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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
杨振宁在做报告的时候,Pauli坐在最前排,我们都知道Pauli被称为物理学的鞭子,谁做报告都不客气。杨先生做报告的时候,Pauli说同位旋粒子质量问题如何解决呢?杨振宁先生说这个问题太难了,我们考虑了,没解决。Pauli说这算什么借口,但第二天他就明白了,对杨振宁先生的工作非常认可,第二天Pauli建议杨振宁先生看薛定谔的1932年的文章,薛定谔1932年正式把相对论与狄拉克电子结合在一起,写了很了不起的文章。课本中只讲薛定谔方程,这其实不够全面,在整个物理学史上还有很多重要的人。
后来规范场论谁的表述最好呢,是同时期的哈佛大学学生肖恩,在1954年他的博士论文中将规范场论论述的特别好,最简单的指数函数,把变量扩展成矩阵,扩展成2*3矩阵,扩展成2*2矩阵,该是什么?这是Shaw的博士论文研究的内容。还有一个没太被注意的日本人,叫内山菱友,他1954年到了普利斯顿研究所,注意到杨振宁先生的工作,才知道自己的工作多么重要,所以赶紧又写了论文,并引了杨振宁先生的论文,文章在1956年发表,人们都认为他的工作比杨先生晚了很多。但是其实内山的工作由简单的李群推广到广义李群的情形,构造了广义规范理论,而且条理特别清楚,我建议读专业理论的博士,一定要读内山菱友的这篇论文。由于这篇论文是用日语发表的。因此知名度很低,内山菱友的照片都很难找,但是他是特别了不起的日本物理教育家。
四种基本相互作用,强、弱、电磁、引力相互作用,规范场论都适用,而强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用它的对应的群,SU(3)、SU(2)、SU(1)都差不多,所以它们统一比较方便,而引力虽然也是规范场论,但是它的规范比较复杂,是庞加莱群。到目前为止还没有引力和其他三种相互作用的统一,统一就是关于粒子的标准模型,什么叫做统一呢?就是一个规范群中一个场是不同的粒子场的不同分量,这是非常了不起的理论。
由物理学发展产生的启发
这个地方给大家提一个非常重要的事情,学问构成很重要的就是扩展。有学问,要有能力在平面扩展,以及更深层次的扩展,和往下深挖扩展。对于新的知识接受不是自然而然的接受,很多时候是不得已,摁着牛头喝水才接受。今天讲的这些事情,从物理说到实处,以至于引到一元二次方程、狭义相对论,在此过程中都对新的知识都不是自然而然的接受,而是把路走到这个地方不得已接受。谈到工作的时候,我特别想说,刚才我们说了虽然有些地方升教授强调独立工作,但是真正创造过程中,真正层次上互相有帮助启发的合作是非常重要的。
关于我过去三年里面讲的量子力学、相对论和规范场论,我请大家记住它产生于瑞士同一个小镇子,苏黎士,这个小镇上聚集着外尔、爱因斯坦、薛定谔,这三个人都是同时对规范场论、量子力学有贡献的人,薛定谔当时在苏黎士大学。爱因斯坦毕业于Eidgenosse,外尔在这所大学里面工作,今天随便把这所大学翻译成瑞士联邦理工就不能理解这个学校的意思,这个学校开头叫Eidgenosse,就是汉语中志同道合的人,这个学校名字会让你有所感触。这三个人他们在一起,凑到一起带给我们这么深刻的理论,也意味着他们是“同志”。这个时期在这个学校工作的,还有闵可夫斯基,他对于相对论发展也很重要。
