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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
实验表明夸克不能孤立存在，只有在高能量时才能观测到，所以需要一个具有渐进自由质的强相互作用理论。格罗斯和韦尔切克以及普利策的计算表明杨-米尔斯理论具有这样的质，他们分享了2004年的诺贝尔物理学奖。量子色动力学经受了很多实验的检验，比如，用粲夸克及其反粒子的束缚态解释J/ψ粒子的行为，预言电子-质子深度非弹散射偏离比约肯（James Bjorken）标度并得到实验证实，以及对夸克喷注现象的解释。1968年，费曼曾用部分子模型解释比约肯标度，部分子很快被认为就是夸克 [39]。
南部阳一郎与小林诚（Kobayashi Makoto）和益川敏英（Toshihide Maskawa）的工作都使得规范对称框架下的标准模型能够解释不对称的实验事实，因此他们分享了2008年的诺贝尔物理学奖。1972年，小林诚和益川敏英的模型提出来的时候，只有3种已知的夸克。1964年比约肯和格拉肖曾提出第4种夸克，称为粲夸克。1970年，格拉肖、伊利波洛斯（Jean Iliopoulos）和玛雅尼（Luciano Maiani）用电弱理论表明，粲夸克的存在可以解释在弱相互作用下，奇异数的改变不超过1。1974年，丁肇中组和里希特（B.Richter）组发现J/ψ粒子，确认了粲夸克的存在乃至夸克模型的真实，被称为“十一月革命”。丁肇中和里希特分享了1976年诺贝尔物理学奖。1977年，伯尔（Martin Perl）组发现τ轻子（伯尔分享了1995年诺贝尔物理学奖），表明轻子有3代，莱德曼（Leon Lederman）组发现第5种夸克。这样，小林诚和益川敏英的模型开始得到重视。第6种夸克就是1995年才发现的顶夸克。
2012年， CERN发现了希格斯粒子，次年英格莱特和希格斯分享了诺贝尔物理学奖（布劳特已于2011年去世）。
希格斯粒子的实验发现。来源：wikipedia
8. 诺贝尔奖获奖演讲中的杨-米尔斯理论
很多相关诺贝尔物理学奖获奖演讲中，都提到杨-米尔斯理论或者非阿贝尔规范理论[38]。笔者在“杨-米尔斯理论60周年”国际会议上曾将这些片段集中展示 [40]，它们足以描绘一段精彩纷呈的历史。
格拉肖（1979年获奖）：
“今天我们有一个被称作基本粒子物理学的‘标准理论’，其中强、弱和电磁相互作用都从局域对称原理给出……电磁力不仅是由光子传递，而且从局域规范不变的要求得到。这个概念在1954年被用到非阿贝尔局域对称群。”温伯格（1979年获奖）：
“到更复杂的群的推广是1954年在杨和米尔斯的一篇重要文章中作出的，他们展示了怎样构造一个强相互作用的SU(2)规范理论……在很大程度上，我们目前关于基本粒子相互作用的细节理论可以通过演绎法理解，作为对称原理和对付无穷大的可重整化原理的后果。”维尔特曼（1999年获奖）：
“因此我作出结论，杨-米尔斯理论大概是对于重整化来说最好的理论……然后从探究杨-米尔斯理论中的费曼图开始，我确定了很多发散的消失，只要这些图的外腿在质量壳上。”特霍夫特 (1999年获奖):
“1971年，我计算了场论的标度质，我尝试的第一个理论是杨-米尔斯理论……量子色动力学是一种规范群SU(3)的杨-米尔斯理论，它可以作为强相互作用的理论。”格罗斯（2004年获奖）：
