霍金能挑战杨振宁地位？那是你不懂现代物理史

霍金能挑战杨振宁地位？那是你不懂现代物理史  猫先生内涵科普 2019-02-19 10:39:13
同学们难得聊起天文知识，肯定言必及黑洞，要是三句不提一下宇宙大爆炸，浑身肯定不得劲，这都得拜霍金所赐。谁叫人家出了《时间简史》这套畅销书，卖得比大学物理教材还普及，大伙有事没事都收藏一本，放在书柜的最显眼处，至于看没看过，无所谓了。因此机缘巧合，霍金在国内群众中呼声很高，用我党的语言形容，叫群众基础很深，德高望重，不然谁会整天供起来嘛。况且老人家身残志坚，好像也没什么绯闻（这个状态闹绯闻自己都不信吧）于是乎，大有在基层舆论封神之势。
至于杨振宁先生嘛，吃瓜群众的第一反应是：当有一个八卦，摆在你面前，同学们到底要不要喷？主流选择一向是马上喷！因为根据直觉，八卦就是用来喷的，何况是名人。现在有一个这么大的瓜摆在你的面前，不仅能让你喷得爽，还能获得共鸣，你说你能忍住不吃，瞎啊！人生有多少重要的事情等着去做，早喷早清醒，喷死早升天，不要浪费时间。给你一个瓜，你不吃，回头又问天问地问伴侣，藐视科技视为不仁，伤害自己此为不义，患得患失此为不智，压抑自己此为不勇。不仁不义不智不勇的同学，不配谈恋爱。

杨振宁先生

痛心疾首啊，痛心疾首！猫先生在这里一定要澄清事实，论物理界地位，杨振宁，这个70年来第一人的巨匠，斯文扫地啊。
猫先生说这个话，外行看个热闹，内行的请听我细细讲个门道。容我喝口水，接下来篇幅有点长。 言归正传，想知道杨振宁以及霍金老人家是在哪条道上混的吗？物理学道路曲折，咱先给不认路的同学们盘盘道。
物理学从伽利略牛顿开始，一路打怪升级，最后麦克斯韦把电学和磁学一并摁下，做了个完美的收官，将所有理论归于一统，当时的普遍观点就是：总算干完了。这就是“经典物理学”。
当时普朗克想投身物理，他导师说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展，将一生献给这门学科，太可惜了。”普朗克忙表示自己胸无大志，只想修补修补，才算勉强面试合格，加入了这个没什么前途的职业。可惜后来人算不如天算，爱因斯坦领着一众泼皮，借着“两朵乌云”把经典物理大厦强拆了，随后出现了两条岔路：量子力学和相对论，这就是“现代物理学”的起点。
大厦被强拆后，物理学就换了个光景。这般田地，着实让人心痛，但总得找个念想吧！于是，物理学开始流传一个传说，只要统一了“四大基本力”，就能重建物理学大厦。

大统一理论

量子电动力学 VS 电磁力
四大基本力，简单来说就是：电磁力、弱力、强力、引力，据说这四个家伙包含了宇宙间一切作用关系。不要问为什么，猫先生没到解释这个的境界。
终于出了个猛人，不但一把撮合了量子力学，还顺手捎上了狭义相对论（不包括广义相对论），这就是“量子电动力学”；量子场论”的第一个分支。
这“场”是个什么玩意儿？“场”算是物理字典中最高级的词汇了，以后若遇见做口吐“场论”的莫名人士，为了不显得自己无知，大伙赶紧膜拜便成！
这位突破底线的哥们儿就是狄拉克，把狭义相对论引入量子力学，将薛定谔方程进化成狄拉克方程，打开了量子场论的大门。算是把电磁力和带电粒子之间的猫腻全整明白了，就问你服不服！

