了。他一生的研究主要都是聚焦在凝聚态方面。同样的,要是没有所谓的拓扑序被发现,应该凝聚态的研究到他这儿就几乎研究完了。他的诺奖是1977年获得的,主要是研究了不规则磁系统的电子结构,这项研究可以让电脑计算技术非常大的提升。除了自己的科学研究,安德森也是非常愿意提携后辈的,我们搞凝聚态的提起他的大名无不肃然起敬。安德森是普林斯顿的教授,现在已经退休。他也经常写写启发性质的文章,曾经在《科学》杂志,1973年的一篇文章,只有三页,几乎也没有什么公式,但是被奉为凝聚态领域的经典之作。
史蒂文
温伯格(
Steven Weinberg)
1967年11月20日,美国理论物理学家Steven Weinberg的大作“一个关于轻子的模型”(A Model of Leptons)发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)期刊上,它标志着粒子物理学的标准模型正式诞生。看似毫不相关的电磁力与弱核力在Weinberg模型中有机地统一起来了,在随后的50年中该模型经受住了无数高能物理学实验的考验,成为继相对论和量子力学之后最成功的物理学理论。
魏恩伯格的贡献主要就是所谓的标准模型。标准模型统一了强力、弱力和电磁力。也就是说标准模型把出了引力以外的另外三种自然界存在的力都研究清楚了。魏恩伯格因为这项标准模型的工作获得了1979年的诺贝尔奖。当然这个获奖不光是他一个人,还有一个人就是Sheldon Gashlow,没错就是谢尔顿,也是《生活大爆炸》里的谢尔顿的一个原型之一。这个工作主要还是先由Sheldon统一了弱力和电磁力,之后Weinberg再设法一起统一了强力,所以最后这俩人一起得的奖。
除了科研上的建树之外,温伯格在教学和科普领域均有突出贡献,其编写的教材《量子场论》,《引力论和宇宙学》,《宇宙学》均是享誉世界的巨著。同时著有科普书,《最初三分钟》,《终极理论之梦》等。
杨振宁(
1922-)
杨振宁的研究领域比较广泛,最主要的成果除了他与李政道获奖的“宇称不守衡”定律以外,还有就是著名的杨·密尔斯场理论。宇称不守衡讲的是粒子在弱相互作用的过程中,镜像粒子遵循的物理规律与原粒子其实是不相同的,这个成果得诺奖的速度非常之快,因为之前学界普遍是认为粒子的宇称是守恒的,杨和李及时地纠正了学界的错误,所以贡献算是很大的。
近十几、二十年来,理论物理中一个很重要的探索就是寻找一个完整的弱作用理论,可是一直没有成功。到了60年代,物理学家格拉肖、温伯格、萨拉姆引用了杨先生1954年写的这篇文章中的数学结构,即非阿贝尔的规范场理论的数学结构,来构造一个完整的弱相互作用的理论。1954年,杨先生和米尔斯写出文章时,杨-米尔斯规范场还不被承认为物理,而只是一个可能对物理有用的数学结构。但到1972年,这个非常简单而又非常漂亮的数学结构被正式承认是物理的一个基本结构了,是完整的弱相互作用理论的基础。电磁作用、万有引力作用、弱作用和强作用,这四种基本的相互作用中就有两种是基于杨振宁-米尔斯非阿贝尔规范场的数学结构。从这一点大家就可以了解到杨先生的这一个贡献是何等了不起。由于这一个贡献,再加上其他种种成就,杨先生现在在世界物理学界的地位是非常崇高的,我们常常可以听到一些物理学家的名字,像麦克斯韦、爱因斯坦,量子力学初建时的海森堡、薛定谔以及狄拉克。现在再要往下排的话,我想杨先生的名字就要算在里面了。
杨密尔斯场是个划时代的贡献,上面说的标准模型统一三种力用到的数学框架实质上就是杨密尔斯场,所谓的非交换性规范场。
威腾(
Edward Witten,1951-)
威滕是唯一获得数学界最高奖项——菲尔兹奖的物理学家,他也因发现 M 理论而闻名——M 理论被认为是统一物理学的“万有理论 (theory of everything)”的第一候选。