楊振寧

楊振寧（1922年10月1日—），出生于安徽省合肥市，世界著名物理學家，現任香港中文大學講座教授、清華大學教授、美國紐約州立大學石溪分校榮休教授、中國科學院院士、美國國家科學院院士、臺北“中央研究院”院士、香港科學院名譽院士、俄羅斯科學院院士、英國皇家學會會員、東莞理工學院名譽校長，1957年獲諾貝爾物理學獎。是中美關系松動后回中國探訪的第一位華裔科學家，積極推動中美文化交流和中美人民的互相了解，在促進中美兩國建交、中美人才交流和科技合作等方面作出了重大貢獻。2017年恢復中國國籍。

在粒子物理學、統計力學和凝聚態物理等領域作出了里程碑性貢獻。20世紀50年代和R.L.米爾斯合作提出非阿貝爾規范場理論；1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇稱不守恒定律；在粒子物理和統計物理方面做了大量開拓性工作，提出楊－巴克斯特方程，開辟量子可積系統和多體問題研究的新方向等。還推動了香港中文大學數學科學研究所、清華大學高等研究中心、南開大學理論物理研究室和中山大學高等學術研究中心的成立。

2022年3月，2021感動中國年度人物名單公布，楊振寧在列。

?相變理論

統計力學是楊振寧的主要研究方向之一。他在統計力學方面的特色是對扎根于物理現實的普遍模型的嚴格求解與分析，從而抓住問題的本質和精髓。1952年楊振寧和合作者發表了3篇有關相變的重要論文。第一篇是他在前一年獨立完成的關于2維Ising模型的自發磁化強度的論文，得到了1/8這一臨界指數。這是楊振寧做過的最冗長的計算。Ising模型是統計力學里最基本卻極重要的模型，但是它在理論物理中的重要性到20世紀60年代才被廣泛認識。1952年，楊振寧還和李政道合作完成并發表了兩篇關于相變理論的論文。兩篇文章同時投稿和發表，發表后引起愛因斯坦的興趣。論文通過解析延拓的方法研究了巨配分函數的解析性質，發現它的根的分布決定了狀態方程和相變性質，消除了人們對于同一相互作用下可存在不同熱力學相的疑惑。這兩篇論文的高潮是第二篇論文中的單位圓定理，它指出吸引相互作用的格氣模型的巨配分函數的零點位于某個復平面上的單位圓上。

楊振寧

?玻色子多體問題

起源于對液氦超流的興趣，楊振寧在1957年左右與合作者發表或完成了一系列關于稀薄玻色子多體系統的論文。首先，他和黃克孫、Luttinger合作發表兩篇論文，將贗勢法用到該領域。在寫好關于弱相互作用中宇稱是否守恒的論文之后等待實驗結果的那段時間，楊振寧和李政道用雙碰撞方法首先得到了正確的基態能量修正，然后又和黃克孫、李政道用贗勢法得到同樣的結果。他們得到的能量修正中最令人驚訝的是著名的平方根修正項，但當時無法得到實驗驗證。不過，這個修正項隨著冷原子物理學的發展而得到了實驗證實。

?楊—Baxter方程

20世紀60年代，尋找具有非對角長程序的模型的嘗試將楊振寧引導到量子統計模型的嚴格解。1967年，楊振寧發現1維δ函數排斥勢中的費米子量子多體問題可以轉化為一個矩陣方程，后被稱為楊—Baxter方程（因為1972年Baxter在另一個問題中也發現這個方程）。1967年，楊振寧還寫了一篇于翌年發表的文章，進一步探討了此問題的S矩陣。后來人們發現楊—Baxter方程在數學和物理中都是極重要的方程，與扭結理論、辮子群、Hopf代數乃至弦理論都有密切的關系。楊振寧當年討論的1維費米子問題后來在冷原子的實驗研究中顯得非常重要，而他在文中發明的嵌套Bethe假設方法次年被Lieb和伍法岳用來解出了1維Hubbard模型。Hubbard模型后來成為高溫超導的很多理論研究的基礎。

?1維δ函數排斥勢中的玻色子在有限溫度的嚴格解

1969年，楊振寧和楊振平將1維δ函數排斥勢中的玻色子問題推進到有限溫度。這是歷史上首次得到的有相互作用的量子統計模型在有限溫度（T>0）的嚴格解，這個模型和結果后來在冷原子系統中得到實驗實現和驗證。

