大咖解讀系列109：有哪些鮮為人知的物理知識可以裝逼一下？

有哪些鮮為人知的物理知識可以裝逼一下

文：科普君XueShu

1、在中學物理中，大家都習慣了作受力分析。這種分析需要你仔細地畫圖，生怕不小心落下一個。但是後來有位著名的物理學家拉格朗日（對！也正是高數課本里那個人）發明了一種方法，可以完全不用畫圖, 從而建立一門學科叫分析力學。

現代前沿理論物理中，幾乎看不到受力分析的身影，你看到的都是拉格朗日！

2、一般人都知道，楊振寧因為宇稱不守恆獲得了諾貝爾獎，但很多人不知道的是，宇稱不守恆跟楊振寧最重要的物理學貢獻比起來，簡直是小巫見大巫：

他跟Mills合作（以楊的貢獻為主）建立以他倆名字命名的方程Yang-Mills理論。

它有多重要呢？

它是描寫電磁波的Maxwell方程的某種升級版，是基本粒子標準模型的基石。

它背後的數學也更複雜更先進。甚至被數學家用來解決了數學領域裡非常重要的難題。

不誇張地說，這是一個可以跟廣義相對論里的Einstein方程並駕齊驅的方程。

美國權威科學大獎Franklin Institute Awards是這麼評價它的：

這個理論模型，已經跟牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的工作是同一級別的，對後世也必將有深遠的影響。

（ This theoretical model, already ranked alongside the works of Newton ，Maxwell，and Einstein,will surely have a comparable influence on future generations. ）

著名物理學家戴森說，楊振寧是我們這一代物理學家中的領頭鳥。

用偉大來形容楊振寧的貢獻一點都不過分。

3、但是由於種種原因，他並未獲得第二次諾貝爾獎，但這絲毫沒有降低它的重要性。

要知道，愛因斯坦被授予諾貝爾獎也與相對論沒有任何關係。

Yang-Mills方程描述的尺度非常微小，

很難像描述黑洞之類的Einstein方程一樣作形象的科普，

因此大眾對此的了解非常有限。

這是很可惜的事。

物理學史輝煌燦爛，以中國人的名字命名的貢獻屈指可數。

楊振寧一下子把中國人的名字鐫刻在一個如此耀眼的位置，

實在是不可思議。

4、不管是Einstein的廣義相對論還是Yang-Mills的理論，現在都是用拉格朗日發明的那套東西建立的。

5、廣義相對論的Einstein方程描述的極大尺度下黑洞之類的天體。

Yang-Mills方程描述的極小尺度下的基本粒子。

但是作為最前沿的弦理論的一個副產品，物理學家非常驚訝地發現,

某個特殊時空中的Einstein方程竟然跟它邊界上的某種版本的Yang-Mills理論是等價的！

兩個理論的辭彙一一對應，彷彿一個辭典，這個辭典讓物理學家門欣喜若狂。

（更專業的說法叫引力-規範場對偶）

有時一個在Yang-Mills理論中極為棘手的問題，如果翻譯成Einstein方程，變得容易多了！

反之亦然。

誰都沒有想到，愛因斯坦方程竟然煥發出了這種活力。

這種等價性尚未完全證明，但它引發的研究熱潮方興未艾。

也許它打開了一扇通往未來物理學大一統理論的門。

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