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李政道

诺贝尔物理学奖获得者、美籍华裔物理学家

李政道(英文名:Tsung Dao Lee,1926年11月24日-美国时间2024年8月4日),男,出生于中国上海市,原籍江苏苏州,美籍华裔物理学家,中国科学院外籍院士,美国国家科学院院士,意大利林琴科学院院士,美国艺术和科学院院士,诺贝尔物理学奖获得者。

  • 国籍
    美国
  • 出生地
    中国上海市
  • 出生日期
    1926年11月24日
  • 逝世日期
    2024年8月4日(美国时间)
  • 原籍
    江苏省苏州市
  • 毕业院校
    芝加哥大学
  • 职业
    教育科研工作者
  • 主要成就
    诺贝尔物理学奖(1957年) 爱因斯坦科学奖(1957年) 台湾“中央研究院”院士(1957年) 美国艺术和科学院院士(1959年) 美国国家科学院院士(1964年) 意大利林琴科学院院士(1982年) 意大利共和国最高骑士勋章(1986年) 中国科学院外籍院士(1994年)
  • 代表作品
    论文:《弱相互作用中宇称守恒的问题》《夸克模型——今日的粒子物理》《对称和不对称》、著作:《粒子物理和场论》《对称与不对称》《统计力学》

人物介绍

1943年起,李政道先后就读于浙江大学、西南联合大学的物理系。1950年,从美国芝加哥大学博士毕业后,1960年,任普林斯顿高等研究院教授。1963年,入籍美国。1964年,提出KLN定理并当选美国国家科学院院士。1982年,提出随机格点理论并当选意大利林琴科学院外籍院士。1994年,当选中国科学院外籍院士。2011年,从哥伦比亚大学退休。2018年,任李政道研究所名誉所长。

李政道长期从事物理方面研究,在量子场论、基本粒子理论、核物理、统计力学、流体力学、天体物理等领域做出成果。和杨振宁合作提出弱相互作用中的宇称守恒质疑并获验证,成为首获诺贝尔奖的中国人。参研的极化子论推动了BCS超导电性理论,提出二元碰撞法一般公式。他还倡议并创立中美联合招考物理研究生项目,建议中国建立博士后流动站制度、成立国家自然科学基金委员会、中国高等科学技术中心、北京近代物理中心等均获采纳。李政道先后获爱因斯坦科学奖、G. Bude奖章、意大利最高骑士勋章、中国政府友谊奖、中华文化人物等荣誉奖项。

美国时间2024年8月4日2时33分,李政道教授因病医治无效,在旧金山家中逝世,享年97周岁。8月11日李政道追思会在中国科学院高能物理研究所举行。

主要成就

科研成果

科研综述

李政道长期从事物理方面的研究,在量子场论、基本粒子理论、核物理、统计力学、流体力学、天体物理等诸多领域做出了开创性和具有里程碑意义的工作;1954年,提出“李模型”,对探讨量子场论基本问题起到重要作用;70年代以来,在建立与发展孤立子的量子理论、提出反常核态的概念、建立与发展随机格点规范理论、把时间作为分立动力学变量并进而建立分立动力学理论等方面都做出了开创性的贡献;倡导建立国家自然科学基金制度和成立国家自然科学基金委员会,为推动我国基础研究和提升我国原始创新能力发挥了引领带动作用;倡导建立中美高能物理合作联合委员会机制和建设我国第一台高能加速器——北京正负电子对撞机(BEPC)。

弱相互作用

李政道在弱相互作用方面的研究成果最多,涉及弱相互用的各个方面。做出了二分量中微子理论、弱相互作用的普适性、中间玻色子理论以及中性K介子衰变中的CP破坏等重要研究成果。他与杨振宁、罗森布鲁斯合作,提出了普适费米作用和中间玻色子的存在。后来李政道把这种粒子称为W±(W是“弱”的英文字头)。1961年,李政道基于幺正性的要求,得出W粒子的质量上限为300吉电子伏;基于弱电统一,估计出W的质量为30吉电子伏。他和杨振宁还提出了二分量中微子理论。1956年6月,写出了题为《宇称在弱相互作用中守恒吗?》的论文。10月份在《物理评论》中以《弱相互作用中的宇称守恒问题》为题目发表。该突破性工作,彻底解放了人类对于物理世界最基本结构的思想,并于1957年获诺贝尔物理学奖。之后,李政道将弱相互作用研究中的新思想推广到其他物理过程中,成为20世纪60年代粒子物理学占统治地位的主题之一。

