杨振宁博士100岁生日快乐！

我与杨振宁博士第一次见面是在清华大学的露天讲台上。大概是2002年，那时我正在清华大学隔壁的一所211大学读本科，我和我的一个在清华大学读书的中学同学一同参加了这次讲座。已不太记得清讲座中杨博士分享的具体内容，只对他介绍当年在西南联大学习生活的场景有些许印象。

昨日，也就是2021年9月22日，清华大学、香港中文大学、中国物理学会为杨博士举办了他的农历百岁诞辰庆典。他是2000年全球著名科技期刊《自然》评选的人类千年以来最伟大的二十位物理学家中的唯一一位在世的物理学家。这个榜单连大家熟悉的史蒂芬·霍金都没能入选。

然而，一直以来，不少公众对杨博士存在误解，认为他被过誉了。事实上，只是因为他的贡献离普通人太过遥远，大家难以理解，也便不够了解。

中学时对物理这门学科十分热爱当时还立志要成为一名伟大物理学家的我，至今尚未写过一篇与物理相关的文章，我感到非常惭愧。今天我必须为杨振宁博士写一篇科普，希望能以通俗易懂的方式，介绍他的主要物理贡献，以此致敬杨博士的百岁生日。

在牛顿时代和之后的200年间，物理学家做研究的方法是做各种实验，发现规律，并用数学公式去拟合，牛顿三大定律就是这样得来的。当时的物理研究几乎就是这样反复地进行实验，发现规律，找到公式。

这种研究方法非常好，但让后来者产生了路径依赖，并限制了物理学的发展，直到爱因斯坦的出现。爱因斯坦遇到的问题无法通过做实验来解决，他索性跳出了前人的条条框框，选择一条新的路子——思维实验，通过自己超凡的大脑来想象和推理各种物理实验的场景和结果，从而给出了严谨的数学公式，然后待到时机成熟之时再通过现实的实验来证明。正是打破了对前辈大师的路径依赖，爱因斯坦发现了“狭义相对论”和“广义相对论”，开辟了一个崭新的时代。

和爱因斯坦类似，在杨振宁之前，包括费曼、泡利、朗道等物理大师，在研究遇到瓶颈的时候，都不愿意假设宇称不守恒（一个基本粒子与它的镜像粒子的所有性质也完全相同，运动规律也完全一致，这就是宇称守恒）。直到杨振宁和李政道的出现。同是华人物理学家的他们二人于1956年发表了论文《对于弱相互作用中宇称守恒的质疑》，提出“弱相互作用中宇称不守恒”，从而再一次打破了路径依赖。诺贝尔奖组委会立马把1957年诺贝尔物理学奖颁给了杨振宁和李政道。仅仅提出一年之后就获得诺贝尔物理学奖，这个速度在诺奖史上创下了纪录。

“它影响了整个物理学界的方方面面，是囊括了分子、原子和基本粒子物理的一个基本革命。”即便如此，宇称不守恒还并非杨振宁最重要的成就。他最重要的成就是“规范场论”。这像极了爱因斯坦：在爱因斯坦提出了伟大的狭义相对论之后，更加伟大的广义相对论在随后若半年后横空出世，奠定了爱因斯坦在物理学历史中不可撼动的神一般的地位。

在说“规范场论”之前，先要说说“大一统理论”。

宇宙中存在着四种力：引力、电磁力、强力和弱力。物理学的终极目标，就是找到可以统一解释这四种力的理论，从而揭开造世主的奥秘。这个统一的理论，就是“大一统理论”。如果谁能建立“大一统理论”，谁就将成为有史以来最伟大的物理学家。

这300多年来，先是牛顿发现了引力，接着麦克斯韦搞定了电磁力。但问题立即出现了——麦克斯韦方程组和牛顿力学框架居然是矛盾的。正在大家议论纷纷不知所措之时，爱因斯坦站了出来，他提出的狭义相对论很好地安置了电磁力。爱因斯坦随后又提出广义相对论，这个理论又很好地安置了引力。

接下来物理学最重要的任务，就是把引力和电磁力统一了。但遗憾的是，爱因斯坦穷尽了后半生，也未能完成这个统一大业。不但没完成统一，更加麻烦的事情出现了：随着实验仪器的进步，人们在原子核内部发现了两种新的力：强力和弱力。

强力就是把质子和中子结合在原子核中的那种力。弱力就是让原子核发生衰变的那种力。所有物理学家对此一筹莫展，连如何描述它们都不知道。这时候，杨振宁带着学生米尔斯，提出了“杨-米尔斯规范场论”，给迷雾重重的物理学指明了方向。宇宙中存在着四种力，除了引力之外，规范场论统一了另外三种力，朝着“大一统”迈出了非常关键的一步。规范场论的核心是“杨-米尔斯方程”，这个方程有多牛？有7个诺贝尔奖，是直接利用“杨-米尔斯方程”拿到的；有几十个诺贝尔奖，是和杨振宁提出的理论有关；还有6个“数学界诺贝尔奖”，也是研究“杨-米尔斯方程”得到的。

杨振宁的几大研究，几乎奠定了整个20世纪后半叶基础物理学的总成就。华裔诺贝尔物理奖获得者丁肇中这样评价杨振宁：“提到20世纪物理学的里程碑，我们首先想到三件事：一是相对论，二是量子力学，三是规范场。”美国声誉卓著的鲍尓奖，在给杨振宁颁奖时评价说：“这个理论模型，已经与牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的成就比肩，并必然将对未来产生可相提并论的影响。”

杨振宁回国之后，本该安享晚年，但却依旧投身在了物理学的前沿研究工作中，参与建设了60多个顶级物理实验室，并亲自在实验室做研究。当时已经80多岁的他，全部研究工作几乎都是自己独力而为，有时最多也就一个合作者。他以清华大学的名义发表SCI论文30多篇，将冷原子、凝聚态物理科研水平一下子提高了几十年……

2019年5月，著名经济学家张五常说过这样一句话：“在中国的悠久历史上，算得上是科学天才的有一个杨振宁，算得上是商业天才的有一个任正非。其他的天才虽然无数，但恐怕不容易打进史书去。”

能在清华大学的校园内面对面倾听杨振宁博士的分享，是我难以忘怀的幸福；能与杨振宁博士在同一个国度、同一个时代共同生活，更是我今生最大的幸运。这样的幸福和幸运，不应被轻易忽略和辜负。至少我们要多向我们的下一代宣扬科学家精神，培养和引导他们对科学的热爱。

致敬科学！致敬杨振宁博士！杨博士100岁生日快乐！