皆为理论物理学家的杨振宁和霍金
在大家谈论杨振宁和霍金的成就之前,我们需要首先对他们共同的身份有所了解。那么,这两位物理学家研究的到底是什么样的科学内容?从物理学家的名词定义来看,我们可以知道他们都是对世界组成和运行规律进行研究和探索的科学家。
并且,物理学家也存在着两个较大的分支,分别是实验物理学家和理论物理学家。从物理学家的分类来看,霍金和杨振宁其实都是理论物理学家。我们都知道,杨振宁便是诺贝尔物理学奖的获得者,但是很多人可能并不清楚一个基本事实。
那就是理论学家要获得诺贝尔奖的前提,便是自己提出的理论必须在自己有生之年被验证,而霍金便没有等到那一天。然而,事实上很多人意识到杨振宁的伟大,其实是在霍金去世之后,那么,为什么说杨振宁是当今世上最伟大的科学家?
霍金是世界公认的现代最伟大的物理学家之一
在英国牛津出生的霍金,全民叫做斯蒂芬·威廉·霍金,被世界人民公认为现代最伟大的物理学家之一。这位当之无愧的物理学天才,最引人注目的当然不止其命途多舛的生活经历(身体的残疾不能蔓延至心灵),也不是他曾经做出过的预言(人类会在2600年前灭绝),而是那些举世瞩目的科学研究。
在霍金从事的所有研究中,他最大的贡献应该是对黑洞和宇宙论进行的研究。不管是无边霍金宇宙模型和黑洞蒸发理论的提出、黑洞面积定理和广义相对论中奇性定理的证明,还是对相对论和量子力学这两大20世纪物理学基础理论的统一。毋庸置疑的,这一切都足够证明霍金为人类社会进步做出了巨大的贡献。
英国的剑桥大学是很多求学人的梦想学府,而霍金便在较长的一段时间中担任该校的物理学和数学系教授。在英国剑桥大学的自然科学史上,除了狄拉克和牛顿之外,霍金便是第三位获得“卢卡斯数学教席”这个最高荣誉的人。当时间来到20世纪70年代的时候,霍金通过对奇性定理的证明,更是获得了1988年的沃尔夫物理奖。他也是在这个时期,被很多人称为继爱因斯坦之后,世界上最杰出的理论物理学家。
为什么说杨振宁是当今最伟大的理论物理学家
不同于一般的科学家,杨振宁先生的一生充满了传奇色彩,特别是他的个人感情和国籍问题,让很多人忽略了他其实是当今这个世界上最伟大的理论物理学家。在杨振宁先生的身上,有很多让人望而生畏的奖项,比如,2019年度求是奖“求是终身成就奖”、诺贝尔物理学奖、费米奖、美国国家科学奖章等。
在杨振宁先生的所有研究中,统计力学算得上是他毕生最主要的研究方向,相变理论的出现让人们消除了困惑已久的难题:为什么在同一相互作用下,竟然可以存在不同的热力学相。杨振宁于1957年发表稀薄玻色子多体系统的论文之后,更在之后的时间里更通过双碰撞方法,获得了著名的平方根修正项,而这一点在之后冷原子物理学的发展中得到了实证。
与此同时,杨振宁先生发现的杨—Baxter方程,是一个在物理学和数学领域中都具有重要作用的方程。转化而来的这个矩阵方程,表明了 1 维δ函数排斥势中的费米子量子多体问题,它与弦理论、辫子群、扭结理论、乃至Hopf代数都密切相关。而其中涉及到的嵌套Bethe假设方法,更为1维Hubbard模型解出提供了重要依据,在之后的时间里,该模型更还为很多高温超导相关理论研究提供了基础。
或许很多人并不了解,杨振宁先生还发现了:弱相互作用中的宇称不守恒,1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解,电荷共轭、时间反演和宇称三种分立对称性。除此之外,他还对非对角长程序、杨—Mills规范场论、CP不守恒的唯象框架、规范场论与纤维丛理论的对应和超导体磁通量子化的理论做出解释。
衡量物理学家贡献的指标并不局限于诺贝尔奖
霍金的离开让所有人都缅怀哀叹,而霍金和杨振宁之间的比较,主要也是发生在霍金去世之后。而这个话题的主要内容便是:当霍金离开这个世界,所有在世的科学家中杨振宁是最伟大的吗?对于很多非科学爱好者的人来说,他们对这两位杰出的科学家可能都不甚了解。
或许很多人都知道霍金很了解不起,但却并不一定知道杨振宁在物理学领域的突出成就。事实上,杨振宁的确是当今在世科学家中最杰出的理论物理学家们,而且这句话的后面一定不会有“之一”这两个字的存在。生活中的很多人都比较喜欢八卦,这也是为什么很多国人对杨振宁的了解,都主要集中在他娶了小自己太多的年轻夫人这件事上。
很多人都知道爱因斯坦、牛顿和霍金在物理学领域的地位,但却并不了解可以位于同级别的杨振宁在这个领域有哪些突出的造诣。虽然霍金没有拿到过诺贝尔奖,但这不过是因为没有等到理论被验证的那一天。在他在我评价中,自称是一个乐观的、浪漫的,但却顽固不化的人,没有任何梦想的人等同于死亡。
