【俗说量子】对称性展现数学之美，杨振宁奠基粒子物理（第20期）

说起杨振宁，可以算是当今物理领域的泰山北斗了，杨振宁最最出名的就是他的“杨-米尔斯”理论，它是麦克斯韦方程组的延伸，从数学观点讲，是从描述电磁学的阿贝尔规范场论到非阿贝尔规范场论的推广。它是量子场论的基础理论，是统一之路上的有力工具。在该理论发表之初的一次物理演讲会上，杨振宁正在讲台上讲述着他的理论，台下坐着一堆大师级的人物，当他讲到预言一种静质量为0的粒子存在时，怼神泡利问他：“静质量为0的粒子？”杨振宁一本正经的回答：“是的，先生，理论上可能存在。”泡利：“在哪里？”杨振宁谈谈的说“我不知道”。在演讲上被著名的怼神质疑，无疑是判了死刑，也许演讲结束，杨振宁就要卷铺盖走人了，这时候原子弹之父奥本海默打破僵局，他示意泡利停止，并对着杨振宁说：“小伙子，请你讲下去。” 当时，杨振宁的理论并没有引起重视，直到有研究者在研究电弱统一的时候，发现了杨米尔斯理论的妙处，于是，杨米尔斯理论在统一之路上大放异彩，在20世纪的70年代，掀起了一场“量子场论”的革命，物理学家们前赴后继的投入量子场论的研究（弦论的寒冬），那也是一个粒子物理的黄金时代，伴随着一个个重大的突破，当时为了理论有实验上的验证，美国和欧洲都建立起了大型强子对撞机，在那个年代，一个个费米子在美国被发现，一个个玻色子在欧洲被发现。直到2012年，希格斯玻色子也被发现了，这无疑是杨米尔斯理论的伟大胜利。 可是，我们在进行将强力弱力电磁力与引力统一在一起的道路上却遇到了困难，以往的重整化方法也不能消除无穷大的问题，所谓的重整化只不过是将问题推至微观层面，就像是满是灰尘的地面，我们只是将灰尘扫进了地毯下面，当我们掀开地毯，灰还在那里，但我们没有地毯可以藏灰了，这一下子陷入了困境。爱因斯坦大佬在晚年致力于统一引力和弱力就遭到了失败，现在我们也尝到了爱因斯坦大师的无奈。

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本次纠缠时间30分钟[黑洞][脱单doge][黑洞]

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狄拉克推算出反物质的时候 也被人多几问到反物质在哪里，[笑哭]他人话本来就少，被问得多了，就说质子就是，其实他也知道这不可能，还是需要实验观察来证明。 我怀疑居里夫人实验观测到过正电子， 可能这东西出现得少，被她当成误差忽略了[笑哭]

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黑洞是Delta位势阱吗？ 狄拉克δ函数可看作是在原点处无限高、无限细，但是总面积有限的一个尖峰，在物理上代表了理想化的质点。 Delta位势阱是一个阱内位势为负狄拉克δ函数，阱外位势为0的位势阱。 而黑洞在广义相对论的计算是一个质能集中于奇点，体积无限小，密度无限大的物体，奇点也是物理上理想化的质点。 广义相对论在计算无交互作用的孤立粒子的能动张量用的也是狄拉克δ函数。 由此可以得出，黑洞是Delta位势阱，且同时间点，与奇点不同距离的测地线，自无穷远处至0的变化，对应标准差自无穷大至0的正态分布曲线；同测地线随时间点0至无穷的变化，对应标准差自无穷大至0的正态分布曲线。 当粒子概率性出现于某处，相对于该处的概率密度，"随后出现在概率密度较高的位置"的概率大于"随后出现在概率密度较低的位置"的概率，对应热力学涨落定理的熵增概率与熵减概率。 当时空受到单一理想化正能量质点弯曲，将量子力学、相对论、热力学一同考虑，距离质点越远，概率密度越低，时间越早，熵越小；距离质点越近，概率密度越高，时间越晚，熵越大。

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我看过一个说法，要解释一个自然现象可以有很多种理论（比如古代不同地方都创造出神这个概念去解释万物）。要证伪是很难的，一般是靠证实，每多预言一个还没发现的现象或粒子，可信度就高一层。弦论其中一个问题在于他纯靠数学推导出来，但是预言一直翻车，解释说能量不够看不到，要造更大的对撞机。这个也不能说借口，毕竟的确随着人类发展，很多理论才被检验是否正确，但是会让人越拉越失去信心。另外数学只是工具，不是万能的。

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泡利藏着多少东西[笑哭]

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外尔Weyl把U（1）群的整体规范对称性推广到了局域，泡利1941年论文表明U（1）群整体规范对称性对应电荷守恒，其局部规范对称性则对应电磁理论。而同样是整体规范对称性的同位旋守恒，推广到局部是不是也会推导出什么理论呢？于是，杨振宁试图把SU（2）群的整体规范对称也推广到局域。不过与泡利的情况不同的是，U（1）群（1×1矩阵）是阿贝尔群，这个过程很简单，但SU（2）群（2×2矩阵）是非阿贝尔群，这个就麻烦了。神仙的是，杨振宁的父亲杨武之先生恰好就是研究群论的数学家，杨振宁从中学开始就接触群论了，所以他是出了名的数学水平高，这也就是为什么他能发现数学之美。于是乎各种机缘巧合之下，杨振宁先生用了十多年时间，终于发表了那篇划时代的论文。（改编自长尾科技《杨-米尔斯理论说了啥？》）

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建议up可以简单介绍一下规范场论，为什麽电荷守衡/U(1)对称能推导出电磁场的存在。这段推导太优美了，而且相对上数学要求不高（需要一点点微分的概念），如果能弄懂就更能明白现在物理理论为什麽这麽执着於对称性

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一路走好，杨振宁先生

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普通人不看科教版，只看娱乐版！ 何况杨振宁的理论都不是科教版，是专业期刊...............

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学物理前：“拜托，学物理超酷的好吗，有谁能拒绝探寻自然规律这么美妙的事呢？” 学物理后：“OK兄弟们！全体目光向我看齐！看我看我，我宣布个事儿！我是个**！”原视频:BV1qY411x7uu

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但光是考虑所谓“数学之美”，也会走上弦论之类的歧路啊

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现在这套理论已经受到质疑站不稳了，美国费米实验室测量出的基本粒子质量与理论预测极度不符合，这说明理论与实验总有一个是错的。

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对称性投稿

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感觉数学是更高纬度的工具，就跟门捷列夫的元素周期表一样，我不知道但是我已经算出来了，甚至许多元素还是地球没有的，但是数学的自洽性让它们本该就在那。

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所有表象都会骗你，但数学不会，数学不会就是不会。[doge][doge][doge]

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谢谢，孩子睡的很香。[doge]

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嗯 刚看完AC的QCD[doge]

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杨振宁是还活着的最伟大的科学家

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试图让我们能听懂杨振宁的物理理论[滑稽]我看你是枉费心机

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