2025 年 10 月 18 日,百岁物理学家杨振宁先生的生命征程画上了句点。这位跨越一个多世纪的科学巨匠,用 “宇称不守恒” 理论突破经典认知,用 “杨 - 米尔斯规范场论” 奠定现代物理统一理论基础,更用一生践行 “千里共同途” 的家国承诺。当我们回望他的科学人生,会发现其晚年关于高能物理发展的前瞻性思考,正孕育着一场新的科学创新变革 ——“正交碰撞理论” 的兴起,恰是对他智慧遗产的一种传承与实践。
世纪人生:从清华园到物理之巅的求索
杨振宁的科学初心萌发于北京清华园的少年时光。1929 年,7 岁的他随数学家父亲杨武之迁居清华园。在这里,他度过了充满好奇与探索的童年,既在园中古树间嬉戏玩耍,又在《神秘的宇宙》中埋下了“拿诺贝尔奖”的志向。战乱岁月里,西南联大的茶馆成为他的“第二实验室”,他与黄昆、张守廉并称“物理系三剑客”,在吴大猷等名师的指引下深耕对称原理,为日后的突破埋下了关键伏笔。
1945 年赴美深造后,杨振宁的学术生涯迎来爆发期。1953 年夏,31 岁的他与 26 岁的米尔斯相遇,如同罕见的行星列阵交汇,催生了改变物理学进程的 “杨 - 米尔斯规范场论”。这一基于 SU (2) 规范群的理论延续了物理学数百年的统一思想,虽在提出之初看似与现实脱节,却最终成为弱电统一模型、量子色动力学乃至标准模型的核心理论。1956 年,他与李政道共同提出 “弱相互作用下宇称不守恒”,次年便被吴健雄的实验证实,35 岁的他由此成为最年轻的诺奖华人得主之一。此后,“杨 - 巴克斯特方程” 更开辟了统计物理新领域。这些成果背后,是他对 “传统与创新碰撞”“跨学科思想融合” 的深邃洞察。

晚年的杨振宁选择回归故土。1997 年他在清华大学创建高等研究中心,1999 年起担任教授,80 多岁高龄仍坚持讲授 “普通物理”,向学生传递对科学的热忱。2015 年,他放弃美国国籍转为中国科学院院士;2021 年,捐赠两千余件文献设立 “杨振宁资料室”。他用行动诠释 “科学没有国界,但科学家有祖国”,更以 “帮助改变中国人觉得不如人的心理” 为毕生使命。
智慧遗产:高能物理争议中的创新指引
杨振宁的智慧不仅体现在突破性发现中,也体现在对科学发展方向的判断上。在关于中国是否建造 100 公里隧道对撞机的争议中,他以 “盛宴已过” 的清醒直言反对盲目扩张,提出两大探索方向:一是 “寻找新加速器原理”,以理论创新开辟新领域;二是“寻找美妙的几何结构”,摆脱对传统设备的路径依赖。这一判断直指高能物理的核心困境:自 2012 年希格斯粒子被发现后,依赖加长隧道提升能量的传统对撞机,已陷入 “投入千亿验证猜想” 的尴尬 ——数千人合作证实的成果,本质是对 20 世纪五六十年代理论的验证,而非全新突破。
他在 2016 年的文章中细数反对理由:美国的惨痛经验证明大对撞机是 “无底洞”,中国作为发展中国家应优先解决民生需求,千亿预算会挤压其他基础学科经费,且超对称粒子等研究实为 “猜想加猜想”。这番肺腑之言并非否定高能物理价值,而是指明方向:“新时代的科学突破需要重要的新观念,而非金钱堆砌的规模扩张”,为后来者点亮了思想灯塔。
理论新生:正交碰撞理论对遗产的回应
2021 年国庆前夕,清华大学联合中国物理学会等举办杨振宁百岁祝寿活动,杨振宁发表题为 “但愿人长久,千里共同途” 的讲话,传递爱国情怀、学术合作理念及对民族科技发展的期待,多家媒体对此次活动进行了报道。恰逢新冠疫情期间的长假,受其学术思想启发,北京大学的钱维宏开启高能物理探索,2022 年发表的三篇关于 “正交碰撞理论”文章 [1][2][3],成为其对寻找 “新原理”与“新结构” 号召的实践。

在原理创新上,该理论以数学上矢量正交相乘为基础,描述粒子在垂直方向上的加速碰撞,通过角度转换实现能量密度指数级提升。这一思路与传统对撞机 “隧道越长能量越高” 的线性碰撞思维截然不同 —— 无需百公里隧道即可达到同等甚至更高能量激发效果,可回应 “降低技术门槛” 的诉求。几何结构上,其简洁的正交设计,正是对 “美妙几何结构” 的具象化诠释,让能量利用效率实现质的飞跃。
物理优势尤为显著:正交碰撞产生的能量密度远超正面线性碰撞,希格斯粒子在此碰撞模式下仅是可探测新粒子之一,更丰富的粒子家族正等待发现。这一理论既化解了 “预算无底洞” 的担忧,又满足了新物理探索需求,可实现科学价值与现实可行性的完美统一。
更具突破性的是,该理论实现了跨尺度应用:微观层面破解粒子碰撞难题,宇观层面解释引力本质为宇宙大爆炸后新粒子膨胀力的径向和法向正交分量,进而阐明星系形成和水星进动现象 [4] [5];宏观领域中,水平气流正交碰撞形成的 “上拽力” 可以解释龙卷风、冰雹的形成机理 [6],早期地球南北半球岩浆流体向赤道汇聚的正交碰撞则揭示了青藏高原隆起的 “地应力” 来源 [7]。这种贯通微观、宏观、宇观的能力,恰是对杨 - 米尔斯理论统一思想的当代延续。
