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第七百八十五章 他和她為人類了解世界的物質本源作出了偉大的貢獻!(2/2)

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牛頓以一本《自然哲學的數學原理》,把數學引入了自然科學的國度,一舉拿下了當時天上和地下所有的力;麥克斯韋以他的方程組,一舉統一了電、磁以及光;這兩位大神的理論,將所有已知自然現象背後的力都歸結為引力和電磁力。

而當愛因斯坦橫空出世,用狹義相對論融合了電磁力,又用廣義相對論消化了引力,在物理大一統的道理上邁出輝煌的一步。唯一可惜的是,愛因斯坦也未能將狹義相對論與廣義相對論完全統一起來,從而實現引力和電磁力無縫融合、用一套理論解釋全部物理現象。

後來隨著科技的進步,物理學家們勐然發現,除了引力和電磁力外,居然還有強力(強相互作用力)以及弱力(弱相互作用力),物理由此進入「引力、電磁力、強力、弱力」四國鼎立的局面!

這就很讓人頭疼了,明明都以為只要完成愛因斯坦未竟的偉業,就能完成物理的大一統,誰曉得又殺出了「強力」、「弱力」這兩隻攔路虎?

物理學家們不得不開始致力於研究強力與弱力,但都沒什麼大的成果,直到1954年,楊老先生和米爾斯聯名發表了偉大的論文《同位旋守恆和同位旋規範不變性》和《同位旋守恆和一個推廣的規範不變性》,宣布了楊-米爾斯理論的誕生。

這是一套非常基礎卻非常有效的物理理論,它是現代粒子物理學的基礎,為強相互作用力、弱相互作用力和電磁力相互作用提供了一個統一的框架,它最大的特點就是延續並將愛因斯坦的「研究方法」發揚光大,並指導了前沿科學的發展方向。

要知道絕大多數物理理論,都是通過做各種實驗,測量各種數據,分析數據里的規律,形成理論,再通過稱為「定理定律」數學公式,從數學上完成對理論、數據的關聯。即實驗得出推測,推測形成理論,理論形成對稱性。

——大概又有人問對稱性是什麼玩意?這裡就涉及到一個很關鍵的數學理論「群論」了,簡單來說,對稱性就是由數學上的群論來表述「對稱群為連續群和分立群的情形分別被稱為連續對稱性和分立對稱性」,得國數學家威爾將把這套數學方法運用於物理學,稱「規範對稱對物理學至關重要」。

我們不必完全理解「對稱性」,只需要知道,對稱性就是理論的核心原理就行了。

經典力學中多數理論、比如牛頓和麥克斯韋的理論,都是以這樣傳統的研究方法得出來的。

但愛因斯坦開創了新的模式,那就是從對稱性研究,得出理論,再通過實驗來驗證——在這裡,對稱性研究變成了決定理論的核心。這種全新的研究模式是由理論物理學家提出預測,再由實驗物理學家將之驗證。廣義相對論就是這樣來的,它首次把引力場等效成時空的彎曲,直到2022年9月,廣義相對論的核心原理才獲最精確檢驗,這距離愛因斯坦提出廣義相對論的1915年,已過去了107年。

扯遠了,我們回歸楊-米爾斯理論,楊-米爾斯理論就將愛因斯坦的這套新模式發揚光大,它通過群論這個破解對稱性的利器、以及規範場、自旋特性等理論,提出了一套基礎的方法論,大家可以按著這個方法論來直接從強力和弱力理論里預言未被發現的粒子。

楊-米爾斯理論雖不是楊老先生拿到諾貝爾獎的理由(獲獎理由是宇稱不守恆),卻使得一堆圍繞著它進行研究的物理學家摘下了諾貝爾獎。

默里·蓋爾曼根據楊-米爾斯理論,提出了質子和中子是由三個夸克組成的,並創立量子色動力學(QCD),統一地描述強子的結構和它們之間的強相互作用,即完整統一地描述了「強力」,拿到了諾獎。

溫伯格、格拉肖和薩拉姆根據根據楊-米爾斯理論,對基本粒子之間的弱作用和電磁作用統一了理論,共同分享了諾貝爾物理學獎。

說到這裡,就可以回歸我們的主角——「楊-米爾斯方程」了,它就是楊-米爾斯理論中出現的、一組數學上未曾考慮到的極有意義的非線性偏微分方程,是楊-米爾斯作用量所確定的歐拉-拉格朗日方程。目前物理世界已知的四種基本力,除了引力之外,剩下的電磁力、強力、弱力都可以用楊-米爾斯方程描述的。

也就是說,「楊-米爾斯方程」的奧秘關係到75%的物理大一統。從這個意義上來看,楊-米爾斯方程與麥克斯韋方程組、N-S方程組一起,被稱為「物理學界最重要的方程組」,也就不足為奇了。

所以當「夏國偉大的數學家、物理學家秦克和寧青筠在解決N-S方程的通解問題後的三個月,再次聯手攻克了楊-米爾斯方程的通解問題」消息傳開後,對於數學界乃至物理學界產生的轟動就可想而知了。

在大多數普通民眾還一臉懵逼地想著「這是什麼玩意」之時,數學界和物理學界不知道多少人連飯也顧不上吃,連覺也睡不著,便趕緊涌到arVix上拜讀這篇註定會名垂青史的偉大著作——雖然它距離完全解決「楊-米爾斯的存在性和質量缺口」問題還有一段距離。

各大國際學術媒體幾乎以最快的速度打出了一個個吸引眼球的標題:

《夏國當代最偉大的年輕數學家聯手再度破解了「楊-米爾斯方程」!》

《僅僅距離N-S方程有了答桉不到三個月,「楊-米爾斯方程」的通解問世!》

《來自夏國的數學奇蹟旋風還在席捲國際物理學界,秦克與寧青筠成為本年度風頭最勁的大科學家!》

《歡呼吧,敬禮吧!他和她為人類了解世界的物質本源作出了偉大的貢獻!》

《物理大一統的步伐又向前邁出堅實的一步!「楊-米爾斯方程」的通解已被求出!》

《夏國,神奇的國度,誕生了不可思議的偉大數學家和物理學家!》

可以說,整個世界的物理學界和數學界都被攪得天翻地覆風起雲湧,但當清木大學的校領導既驚喜又震撼地聯繫秦克和寧青筠想確定此事之時,卻發現兩人的手機都開啟飛行模式了,只有手機留言助手微光回覆說,「秦克主和寧青筠主人開始度蜜月啦,請不要打擾他們兩個喲!」

清木大學的校領導們集體哭笑不得。

其實秦克與寧青筠所謂的「度蜜月」就窩在家裡,過著「腐敗」的生活。兩人沒出去玩,只是天天膩在一起,做些愛做的事,比如看看書,看看電影,看看迪加奧特曼,比如看些懷孕與育兒寶典,期待著新生命會在親密的相戀中誕生。

兩人在一起已好幾年了,但秦克發現自己對於寧青筠有種越來越迷戀的趨勢,寧青筠的一切在他眼裡都是最美好的,連每根頭髮絲都是,這幾天兩人膩歪在一起,寧青筠強忍著害羞,配合著秦克進行著各種親密無間的舉動,更是讓秦克每次都有新的美好發現。

如此過了一周,兩人才戀戀不捨地離開了星光銘緣的新家,踏上了飛往塔克拉瑪干沙漠邊緣城市阿拉達市的航班,他們打算實地了解一下沙漠紅薯的推廣情況,了解其對於真實環境下的適應情況,以及對於澹水資源的消耗。

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