2025年10月18日，著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁在北京逝世，享年103岁。这则消息引起全球科学界的广泛关注与缅怀。杨振宁作为20世纪理论物理学的巨擘之一，他的工作深刻改变了我们对物质世界基本规律的认识。在跨越一个世纪的科学生涯中，他不仅活跃于纯理论探索，也在东西方科学交流中发挥了桥梁作用。他有两项物理学成就尤为突出，至今仍是现代物理学的支柱。
微观世界左右不对称
在20世纪中期之前，物理学界有一个被奉为圭臬的观念，叫做“宇称守恒”定律。这个概念听起来很深奥，但可以用一个简单的镜子比喻来理解。当我们站在镜子前，镜中的影像除了左右颠倒，一切行为都遵循和我们完全相同的物理规律。你扔出一个球，镜子里的球也会划出同样的抛物线。物理学家长久以来坚信，整个宇宙都像这面完美的镜子，自然界的所有规律都应该是对称的。这条定律被认为是物理学大厦一块坚不可摧的基石。
然而，粒子物理学实验出现了一个令人费解的谜团。科学家发现两种性质非常相似的粒子，它们在质量、电荷等所有可测量的性质上都完全相同，看起来就像同一种粒子。但奇怪的是，它们的衰变方式却截然不同：一种会衰变成两个小粒子，另一种则衰变成三个。根据当时的宇称守恒铁律，这种现象是根本不可能发生的。这个矛盾困扰物理学界很多年。
面对这个难题，当时刚过而立之年的杨振宁和同侪李政道提出了一个石破天惊的设想：错的不是实验结果，而是宇称守恒这条被大家当作真理的定律本身，在某些情况下并不成立？
李杨两人经过系统性梳理研究，惊人地发现，在构成自然界的四种基本力（引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用）中，前三者都有实验证据支持宇称守恒，唯独在负责粒子衰变过程的“弱相互作用”里，这条定律从未被严格验证过。
为了验证他们的猜想，李政道寻求他在哥伦比亚大学的同事，有着“中国的居里夫人”美誉的吴健雄的协助。吴健雄在1956年进行了一个极为关键的实验，将放射性元素“钴-60”冷却到接近绝对零度的超低温，并用强大的磁场使其原子核的自旋方向统一排列，就像无数个微小的陀螺朝着同一个方向旋转。然后，她仔细观察原子核衰变时放出的电子分布。
如果宇称守恒成立，那么电子飞出的方向应该是上下左右完全均匀的。然而，实验结果震惊了世界：绝大多数电子都偏向从原子核的一端飞出。这个结果清晰地表明，在弱相互作用的微观世界里，宇宙确实是左右不对称的。
这个革命性的发现打破了物理学长久以来的一个基本信念，为人类揭示了自然界更深层次的复杂性。李政道和杨振宁也因此荣获1957年诺贝尔物理学奖。
用数学为基本粒子立法
尽管宇称不守恒的发现足以让杨振宁名垂青史，但他还有另一项对物理学影响更长远的贡献，称为“杨—米尔斯理论”。如果说前者是一次颠覆性的发现，那么后者则是一次构建性的创造。
这个理论可以用一个比喻来理解。如果把构成世界的基本粒子（如电子）和它们之间的作用力当作各种各样的单词，物理学家们虽然知道一些单词，但用来描述它们如何组合和运作的语法却很零散，而且不同类型的力需要用不同的语法来描述。
杨—米尔斯理论则提供了一套优美且通用的数学“语法”，它的专业名称叫“规范场论”。这套理论就像一个总纲领，为描述除了万有引力之外的所有基本力提供了一个统一的数学框架。它优雅地揭示了自然界中各种力背后可能存在的共同数学结构。
然而，这个理论的思想在当时实在太超前。其纯粹的数学形式与当时实验的结果自相矛盾。正因为这个看似无法解决的问题，这个伟大的理论在诞生后的十几年里，并没有得到应有的重视，一度被束之高阁。直到十几年后，随着其他物理学家提出新的理论，才解决了这个矛盾。人们这才发现，杨—米尔斯理论正是构建这一切的完美框架，物理学界在此基础上才得以进一步建立描述所有基本粒子的“标准模型”（standard model）。
“标准模型”是迄今为止最成功的物理学理论之一，它精确描述了构成世界所有基本粒子及其之间的三种基本力。而这个宏伟理论的数学根基，正是杨—米尔斯理论。可以说，没有杨振宁的这项开创性工作，现代粒子物理学的发展将无从谈起。
科学研究与教育传承
杨振宁的理论虽然听起来十分抽象，但由其所带动的基础科学研究，已经通过各种方式间接影响我们的生活。例如，为了验证“标准模型”而建造的粒子加速器，催生了超导磁体技术，这种技术是医院核磁共振（MRI）设备的核心。此外，万维网（World Wide Web）的诞生，最初也是为了方便欧洲核子研究中心（CERN）的数千名物理学家共享数据而发明的。
晚年时期，杨振宁先生将大量精力投入科学教育与学术交流，致力于帮助培养中国年轻一代科研人才。他曾在2004年为清华大学大一学生亲自授课，并推动建立多个高水平研究中心。他的一生专注于最纯粹的科学探索，也极力追求科学之美。正如他最钟爱的杜甫诗句：“文章千古事，得失寸心知。”杨先生的科学文章，正是这不朽的千古之事，其贡献也必将在历史上永垂不朽。
小知识
杨振宁和李政道因“宇称不守恒”理论获得1957年诺贝尔物理学奖，是历史上从理论提出到获奖最快的纪录之一。他们的理论于1956年6月提出，关键实验在同年底就完成验证，次年10月诺贝尔委员会便宣布授奖。诺贝尔奖的评选通常非常谨慎，一项成果往往要经过多年反复验证才可能获得。例如，希格斯玻色子（Higgs Boson）的理论在1964年提出，直到近50年后的2013年才获奖。
