文︱關(guān)品方

楊振寧離開我們已4個(gè)月了。筆者對(duì)他在粒子物理學(xué)方面的偉大貢獻(xiàn)還在心上縈繞。但楊振寧認(rèn)為，他最大的貢獻(xiàn)是為中華民族重拾自信。他多次公開表示，自己一生最重要的貢獻(xiàn)是幫助中國人克服了“自覺不如人”的心理。他通過科學(xué)成就向世界證明了中國人的能力。這一觀點(diǎn)超越了他在物理學(xué)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)，強(qiáng)調(diào)了他對(duì)民族精神的影響。他接受采訪時(shí)提到，1957年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的意義不僅是科學(xué)突破，更讓中國人感到“出了一口氣”，增強(qiáng)了文化自信。晚年回國后他致力推動(dòng)中國基礎(chǔ)科研和人才培養(yǎng)，延續(xù)使命。在物理學(xué)界，他是站在歷代偉人肩膀上的偉人，高瞻遠(yuǎn)矚，筆者衷心拜服。

1956年，他與李政道合作，提出《弱相互作用中宇稱不守恒》的突破性理論，顛覆了物理學(xué)界對(duì)“對(duì)稱性”的傳統(tǒng)認(rèn)知。該理論經(jīng)吳健雄實(shí)驗(yàn)證實(shí)，兩人因此獲得1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

1954年，他與米爾斯共同提出《非阿貝爾規(guī)范場理論》，為粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型奠定基礎(chǔ)，被譽(yù)為現(xiàn)代物理學(xué)的三大基石之一，與麥克斯韋方程、愛因斯坦廣義相對(duì)論并列。

數(shù)學(xué)里的《非阿貝爾》群，是一種非交換群。非阿貝爾群在數(shù)學(xué)和物理中廣泛存在。最小的非阿貝爾群是4階二面體群。物理中常見的例子是三維旋轉(zhuǎn)群（圍繞不同的軸的旋轉(zhuǎn)交換順序，會(huì)造成不同的結(jié)果），亦稱“四元群”。

數(shù)學(xué)是物理的根本，物理以數(shù)學(xué)來表述。楊振寧的數(shù)學(xué)真是頂呱呱。其實(shí)他早在1949年已提出《費(fèi)米-楊模型》，是早期關(guān)于基本粒子結(jié)構(gòu)的理論。他在1957年與李政道再度合作，提出《二分量中微子》理論。1967至1985年間，他與鄒祖德合作，提出《高能碰撞》理論，推動(dòng)粒子物理實(shí)驗(yàn)分析。楊振寧的貢獻(xiàn)深刻影響了粒子物理、場論及數(shù)學(xué)物理的發(fā)展。他的理論至今仍是相關(guān)領(lǐng)域的核心框架。

筆者個(gè)人體會(huì)，新時(shí)代的中國，在發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的道路上，對(duì)于能源、資源和動(dòng)能的開發(fā)，高度重視。這三個(gè)方面都離不開對(duì)電力長期穩(wěn)定充足供應(yīng)的需求。電力供應(yīng)總量是體現(xiàn)GDP總量的基礎(chǔ)。

楊振寧對(duì)粒子物理學(xué)的貢獻(xiàn)，是對(duì)電的本質(zhì)有顛覆性的發(fā)現(xiàn)。電是電子運(yùn)動(dòng)，但現(xiàn)代科學(xué)至今還沒說清楚其終極運(yùn)作的玄理。公元前600年，泰勒斯發(fā)現(xiàn)摩擦起電。1600年，吉爾伯特開啟電學(xué)研究。1752年，富蘭克林觀察行雷閃電，證明雷電和熱力互相關(guān)聯(lián)。過去400多年，人類一直在追問電到底是什么的終極謎題。