?超導體磁通量子化的理論解釋

1961年，通過和Fairbank實驗組的密切交流，楊振寧和Byers從理論上解釋了該實驗組發現的超導體磁通量子化，證明了電子配對即可導致觀測到的現象，澄清了不需要引入新的關于電磁場的基本原理，并糾正了London推理的錯誤。在這個工作中，楊振寧和Byers將規范變換技巧運用于凝聚態系統中。相關的物理和方法后來在超導、超流、量子霍爾效應等問題的研究中廣泛應用。

楊振寧

?非對角長程序

1962年，楊振寧提出“非對角長程序（off-di-agonal long-range order）”的概念，從而統一刻畫超流和超導的本質，同時也深入探討了磁通量子化的根源。這是當代凝聚態物理的一個關鍵概念。1989到1990年，楊振寧在與高溫超導密切相關的Hubbard模型里找到具有非對角長程序的本征態，并和張首晟發現了它的SO（4）對稱性。

?弱相互作用中宇稱不守恒

對稱性是物理學之美的一個重要體現，是20世紀理論物理的主旋律之一。從經典物理以及晶體結構，到量子力學與粒子物理，對稱性分析是物理學中的有力工具。楊振寧對粒子物理的諸多貢獻表現出他對對稱性分析的擅長。他往往能準確利用對稱性，用優雅的方法很快得到結果，并且突出本質和巧妙之處。1999年，在石溪（Stony Brook）的一次學術會議上，楊振寧被稱為“對稱之王（Lord of Symmetry）”。

1950年，楊振寧關于p0衰變的論文以及他和Tiomno關于β衰變中相位因子的論文奠定了他在此領域中的領先地位。1956年，θ-τ之謎是粒子物理學中最重要的難題，當時普遍討論宇稱是否可以不守恒。楊振寧和李政道從θ-τ之謎這個具體的物理問題走到一個更普遍的問題，提出“宇稱在強相互作用與電磁相互作用中守恒，但在弱相互作用中也許不守恒”的可能，將弱相互作用主宰的衰變過程獨立出來，然后經具體計算，發現以前并沒有實驗證明在弱相互作用中宇稱是否守恒。他們更指出了好幾類弱相互作用關鍵性實驗，以測試弱相互作用中宇稱是否守恒。吳健雄于1956年夏決定做他們指出的幾類實驗中的一項關于60Co β衰變的實驗。次年1月，她領導的實驗組通過該實驗證明在弱相互作用中宇稱確實不守恒，引起全物理學界的大震蕩。因為這項工作，楊振寧和李政道獲得1957年的諾貝爾物理學獎。

?時間反演、電荷共軛和宇稱三種分立對稱性

因為質疑弱相互作用中宇稱是否守恒的論文預印本，所以Oehme于1956年8月致信楊振寧提出弱相互作用中宇稱（P）、電荷共軛（C）、時間反演（T）三個分立對稱性之間的關系的問題。這導致楊振寧、李政道和Oehme發表論文57e，討論P、C、T各自不守恒之間的關系。此文對1964年CP不守恒的理論分析有決定性的作用。

?高能中微子實驗的理論探討

1960年，為了得到更多弱相互作用實驗信息，利用實驗物理學家Schwartz的想法，李政道和楊振寧在理論上探討了高能中微子實驗的重要性。這是關于中微子實驗的第一個理論分析，引導出后來許多重要研究工作。

楊振寧

?CP不守恒的唯象框架

1964年，實驗上發現CP不守恒后，引發出眾多亂猜其根源的文章。楊振寧和吳大峻沒有理會那些脫離實際的理論猜測，而作了CP不守恒的唯象分析，建立了后來分析此類現象的唯象框架。這反映了楊振寧腳踏實地的作風，也明顯顯示出他受到的Fermi的影響。

?楊—Mills規范場論

1954年，楊—Mills規范場論（即非阿貝爾規范場論）發表。這個當時沒有被物理學界看重的理論，通過后來許多學者于20世紀60年代到20世紀70年代引入的自發對稱破缺觀念，發展成標準模型。這被普遍認為是20世紀后半葉基礎物理學的總成就。

楊振寧和Mills的論文，從數學觀點講，是從描述電磁學的阿貝爾規范場論到非阿貝爾規范場論的推廣。而從物理觀點上講，是用此種推廣發展出新的相互作用的基礎規則。

在主宰世界的4種基本相互作用中，弱電相互作用和強相互作用都由楊—Mills理論描述，而描述引力的愛因斯坦的廣義相對論也與楊—Mills理論有類似之處。楊振寧稱此為“對稱支配力量”。楊—Mills理論是20世紀后半葉偉大的物理成就，楊—Mills方程與Maxwell方程、Einstein方程共同具有極其重要的歷史地位。

