1956年,楊振寧與李政道合作,敏銳地指出了在弱相互作用中宇稱可能不守恒這一石破天驚的猜想。此前,“宇稱守恒”被視為物理學(xué)中鐵一般的定律,如同能量守恒一樣自然。他們的論文,像一把利刃,劃開了被奉為圭臬的認(rèn)知帷幕。隨后,吳健雄博士以精妙的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他們的預(yù)言。1957年,楊振寧與李政道因此共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。從提出理論到獲諾獎,僅用時(shí)一年,其顛覆性及正確性由此可見。這一發(fā)現(xiàn),不僅解決了所謂的“θ-τ之謎”,更深層次地,它揭示了自然規(guī)律并非在任何情況下都完美對稱,“對稱性破缺”是宇宙演化和物質(zhì)構(gòu)成的基本法則之一。這一思想,深刻地影響了其后半個(gè)多世紀(jì)的物理學(xué)發(fā)展。
如果說宇稱不守恒是楊振寧名揚(yáng)天下的成就,那么楊-米爾斯規(guī)范場論,則是他留給物理學(xué)界乃至全人類的、更為宏偉和深刻的遺產(chǎn)。
這個(gè)理論將電磁相互作用中“規(guī)范不變”的思想推廣開來,為描述強(qiáng)相互作用和弱相互作用提供了基本的數(shù)學(xué)框架。它可以被理解為物理世界“力”的根源性幾何語言。盡管最初的模型存在一些技術(shù)困難,但經(jīng)過后來眾多物理學(xué)家的努力(如希格斯機(jī)制等),以此理論為骨架,最終構(gòu)建起了描述強(qiáng)、弱、電磁三種基本相互作用的“標(biāo)準(zhǔn)模型”。
今天,標(biāo)準(zhǔn)模型經(jīng)歷了無數(shù)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),其預(yù)言的粒子(如希格斯玻色子)逐一被發(fā)現(xiàn),成為人類理解微觀世界最成功的理論。有物理學(xué)家評價(jià),楊-米爾斯方程是繼麥克斯韋方程組和愛因斯坦廣義相對論方程之后,物理學(xué)史上最偉大的方程之一。正是這一工作,奠定了楊振寧與麥克斯韋、愛因斯坦比肩的歷史地位。
楊振寧的人生軌跡,深刻烙印著20世紀(jì)中國知識分子的家國情懷與時(shí)代變遷。他早年負(fù)笈海外,在學(xué)術(shù)的巔峰期加入了美國籍。然而,他從未忘記自己的根。在中美關(guān)系冰封的年代,他是最早回國訪問的華裔科學(xué)家之一,為中國的科學(xué)教育、理論物理研究播下了種子,架起了與國際學(xué)術(shù)界溝通的橋梁。他積極協(xié)助創(chuàng)建多個(gè)研究中心,引薦人才,將世界最前沿的科學(xué)思想帶回故土。