我们并不是要从杨振宁拿到了诺贝尔奖这件事来证明他比前者更伟大,因为这两位优秀的理论物理学家为人类做出的贡献是无法分出高低的。只是霍金已然离我们而去,所以杨振宁便成为了当今这个世界上最伟大的科学家。希望更多的人认识到这位了不起的科学家,并不只有那些大家感兴趣的个人生活,让我们与科学之间的距离更近一点。
世界上最伟大的科学家排名
爱因斯坦1900年毕业于苏黎世工业大学,并入瑞士籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职。苏黎世工业大学、布拉格德意志大学教授。1913年返德国,任柏林威廉皇帝物理研究所长和柏林大学教授,并当选为普鲁士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害,迁居美国,任普林斯顿高级研究所教授,从事理论物理研究,1940年入美国国籍。 在爱因斯坦小的时候,有一天德皇军队通过慕尼黑的市街,好奇的人们都涌向窗前喝彩助兴,小孩子们则为士兵发亮的头盔和整齐的脚步而神往,但爱因斯坦却恐惧得躲了起来,他既瞧不起又害怕这些“打仗的妖怪”,并要求他的母亲把他带到自己永远也不会变成这种妖怪的国土去。中学时,母亲满足了爱因斯坦的请求,把他带到意大利。爱因斯坦放弃了德国国籍,可他并不申请加入意大利国籍,他要做一个不要任何依附的世界公民。……大战过后,爱因斯坦试图在现实的基础上建立他的世界和平的梦想,并且在“敌国”里作了一连串“和平”演说。他的思想和行动,使他险遭杀身之祸:一个抱有帝国主义野心的俄国贵族女刺客把枪口偷偷对准了他;德国右翼刺客们的黑名单上也出现了亚尔培特·爱因斯坦的名字;希特勒悬赏两万马克要他的人头。为了使自己与这个世界保持“和谐”,爱因斯坦不得不从意大利迁到荷兰,又从荷兰迁居美国,而且加入了美国国籍。他认为,在美国这个国度里,各阶级的人们都能在勉强过得去的友谊中共存下去。 (节选自《应用写作》学术月刊1985年第5-6期《爱因斯坦的反省》 十九世纪末期是物理学的变革时期,爱因斯坦从实验事实出发,重新考查了物理学的基本概念,在理论上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推动了天文学的发展。他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响。理论天体物理学的第一个成熟的方面——恒星大气理论,就是在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之韦尔奇为人情恶间的关系,解决了长期存在的恒星能源来源的难题。近年来发现越来越多的高能物理现象,狭义相对论已成为解释这种现象的一种最基本的理论工具。其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜,并推断出后来被验证了的光线弯曲现象,还成为后来许多天文概念的理论基础。 爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。他创立了相对论宇宙学,建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型,并引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念,大大推动了现代天文学的发展。
居里夫人1867.11.7出生于波兰。她是法国的物理学家、化学家。作为世界著名科学家, 居里夫人
研究放射性现象,发现镭和钋两种天然放射性元素, 她被人称为“镭的母亲”,一生两度获诺贝尔奖(第一次获得诺贝尔物理学奖,第二次获得诺贝尔化学奖)。在研究镭的过程中,她和她的丈夫用了3年零9个月才从成吨的矿渣中提炼出0.1克的镭。但在其中年时期,丈夫不幸丧生在马车的车轮底下。作为杰出科学家, 居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱,所以她的典范激励了很多人。很多人在儿童时代就听到她的故事,但得到的多是一个简化和不完整的印象。世人对居里夫人的认识,很大程度上受其次女在1937年出版的传记《居里夫人》所影响。这本书美化了居里夫人的生活,把她一生中所遇到的曲折都平淡地处理了。她能说出世上每克镭的所在地,这是她最杰出的地方。1934年她因白血病逝世。直到她死后40年,在她用过的笔记本里还有镭射线在不断释放。
