楊振寧最偉大的成就是什麼？

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楊振寧，是清華大學高等研究院創始人，是南開大學理論物理研究室創始人，為中國培養了多個中科院院士和其他頂尖人才，創建了4個赫赫有名的高等學術科研中心。楊振寧不僅對中國和世界貢獻很大，在科學史上的地位也很重要。到清華做全職教授之前，美國馬里蘭大學給楊振寧幾十萬美金年薪，想把楊振寧留在美國，楊振寧當時已經接到了清華的邀請，年薪是100萬人民幣，不及美國的三分之一。楊振寧拒絕了美國的高薪，毅然到清華來。楊振寧把所有的年薪都捐獻給清華，包括一套價值120萬美金的大房子，陸陸續續向清華捐獻600萬美金以上，在清華工作做全職教授20多年，報酬分文不取。

楊振寧本人是很謙虛的，從來沒有說他自己多牛。說楊振寧在科學史上的地位很高，是因為楊振寧有13項諾貝爾獎級別的研究，特別是和R.L.米爾斯合作提出非阿貝爾規範場理論，是現代規範場論的基礎。現代規範場是基礎理論物理學的集大成。已經有50多個諾貝爾獎獲得者的得獎與楊振寧的非阿貝爾規範場理論有關。

很多人以為他在物理學上的貢獻就是宇稱不守恆。其實，楊振寧對物理學的貢獻遠不只是這一個方面，他在統計物理中同樣有很高的地位，而更高的成就是規範場理論。

電磁學的基礎是麥克斯韋方程式。那組方程式有一個性質叫做規範不變性，所以最早關於規範場的理論就是電磁學。電磁學加上量子力學就成為量子電動力學，這個理論是最成功的一個物理理論之一。後來實驗上發現同位旋是一個守恆量子數，性質和電磁場中電荷守恆有些類似。楊先生由此就問為什麼不可以把同位旋守恆的性質也變成一個規範場的理論呢？他告訴我，他在做學生的時候就在考慮這個問題。1954年他把這個問題解決了，提出了現在所謂的非阿貝爾的規範場理論。

近幾十年來，理論物理中一個很重要的探索就是尋找一個完整的弱作用理論，可是一直沒有成功。到了60年代，物理學家格拉肖、溫伯格、薩拉姆引用了楊先生1954年寫的這篇文章中的數學結構，即非阿貝爾的規範場理論的數學結構，來構造一個完整的弱相互作用的理論。1954年，楊先生和米爾斯寫出文章時，楊-米爾斯規範場還不被承認為物理，而只是一個可能對物理有用的數學結構。但到1972年，這個非常簡單而又非常漂亮的數學結構被正式承認是物理的一個基本結構了，是完整的弱相互作用理論的基礎。

從物理基本規律看，相互作用可以分為四類：一類是電磁作用，根基是麥克斯韋方程組；另一種是萬有引力，比如太陽和地球之間的吸引力，萬有引力理論，現在當然公認愛因斯坦的理論最成功；而弱作用理論的基本數學結構是由楊先生和米爾斯所提出的，所以從長期的物理髮展的觀點來看是非常重要的一個貢獻；還有一種相互作用是強作用。大約10年前，由於弱作用理論獲得成功的刺激，有人提出了強作用也是一種楊振寧-米爾斯規範場作用。雖然這還是一個沒有最後證實的理論，但在現存的理論中，是成功可能性最大的一個理論。

這樣看來，電磁作用、萬有引力作用、弱作用和強作用，這四種基本的相互作用中就有兩種是基於楊振寧-米爾斯非阿貝爾規範場的數學結構。從這一點大家就可以了解到楊先生的這一個貢獻是何等了不起。由於這一個貢獻，再加上其他種種成就，楊先生現在在世界物理學界的地位是非常崇高的，我們常常可以聽到一些物理學家的名字，像麥克斯韋、愛因斯坦，量子力學初建時的海森堡、薛定諤以及狄拉克。現在再要往下排的話，楊振寧的名字就要算在裡面了。