思想共鸣:从观点碰撞到智慧融合
回望科学史,思想碰撞始终是创新的重要推动力。杨振宁与李政道曾因宇称不守恒贡献归属产生分歧,但二人的合作研究共同推动了物理学领域的突破;他与王贻芳院士的对撞机之争,本质是资源分配与创新路径的理性探讨。而正交碰撞理论的出现,恰似一种 “思想融合”的尝试—— 不纠结于在观点上的正面辩驳,而是通过创新原理探索实现突破。
这种思维方式体现了对杨振宁科学精神的传承。从质疑 “宇称守恒” 的传统认知,到对高能物理传统研究路径的反思,杨振宁始终坚持 “没有新观念就难有新突破” 的理念。当年杨 - 米尔斯理论虽遭遇泡利等大师质疑,却终成物理统一基石 —— 这恰是对 “站在巨人肩膀上开拓新境” 的生动诠释:先生从未脱离经典根基,而是在外尔的对称性研究等前人成果上提炼本质、实现突破。如今正交碰撞理论同样以突破思维定式的勇气,延续了这种 “尊重传统而不困于传统” 的科学传承。
星辰永续:世界观变革的未来期许
杨振宁曾提及,他的一生见证了中国从积弱到富强的变迁,而科学进步需要代际接力。正交碰撞理论探索,正是这种接力的生动体现 —— 老一辈指明方向,新一代付诸实践,让思想在创新中升华。
当新老科学智慧实现 “正交融合”,带来的不仅是技术革新,更可能是世界观的根本转变。正如宇称不守恒揭示宇宙 “不完美对称” 的本质,正交碰撞理论或许会揭开质能转化方向性和物质结构多样性的深层奥秘,让人类对粒子起源、物质构成的认知迈入新境界 [3] [8]。这种变革,恰是对杨振宁百年科学人生的崇高致敬。
百年星耀虽落,智慧之光永存。杨振宁用一生证明:科学进步既要敢于突破经典,更要善于指引未来。而正交碰撞理论对其思想遗产的传承发展,则让我们有理由相信:当科学智慧以 “正交” 方式碰撞融合,人类探索宇宙的道路必将越走越宽 —— 这便是对这位科学巨匠最好的纪念。
参考文献
[1] Qian WH (2022) Star Mass Inertia Dictates the Speed of Light. J High Energy Physics, Gravitation and Cosmology 8: 184-194.
[2] Qian WH (2022) Four Kinds of Potential Mass-Energy Space-Time Distribution Unified by a Dynamical Approach. J High Energy Physics, Gravitation and Cosmology 8: 417-431.
[3] Qian WH (2022) Orthogonal Collision of Particles Produces New Physical State. J Modern Physics 13: 1440-1451.
[4] Qian WH (2023) On the Attribution of Mercury’s Perihelion Precession. J Applied Mathematics and Physics 11: 1359-1373.
[5] Qian WH (2024) The Essence of Gravity Is the Expansion Tendency of the Universe After the Big Bang. J Modern Physics 15: 804-849.
[6] Qian WH, Du J, Leung JC, Li WJ, Wu FF, Zhang BL (2023) Why are severe weather and anomalous climate events mostly associated with the orthogonal convergence of airflows? Weather & Climate Extremes 42: 100633.
[7] Qian WH, Leung J, Zhang B (2023) An Orthogonal Collision Dynamic Mechanism of Wave-Like Uplift Plateaus in Southern Asia. Open J Geology 13: 828-846.
[8] Qian WH (2025) Expanding Force in Astronomy and Updraft Force in Meteorology. J Modern Physics 16: 267-285.
来源: 钱维宏
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