斯蒂芬·威廉·霍金,英国剑桥大学应用数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家,是当今享有国际盛誉的伟人之一,被称为在世的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之王”。70年代他与彭罗斯一起证明了著名的奇性定理,为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。他还证明了黑洞的面积定理,即随着时间的增加黑洞的面积不减。这很自然使人将黑洞的面积和热力学的熵联系在一起。
詹姆斯·瓦特(James Watt,1736年1月19日 — 1819年8月19日)是英国著名的发明家,是工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进,使之成为“万能的原动机”,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为“瓦特”。
查尔斯·罗伯特·达尔文,英国生物学家,进化论的奠基人。曾乘贝格尔号舰作了历时5 年的环球航行, 对动植物和地质结构等进行了大量的观察和采集。出版《物种起源》这一划时代的著作,提出了生物进化论学说,从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。除了生物学外,他的理论对人类学、心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一
牛顿(1642-1726年)
牛顿是一个博学的人,他对数学、光学、物理学和天文学在内的一系列学科进行了研究,在1687年出版的《数学原理》中,他为经典力学奠定了基础,解释了万有引力定律和运动定律,是世界最伟大的10位科学家之一。
巴斯德(1822-1895年)
对医学科学的发展做出了巨大贡献,他为狂犬病、炭疽和其他传染病的治疗提供了方法。还发明了巴氏灭菌法,使牛奶更安全饮用,他挽救了更多的生命,是世界最伟大的10位科学家之一。
伽利略(1564_1642年)
创造了最早的现代望远镜之一,彻底改变了我们对世界的认识,成功地证明了地球围绕着太阳转,而不是反过来。发明了摆针和温度计,是近代实验科学的奠基人之一,为动力学和材料强度的科学奠定了基础,是世界最伟大的10位科学家之一。
玛丽·居里(1867-1934年)
波兰物理学家和化学家,发现元素钋和镭,并帮助将其应用到x射线领域,发明分离放射性同位素技术,她获得了诺贝尔化学和物理学奖,是世界最伟大的10位科学家之一。
阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955年)
爱因斯坦的广义相对论彻底改变了现代物理学,于1921年他获得了诺贝尔物理学奖,因为他发现了光电效应,从而形成了量子理论的基础,是世界最伟大的10位科学家之一。
达尔文(1809-1882年)
在被怀疑的背景下,始终坚持他的进化论,他收集了20多年的证据,并于1859年发表了关于物种起源的结论,恩格斯将进化论列为19世纪自然科学的三大发现之一,是世界最伟大的10位科学家之一。
哈恩(1879_1968年)
哈恩是一位德国化学家,于1939年,他发现了核裂变。他是放射化学领域的先驱科学家,发现了放射性元素和核同质异能,他于1944年被授予诺贝尔化学奖,是世界最伟大的10位科学家之一。
尼古拉·特斯拉(1856-1943年)
其在研究电磁和交流电流的领域有着举足轻重的作用,他拥有许多从电力到无线电传输等方面的多项专利,并在现代电力的发展中发挥了关键作用,现代的无线通信和无线电的基石来源于此,是世界最伟大的10位科学家之一。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦尔(1831-1879年)
在研究电磁方面有重大贡献,他在电力和动力学方面的研究奠定了量子物理学的基础。爱因斯坦对麦克斯韦说詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的作品永远地改变了世界。是统计物理学的奠基人之一,是世界最伟大的10位科学家之一。
亚里士多德(公元前384-前322)
亚里士多德是一位伟大的早期希腊科学家,他在植物学、动物学、物理学、天文学、化学、气象学和几何学等自然科学领域做过许多研究。还创办了逍遥学派,是科学的先驱者,是世界最伟大的10位科学家之一。
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