一般認為，楊振寧是古往今來科學家中排名第10位（「懷疑探索者」將楊振寧排在歷史第15位左右）。

丁肇中先生，在楊振寧70歲生日宴會上曾這樣說：提到20世紀的物理學的里程碑，我們首先想到三件事，一是相對論（愛因斯坦），二是量子力學（狄拉克），三是規範場（楊振寧）。

在國內，也見到科學史專家的論文持類似觀點：

「在人類科學發展史上，20世紀堪稱物理學世紀，物理學家繁若群星。如果說20世紀上半葉愛因斯坦是物理學的旗手，那麼下半葉當推楊振寧。正像相對論於愛因斯坦一樣，規範場是楊振寧在物理學領域的最高成就。」（高策：《楊振寧與規範場》，載《科學與中國人》1995年第3期）

所以，有學者評價說，清華請回來的楊振寧先生，絕對不僅僅是一個普通的諾貝爾獎獲得者，他的理論、思想和智慧，他的榮譽和地位，他的吸引力和影響力，都使清華多多受益。這就如同請來了一位當代愛因斯坦。

而鄧稼先的夫人許鹿希在《曙光集》出版新書發布會上，這樣熱情洋溢的評價楊振寧：

「鄧稼先對於楊振寧先生在學術上的造詣十分推崇。他多次對我和朋友們說：『如果不是諾貝爾獎規定每人只能在同一個領域獲得一次的話，楊振寧應當再獲得一次諾貝爾獎。你知道不，楊-Mills場，就是規範場，他在這方面造詣非常高。它比起宇稱不守恆來，對物理學的貢獻還要基本，意義還要深遠。它不但影響當代，其前瞻性是以世紀來論的。』」

楊振寧先生最偉大的成就是「楊-米爾斯規範理論」。這個在二十世紀物理學史上的意義要高於他和李政道先生髮現的宇稱不守恆。那麼我從物理學發展史的角度簡單對比一下楊先生的這項成就有多麼重要。

二十世紀初量子力學和相對論的建立是物理學史上最重要的革命，沒有之一。在此之前，牛頓力學只適用於宏觀低速領域，相對論首先將物理學延伸到了宏觀高速領域，而量子力學又將物理學延伸到了微觀低速領域。物理學自此從只能研究人類生活尺度，革命性地擴展到了能夠研究大到宇宙，小到原子，將人類文明抬升到了一個新的階段。

但你是不是發現缺點什麼？沒錯，缺的就是如何來描述微觀高速領域？這就需要將量子力學和狹義相對論結合起來了。量子力學的創始人狄拉克，海森堡，泡利等物理學家做了一系列工作，包括狄拉克方程，場量子化等等，形成了一個量子場論的雛形，量子場論就是量子力學和狹義相對論的完美結合，在這個框架下，基本粒子的產生湮滅和他們之間的相互作用就能夠得到解釋。但是第二次世界大戰的突如其來，打斷了量子場論發展的進程，物理學家們紛紛被招募進核武器的研製工作之中。

第二次世界大戰結束後，物理學又迎來了新的春天，量子場論得以繼續發展。很快費曼，施溫格，朝永振一郎，戴森等以量子場論為基礎建立了量子電動力學，從根本上解釋了電磁相互作用的起源。這時楊振寧登場了，他首先和李政道提出了弱相互作用的宇稱不守恆原理成為當時粒子物理最重要的發現。但他的另一個工作，就是和米爾斯合作的「楊-米爾斯規範場論」，屬於更根本的量子場論範疇。二十世紀六十年代，溫伯格，薩拉姆，格拉肖等物理學家以楊-米爾斯規範場論為基礎，結合希格斯機制，建立了電弱統一理論。七十年代，格羅斯等物理學家又以楊-米爾斯規範場論為基礎建立了量子色動力學。從此粒子物理的標準模型正式完成，它以量子場論為基礎，包含量子電動力學，電弱統一理論，量子色動力學，能夠解釋除了萬有引力之外所有的相互作用。

楊振寧先生曾把二十世紀上半葉量子力學和相對論的發現稱為理論物理學的「挖金礦時代」，將以他為代表的二戰後到80年代之前稱為理論物理學的「挖銀礦時代」，再後面，超弦理論等等，那就是「挖銅礦時代」了，現在嘛，也許是「挖黑鐵時代」了。