?規范場論的積分形式

楊—Mills理論還把物理與數學的關系推進到一個新的水準。1970年左右，楊振寧致力于研究規范場論的積分形式，發現了不可積相位因子的重要性，從而意識到規范場有深刻的幾何意義。

?規范場論與纖維叢理論的對應

1975年，楊振寧和吳大峻發表了論文75c，用不可積相位因子的概念給出了電磁學以及楊—Mills場論的整體描述，討論了Aharonov—Bohm效應和磁單極問題，揭示了規范場在幾何上對應于纖維叢上的聯絡。這篇文章里面附有一個“字典”，把物理學中規范場論的基本概念準確地“翻譯”成數學中纖維叢理論的基本概念。這個字典引起數學界的廣泛興趣，大大促進了數學與物理學以后幾十年的成功合作。

論文：大約300篇發表于《物理評論》《物理評論通訊》等

楊振寧

著作：

《論文選集與后記1945-1980》（英文），（佛里門公司，1983）

《楊振寧文集》（中文），（上海華東師范大學出版社，1998）

《曙光集》（中文），（簡體版，北京三聯書店；繁體版，八方文化創作室，2008）

2018年5月，楊振寧及其夫人翁帆編著的科學隨筆《晨曦集》出版發行。

此外，還有《對弱相互作用中宇稱守恒的質疑》《基本粒子發現簡史》《讀書教學四十年》《科學、教育和中國現代化》《科學的品格》《新世紀的科技》《20世紀的物理學》《對稱與物理》等。

1966年，任紐約州立大學石溪分校艾伯特·愛因斯坦講座教授兼理論物理研究所所長。

楊振寧

1982年，出任香港中文大學物理系榮譽講座教授。

1995年，應聘擔任華僑大學名譽教授。

1997年，出任清華大學高等研究中心榮譽主任。

2004年11月，受聘海南大學特聘教授。

2009年，兼任廣東東莞理工學院名譽校長。

2018年4月，擔任西湖大學校董會名譽主席。

2020年8月，受聘擔任安徽大學紐約石溪學院名譽院長。

諾貝爾物理學獎章及證書（現藏香港中文大學）

諾貝爾物理學獎章及證書（現藏香港中文大學）

楊振寧

1958年，當選臺灣“中央研究院”院士。

1965年，當選美國國家科學院院士。

1993年，當選英國皇家學會會員。

1994年，當選為中國科學院外籍院士。

1996年，獲清華大學、上海交通大學兩所大學頒授榮譽博士學位。

1997年，獲頒香港中文大學榮譽理學博士學位。

1999年，被紐約州立大學石溪分校授予一等榮譽博士學位。

2015年3月，被臺灣大學授予名譽理學博士學位。

2015年3月，被澳門大學授予2014年度榮譽博士學位。

2017年2月，已放棄外國國籍成為中國公民的中國科學院外籍院士楊振寧教授正式轉為中國科學院院士。

此外，楊振寧還獲得俄羅斯科學院院士、教廷宗座科學院（羅馬教皇學院）院士以及巴西科學院、委內瑞拉科學院和西班牙皇家科學院等多個歐洲和拉丁美洲科學院的院士榮銜，以及多家大學的榮譽博士學位。

2019年12月，入選“中國海歸70年70人”榜單。

2021年12月，入選《2021中國品牌人物500強》榜單，位列第28名。

2022年3月，2021感動中國年度人物名單公布，楊振寧在列。

1997年5月25日，中國科學院和江蘇省人民政府宣布，國際小行星中心根據中國科學院紫金山天文臺提名申報，將該臺于1975年11月26日發現，國際編號為3421號小行星正式命名為“楊振寧星”。

1999年5月，紐約州立大學石溪分校將理論物理研究所命名為“楊振寧理論物理研究所”。

2004年4月21日，清華大學設立“楊振寧講座基金”，用于聘請國際著名教授及杰出年輕學者來清華大學高等研究中心潛心從事科學研究。

2008年11月29日，楊振寧當選“改革開放三十年中國最有影響的海外專家”。

2020年12月18日，入選2020中國品牌人物500強，排名49。

2021年5月14日，楊振寧“楊振寧資料室”揭牌儀式在清華大學圖書館北館舉行。