量子电动力学

宇称不守恒 VS 弱力
场论对量子力学的冲击，不亚于量子力学对经典物理的冲击，于是，老杨闪亮登场，对，就是我们今天的男主角：美籍华人杨振宁，其原配妻子为杜聿明长女，2003年过世，次年便娶了28岁的翁帆。2017年95岁的杨振宁正式恢复中国国籍。猫先生不想破坏文章垂直度，过度娱乐化，就不在此展开了。
老杨觉得狄拉克这样搞忒费劲，于是顺手给同学们一个标准套路，提出了“杨-米尔斯理论”。不过杨-米尔斯理论并没有引起重视，因为场论在解决弱力时直接被整崩溃了。
量子场论的概念提出之后，大伙更加认为粒子都是镜像的，你想想，凭空冒出一对粒子，那肯定是有正有负，相当于镜子里外都是对称的。这符合宏观世界观察到的大量对称现象（比如DNA结构），也符合中国古代哲学中阴阳平衡的概念，无论在哲学还是科学里，大伙都认为这种“完美对称”是自然的最基本规律。为了显得有学识一点，我们把这档子事叫做“宇称守恒”。
但好景不长，有人从宇宙射线中发现了两种新介子，这哥俩儿质量、寿命、电荷完全一样，几乎就是同一种粒子，那为啥还说是两种呢？因为它们的衰变方式不一样：第一种介子会衰变成2个π介子，第二种介子则衰变成3个π介子。为了不犯“宇称守恒”的忌讳，大伙纷纷觉得这不是一个爹妈生的，老杨一拍桌子：都瞎啊，明明就是一个爹妈生的，谁规定这世界要对称啊！
要知道，守恒和对称几乎是物理学的铁律。“宇称不守恒定律”是杨振宁和李政道共同提出，后来的实验验证由“东方居里夫人”之称的吴健雄完成，老杨由此得了诺贝尔奖。
衰变是弱力的范畴，宇称不守恒摸清了弱力的底细，老杨给场论弄了标准套路，学名“规范场论”。于是大伙一拥而上，电磁力和弱力就这么愉快地统一了，史称“电弱统一理论”。老杨于是在江湖中有了地位。

量子色动力学

量子色动力学 VS 强力
电弱统一理论的成功，才让大家认识到老杨的标准姿势简直就是一把万能钥匙，那还等啥啊，接下来就该干“强力”了。
这档事的学名叫“量子色动力学”，由盖尔曼和弗里奇所创立，基本是沿着老杨的规范场论往下做的。具体模型就别去细看了，无非就是，某粒子负责干什么活，某粒子负责干什么活，然后通过巧妙的公式，把所有已知的现象和理论连接在一起。盖尔曼在大统一的路上算是打了个下手，只能拿个诺贝尔安慰奖。由此，老杨隐隐有江湖盟主之势。
粒子标准模型
人员差不多快到齐了，看看怎样上桌组个局，这个局不但要解决粒子产生的机制，还得搞明白粒子之间的强力、弱力、电磁力这三种作用关系。这档事要取个通俗且高大上的名字，就叫“粒子标准模型”吧。

量子色动力学-2

整个模型构建过程中，诞生了成堆的诺贝尔奖。好玩的是，老杨作为基石的规范场论没得诺奖，反而是靠拿下弱力的宇称不守恒得奖。 至此，老杨的历史地位跃然纸上，稳稳封神，堪称70年来物理学界第一人。而我们的人民的好霍金，还得往后找。
其实，在这一百多年里，也有无数人削尖脑袋在相对论的路上钻研，虽然不像量子力学那样打下如此江山，但多少还是能钻出几个印子，而其中一个印子，正是霍金干的。
物理学家--霍金/娱乐家--霍金

霍金和其夫人

咱举几个霍金的例子。霍金的主要研究领域是黑洞，这显然是相对论的地盘。但是霍金推想，根据量子场论，凭空产生一对正反粒子，那么应该是正粒子被黑洞吸进去，反粒子被排斥出来，这就是著名的“霍金辐射”。
霍金另一个重要的研究领域就是宇宙，这也是相对论的范畴，霍金仍然是创造性的引入量子场论的概念，认为宇宙是没有边界的，和场论一样，就这么凭空变来变去，更深的表述就不说了，这是霍金著名的“无边界宇宙学”。
还有就是和彭罗斯一起推导了相对论中的“奇性定理”，大概是说空间无限扭曲时，会存在奇点，比如黑洞里或者宇宙大爆炸的初始状态。
霍金的理论虽然数学上非常漂亮，但无一例外，没有一个被证实，所以霍金最终也没有得诺贝尔奖。
最能说明霍金物理学成就的事，应该是“卢卡斯数学教授席位”，牛顿和狄拉克都干过这活，含金量妥妥的。客观的说，霍金是一位非常出色的物理学家，但是想在历史上论资排辈，猫先生经过论证，比老杨还是差了一大截。
至少在宣传科学这点上，霍金是当之无愧的第一人，关注度竟然达到了娱乐明星的水准，也是猫先生一生追逐的目标吧。最后说个小秘密，霍金老人家还是一个著名脱衣舞俱乐部老牌会员哦！跟大伙打赌基本都是送《阁楼》杂志的，什么？你不知道这本学术期刊，那是和《花花公子》齐名的刊物好不好。
我是随性科普的猫先生。感谢阅读。

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继续努力，写得不错