“特霍夫特关于杨-米尔斯理论的可重整的杰出工作将非阿贝尔规范理论重新介绍到业内……我们判断可以计算杨-米尔斯理论的贝塔函数……普利策作了他关于杨-米尔斯理论贝塔函数的计算……我们的摘要如下：我们证明了一大类非阿贝尔规范理论直到可计算的对数修正，具有自由场的渐进行为……他的摘要如下：具体计算表明，对于任何杨-米尔斯论和很多有费米子的杨-米尔斯理论来说，微扰论很好……”南部阳一郎（2008年获奖）：
“因此电磁学的漂亮质被扩展到SU(2)非阿贝尔规范场。”小林诚 (2008年获奖):
“在规范理论的框架中，味混合源于规范对称与粒子状态的不一致。”益川敏英 (2008年获奖):
“我们开始在电弱统一规范理论中的四重夸克模型基础上研究CP破坏。”英格莱特（2013年获奖）：
“因为短程相互作用的正确理论显然要求有量子自洽，我们自然地被引到量子电动力学的推广，即杨-米尔斯理论，作为相应的长程作用的模型……为了在杨-米尔斯理论框架中将长程作用转变为短程作用，只需要给这种广义的光子赋予质量，正如我们刚刚所提的，这个做法表面上是被局域对称禁止的……因此南部-戈德斯通玻色子的消失是局域对称的后果……因此原本的南部-戈德斯通玻色子与规范场的耦合一定使得后者获得质量。这就是布劳特-英格莱特-希格斯机制的要点。”希格斯（2013年获奖）：
“安德森说‘戈德斯通零质量困难并不严重，因为我们也许可以用杨-米尔斯零质量问题来抵消它’……施温格1962年写了文章来推翻坊间的一个传说，即规范不变单独就要求光子质量为零……他提供了包含有质量的‘光子’的一个规范理论的质……7月18-19日，我想到，施温格对规范理论的表述方式挖了用来证明戈德斯通定理 的公理的墙脚。因此规范理论也许可以挽救南部的计划。”
9. 对称支配相互作用
1955年12月，外尔在苏黎世去世。此前不久，外尔将1918年的《引力与电》收入他的文集，并写了个评论 [20]：
“我的理论的最强论证是，规范不变对应于电荷守恒，正如坐标不变对应于能量和动量守恒。后来量子理论引入电子-正电子场的薛定谔-狄拉克势ψ；它具有有实验基础的规范不变原理，保证了电荷守恒，而且将ψ与电磁势ϕi联系起来，正如我猜想的理论将引力势gik与ϕi联系起来，而且用已知的原子单位而非宇宙学单位作为ϕi的测度。我认为毫无疑问，规范不变原理的正确领域在这里，而非如我1918年所相信的，在电磁力与引力的交融上。”这里外尔提到了规范不变与电荷守恒的对应关系。这在他1918年的文章里没有，但是在他1929年的文章以及泡利对规范不变的介绍中都提到了，当时已经广为人知。
将外尔的此段总结与杨振宁和米尔斯文章的摘要相对照，更显有趣。用规范原理导出电磁学是在已经了解电磁学规律之后，只是厘清理论结构，但是正如坐标变换不变决定了未知的引力，非阿贝尔规范不变决定了未知的规范相互作用。
1979年，在纪念爱因斯坦诞辰100周年的一个会议上，杨振宁总结了“对称支配相互作用”原理，指出第一个例子是爱因斯坦从坐标变换不变得到广义相对论，第二个例子是外尔从阿贝尔规范变换不变得到电磁学，第三个例子是从非阿贝尔规范变换不变得到非阿贝尔规范场 [41]。今年也是“对称支配相互作用”这一概括提出40周年。
在纪念外尔百年诞辰的演讲中，杨振宁说 [4]：
“经过理论和实验的发展，对称、李群与规范不变现在被确认在决定物理宇宙的基本力上扮演必不可少的角色。我将此原理称作对称支配相互作用。”戴森 (Freenman J. Dyson) 在普林斯顿高等研究院度过漫长的事业生涯，与外尔和杨振宁都很熟悉，是杨-米尔斯理论的另一位见证人。戴森曾经说 [42]：
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