写到这儿的时候我特别感慨,什么是天才,天才不过是受到合格教育的正常人而已,包括在座各位,包括线上那么多同志。非常抱歉和可惜的是我们都没有受到正常教育。第一个,科学巨擘的成长需要什么条件?第一,生来是那块料子。第二,他碰巧生在有教养的人家,比如杨振宁先生,父亲就是美国芝加哥大学数学博士,后来送了他去美国芝加哥大学读物理博士。第三个是长在有文化底蕴的地方。第四,年轻时要上算的上大学的大学。最后一条就是成年后身边有几个可以相互砥砺的杰出的朋友同侪,一个人在成长过程中,凑齐了这几条可以说以后前途不可限量。
德国一个小镇叫哥廷恩,哥廷恩有这么一句话,说哥廷恩之外没有生活。哥廷恩大学厉害到什么程度?高斯、韦伯、黎曼、狄里希利、希尔伯特、克莱因、闵可夫斯基、诺特、外尔等,这些都是这个地方的。我们都知道黎曼只活了40岁,做了15年数学,有一种评价,在19世纪,黎曼一个人做的数学占当时数学界一半的贡献。而且黎曼是学文科的,他到19岁的时候还弄不清楚自己要学语言还是神学,结果在大学里面遇到了高斯老师,老师说你应该去学数学,于是他到柏林大学去学数学。这就是一个好大学最重要的标配,就是大学里面要有巨擘,不是你成为那个老师的学生,而是你在校园里面能够遇到他,能够赶上他,能有那种崇高的理念,这就足够了。
许多人读物理,为什么一直读的不对?就是数学学的不对,经典电磁力学、电动力学、数学基本都是那三个人创造的,这三个人中,Hermann Grabmann是德国中学老师,又是学文科的语言学家,他创造了内机、外机这些概念。再说Clifford,Clifford享年只有34岁,但是Clifford代数以及整个相对论思想,包括引力是物质产生的,而物质不过是弯曲空间里面的涟漪,以及引力是以弯曲的波的形式传播这些话都出现在Clifford的书里面。在赶海捡贝壳时,由于落潮的时候整个沙滩上都是起伏的,判断不出哪个地方有东西,所以先用工具让沙滩平变,但是我们说物质附近的空间是弯曲的,引力是弯曲波形式,所以捋平的时候,发现有些地方无法弄平,那个地方就是有物质的,有东西的。这是日常生活中简单的智慧,但是蕴含了最深刻的道理。
请大家注意,在学相对论、规范场论这种东西时,一开始是很难,但是你学着学着慢慢感觉到它有道理,而且很深刻,就可以为你带来喜悦,大概就能学下去了,这也是我学它的经验。
关于经典力学、方程,请大家一定要读这些经典,关于规范场论写的最好的就是规范场论《黎明》的一本书,我学习过程中,从一元二次方程到规范场论,我都会在一本小册子里面记笔记。再提醒大家,如果读书都读那些自己也不懂的人写的书,你会越读越孤独的。所以读书有一个窍门,当你读一个东西读不懂的时候,最正确的做法不是书读千遍其意自现,是把这本书扔了换一本,因为总有一个人能够把这个问题讲明白,换一本书,而不是在那个地方扣,因为那个人你看不明白,道理再讲也会不明白。
这就是我给大家的建议,要读厚重的书,学深刻的知识,做从前不会的事情。有一句话在欧洲哲学里面被浓缩成:“No time to be brief”,这句话特别难翻译,就是你有时间干琐碎的事情,但是没有时间干精简的事情,我也尝试着翻译为“人生再难,不可以草草地、匆匆地辜负”。
结语
经过三年,我们把理论物理三座大山,规范场论、相对论、量子力学,都介绍过了。但是这些学问其实论难度、内涵思想都远远赶不上经典的物理,经典的物理才是思想最多的,是数学物理创造的东西,经典物理是地基的东西,其他是顶层建筑式的东西,所以真正的学问应该在经典。如果有机会,我们把经典力学、热力学、电磁学、电动力学人这些知识一点一点从平地建立起来。电动力学是我一直很害怕的东西,它里面的内容太深了。这也是为什么在过去三年里面没有讨论它的问题。
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