電不是憑空產(chǎn)生的?，F(xiàn)代物理學(xué)的理解，電現(xiàn)象本質(zhì)是物體間的溫度差。熱量流動(dòng)形成溫差。溫差就是電壓的源頭。如果熱量無法流動(dòng)，熱就成了電。現(xiàn)代物理學(xué)的理解，宇宙所有作用力都源于此。宇宙內(nèi)（天體之間）的引力、原子內(nèi)的電磁力、原子核內(nèi)的合力，全是物質(zhì)世界熱量耗散后形成的冷凝力。太陽的熱量并不是直接傳導(dǎo)到地球，但遙遠(yuǎn)的溫差造就了作用于地球的強(qiáng)大電壓。電只是宇宙熱運(yùn)動(dòng)的副產(chǎn)品。電磁規(guī)律是熱量耗散的具象表現(xiàn)。電的本質(zhì)不是復(fù)雜的電子運(yùn)動(dòng)，而是宇宙最樸素的熱規(guī)律。溫差才是電力發(fā)生的終極真相。宇宙最底層的運(yùn)行邏輯既復(fù)雜亦簡單，所有復(fù)雜的科學(xué)都藏著最簡單的答案。

熱學(xué)的熵增理論和數(shù)學(xué)的或然理論結(jié)合起來看，事物發(fā)生之前有不確定性，事物發(fā)生后的確定性成為信息。信息是數(shù)據(jù)加熵增的結(jié)果。宇宙既對(duì)稱守恒，亦不完全是絕對(duì)的對(duì)稱守恒。這是筆者用文字語言對(duì)楊振寧在粒子物理學(xué)上的貢獻(xiàn)的簡單敘述。他的偉大之處，是把中國傳統(tǒng)優(yōu)良文化有關(guān)儒道佛三結(jié)合的道理，與現(xiàn)代自然科學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來，填補(bǔ)了中華民族在現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域過去400年來落后于西方的空白。中國人的頭腦不遜于外國人。筆者估計(jì)，今后在量子力學(xué)、人工智能、高端芯片、定位系統(tǒng)、中微粒子、絕對(duì)速度、宇宙起源等方面，中國人在科學(xué)理論和科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面將會(huì)有新的突破。

最后，簡單談一下熱值與溫差的關(guān)系。熱值是指單位質(zhì)量的燃料完全燃燒時(shí)釋放的熱量，是燃料的固有特性，與燃料種類有關(guān)（例如煤、汽油），與燃燒條件（例如溫度、質(zhì)量）無關(guān)。溫差（燃燒時(shí)達(dá)到的溫度）取決于實(shí)際燃燒釋放的總熱量?？偀崃坑蔁嶂?、燃料質(zhì)量及燃燒效率共同決定。溫差與熱值無直接換算關(guān)系，需要結(jié)合燃料質(zhì)量和燃燒條件等綜合計(jì)算。太陽熱量通過輻射傳遞到地球，是太陽能發(fā)電的能量來源。太陽通過電磁波（主要是可見光和紅內(nèi)線）以輻射形式將熱量傳遞到地球，穿越1.5億公里的真空，無需介質(zhì)。太陽輻射被光伏電池板吸收后，光子激發(fā)電子產(chǎn)生直流電，可以通過聚光系統(tǒng)加熱驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電。

光伏發(fā)電直接轉(zhuǎn)換光能為電能。光熱發(fā)電利用反射鏡聚焦熱量發(fā)電。輸變電的工作原理是依賴電子流動(dòng)。電子流動(dòng)的基礎(chǔ)是金屬導(dǎo)體（例如銅線）內(nèi)部存在大量自由電子。當(dāng)導(dǎo)體兩端施加電壓時(shí)，自由電子在電場作用下定向移動(dòng)形成電流（電流的方向與電子流動(dòng)的方向相反）。發(fā)電機(jī)通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電壓，在閉合電路中建立電場。電子在電場力的作用下從高電壓向低電壓移動(dòng)，形成持續(xù)電流。輸變電過程是電能通過電子流動(dòng)傳遞電力。電子本身并不產(chǎn)生能量；它作為能量載體，將電能從發(fā)電源輸送到用戶端。日常生活的終極用戶端是手機(jī)和電腦，使用的弱電電壓只有大約5V。手機(jī)充電器將220V強(qiáng)電轉(zhuǎn)換為5V左右的低壓弱電（USB接口標(biāo)準(zhǔn)為5V）。筆者本文拉雜而談，是近期因?yàn)檠芯織钫駥幍呢暙I(xiàn)而誘發(fā)。希望能夠引起初高中學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科方面的興趣，于愿足矣。