有很多朋友会将爱因斯坦的成就排在牛顿之前,他们两个无论是谁在先,谁在后,其实都不影响他们在科学界的地位,即使爱因斯坦的广义相对论将牛顿拉下了神坛,但他在科学史上的地位是没有人可以替代的!而杨振宁,则是在科学过了二十世纪初的黄金时间之后,在次白银时代仍然取得了举世瞩目的成绩,按杨振宁的科学成就论,他完全可以排得上第二梯队的顶尖级别。
爱因斯坦的科学成就
爱因斯坦最被人熟知的成就是狭义相对论和广义相对论,当然还以其他一大波成就,包括获得诺贝尔奖的光电理论,我们着重介绍下狭义和广义相对论!
狭义相对论
在麦克斯韦的电磁大一统理论推导出光速不变,以及迈克尔逊莫雷实验零结果,还有洛仑兹为解释莫雷实验零结果与庞加莱的同时性和相对性概念的背景下,爱因斯坦在1905年发表了狭义相对论。如果爱因斯坦不推出狭义相对论,最多5年后也会有人推出!而这个人很可能是洛仑兹或者庞加莱!
当然各位不要误解爱因斯坦狭义相对论的重要意义,因为爱因斯坦果断坚决的抛弃了以太论,引入了光速不变以及相对性原理,推出了相对论,这在善于打破规矩的爱因斯坦看来也许并没有特别之处,但在经典力学统治了三百年的二十世纪初,实在值得庆贺!
广义相对论
如果说狭义相对论是集众人之大成,那么广义相对论则完全是爱因斯坦一个人的成就,在十九世纪末这个物理大厦已经建成,曾经开尔文勋爵这样形容,未来物理界只能在小数点后6位发挥,而普朗克导师则建议他不要学物理了!
但短短数十年后的1915年,爱因斯坦的广义相对论横空出世,直接将打破了牛顿的时空观,世界进入广义相对论的引力场时空中,这在科学史上是值得大书特书的一笔,利用广义相对论,甚至能计算出宇宙的过去和未来,结合狭义相对论中附加篇,就能将宇宙诞生、物质由来以及宇宙的发展和未来做一个整体的描述,这也许是有史以来的第一次。
广相的宇宙时空
与爱因斯坦同级别的科学家
前文我们说了,广义相对论将牛顿拉下了神坛,但这并不影响牛顿的地位,因为他是近代科学的创始人,因为牛顿之前的科学叫做自然哲学,尽管科学到现在仍然可能会新的类目加入,但牛顿对科学这个范式影响是开创性的!
而另一位则是麦克斯韦,他统一了电磁理论影响同样是颠覆性的,推导出的光速不变理论甚至影响了狭义相对论的诞生,费曼曾经很夸张的形容麦克斯韦,说和他的电磁理论相比,美国内战纯粹就是区域性意义!
这三尊大神都有一个特点,都独立开创自己的理论,无数后人在他们的理论中受益,因此大部分科学家的排行榜前三位就是这三尊大神!
杨振宁的成就
从爱因斯坦的广相到杨振宁学术中最著名的杨米尔斯方程和杨巴克斯方程,中间还有四十多年的时间,中间科学家无数,其成就同样举世瞩目,我们下文再表,先说说杨振宁的杨米尔斯方程的意义!
其实杨振宁当初推出杨米尔斯方程时他并不知道这个方程能干什么,就像广相刚出来时大家都不知道它到底有多大意义,但在1960年代引入对称性破缺机制后,杨米尔斯方程的重要性就开始显现。
1967年温伯格和格拉肖在引入规范对称的自发破缺,将电弱统一理论建立在了杨-米尔斯场论,引入希格斯机制,提出了具有U(1) ×SU(2)规范对称性的电弱理论。
1972年弗里兹希和盖尔曼提出了具有SU(3)规范对称性的杨-米尔斯理论, 建立了量子色动力学。
粒子物理标准模型的两大支柱,电磁力和弱力的电弱理论和描述强力的量子色动力学在杨米尔斯方程的背景下建立。其实杨振宁还有一个诺贝尔奖,就是宇称不守恒定律,和爱因斯坦的光电理论一样,低于其未获奖的成就。
和杨振宁同级别的科学家
杨振宁所在的第二梯队中也是人才济济,比如统计物理学家玻尔兹曼、标准模型重大贡献的费米、温伯格以及量子力学奠基人普朗克,波尔和薛定谔与狄拉克等一大波大神。
杨振宁的成就在第二梯队中也是顶尖的,而且他还在多个领域有所建树,确实有些爱因斯坦的风范,有些不务正业,但在每一个领域的研究都是常人难以企及的。这个资格算,可能是第四或者第五的级别。