在理论物理学上,杨振宁创造了许多辉煌。他的最高成就是1954年与R·L·密耳斯共同提出的“杨-密耳斯规范场理论”。该理论开辟了“非阿贝耳规范场”的新研究领域,为现代“规范场”研究打下了基础。它被世界物理学家公认为是“二十世纪最伟大的理论结构之一”,是继麦克斯韦的电磁场理论、爱因斯坦的引力场理论和狄拉克的量子理论之后的最为重要的物理理论。
杨振宁的另一杰出贡献是1956年与李政道合作提出的“弱相互作用下,宇称不守恒”理论,从而推翻了原来被认为适用于一切相互作用的“宇称守恒定律”。而这个“宇称守恒定律”,本来是被视作物理学的基本定律的。他们因此获得了1957年的诺贝尔物理奖。一项科学成果,在发表的第二年就获得诺贝尔奖,这在科学史上还是第一次,这也从另一层面凸现了这一理论的重要性。
杨振宁对理论物理学的贡献范围很广,包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域。对“理论结构”和“唯象分析”,他也有多方面的贡献。他的工作有特殊的风格:独立性与创建性强,眼光深远。他近年来另一个重要工作——“Yang-Baxter方程”受到了数学家和物理学家的密切关注,并成为最热门的研究题目。
“杨-密耳斯规范场”、“宇称不守恒定律”与“Yang-Baxter方程”被公认是杨振宁的工作中达到世纪水平的三项成就。
除诺贝尔奖外,杨振宁还在1980年荣获“Rumford奖”,1986年荣获“美国国家科技奖”,1993年荣获“美利坚哲学学会”颁发的“本杰明·富兰克林奖章”,1994年荣获费城富兰克林学院颁发的“鲍威尔科学成就奖”。
创立于1743年的美利坚哲学学会是一个声誉卓著的国际学术组织,其700名成员中,仅诺贝尔奖金获得者就有100名。“本杰明·富兰克林奖章”代表该学会的最高荣誉。这个学会的执行官说,授予杨振宁“本杰明·富兰克林奖章”,是因为“杨振宁教授是自爱因斯坦和狄拉克之后20世纪物理学出类拔萃的设计师”,他和李政道的合作以及与密耳斯的合作取得的成就是“物理学中最重要的事件”,是“对物理学影响深远和奠基性的贡献”。
费城富兰克林学院是美国最具权威的学术研究机构之一。这个学院颁发给杨振宁的“鲍威尔科学成就奖“,是美国奖金额最高的科学奖(25万美金)。杨振宁是获此项殊荣的第一位物理学家。该学院的文告中称赞杨振宁的研究工作“对20世纪下半叶基础科学研究的广大领域产生了巨大的影响”,“给人类对宇宙基本作用力和自然规律提供了理解”,指出“杨-密耳斯规范场理论”已经“排列在牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的工作之行列,并必将对未来几代有类似的影响”。
为表彰杨振宁的杰出贡献,中国有关方面也报请国际机构批准,将中国科学院紫金山天文台发现的一颗编号为3421的小行星命名为“杨振宁”星。中国高能物理研究所学术委员会请他担任委员;香港中文大学聘请他担任客座教授;北京大学、复旦大学、中国科技大学、中山大学等著名院校也聘请他担任名誉教授。
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