天体物理学

在天体物理学方面,李政道于1950年对白矮星作了有预见性的研究,在博士论文《白矮星的含氢量》中,针对当时尚无该星化学成分的资料及它与其他星体的演化关系、它是否含有依靠核能而满足于其发光的氢等问题都不甚明了的状况,分析了白矮星可能有的成份,并根据对稳定星体的考虑,证明不足1%的星是由氢组成的。他的论文结论性地证明,白矮星不含氢,因而它必定是星体演化的终点;同时证明,白矮星的能量并非其内部核反应的结果,并首次正确地计算了简并物质的电导率。

流体力学

在流体力学方面,李政道在1950年—1951年间,讨论了湍流,通过过将海森堡湍流模型与实验结果相结合,计算了各向同性湍流的涡流粘滞系数,证明不在二维空间中不存在湍流,其结果在气象学、海洋学中得到应用。

统计力学

统计力学的基础问题之一是相变。J.E.Mayer于1937年从气相的热力学函数出发对此取得了重大进展。他的理论中作了一个内含的假定,即相变对时应于这些热力学函数的奇异点;通过对它们的解析延拓可以获得液相。但是,许多人指出,Mayer理论中的等温线恰好远在凝聚点之外,该理论对于液相无法得到正确的状态方程。李政道和杨振宁进行了合作,解决了这个问题。他们提出了统计物理中关于相变的两个定理、以及有关巨配分函数之根的著名的李、杨“单圆定理”。他们严格地定义了气相、液相、固相中任一相的热力学函数,证明热力学函数能区别不同的相,不同相的这些函数一般地彼此不能解析延拓。这一研究成果将这个新产生的广义相变理论应用到点阵气体中,对后来关于惰性气体的实实验研究帮助很大。

此外,李政道还与杨振宁合作研究了硬球玻色气体的分子运动论。通过对级数有选择的求和,证明可以消除硬球玻色系统的发散性。他们的研究成果在理论物理的众多领域被广泛采用。他们还分析了硬球玻色多系统的低温特性,证明相互作用的玻色系统可显示超流性,从而深入而全新地提供了理解液氦-2的异常现象的理论。

李政道和杨振宁还合作研究了量子统计力学中的多体问题,他们于1957年合作的论文中提出了称为二元碰撞法的一般公式。这些论文是后来路德维希·法捷耶夫及其他人所作的量子力学中多体问题的工作先驱。

非拓扑性孤子理论及强子模型

在非拓扑性孤子理论及强子模型方面,李政道提出了量子场论中的“李模型”、“KLN定理”以及“反常核态”概念等。1954年,李政道提出“李模型”,对探讨量子场论基本问题起到重要作用。1964年,李政道和诺恩伯格对零质量粒子理论中的发散作了进一步分析,并引入一套解决该问题的系统性办法,有关结论被称为KLN定理。KLN定理表明标准模型微扰展开是红外安全的,对标准模型的确立具有重要的支撑作用。它是一个强相互作用实验中不可缺少的定理,也是用高能喷注去发现夸克和胶子的理论基础。

科教事业

李政道为促进中国科学和教育的发展做出了重要贡献,曾受到毛泽东、周恩来、邓小平、江泽民等党和国家领导人的接见和高度评价。1974年5月30日,他在受到毛泽东主席接见时,坦诚建议应该在中国科技大学开设一个少年班,专门培养那些有超常天赋的孩子,该建议立即被采纳。1984年,他在人民大会堂受到邓小平接见时,建议在中国建立博士后流动站制度,不久,在邓小平的关注下,中国首次建立起博士后工作站制度,这些工作站使年轻的科技人员流动起来,充分发挥了他们的才能和专长。1985年,在和邓小平见面时,李政道建议由国家拨款,成立一个国家自然科学基金委员会,专门用于支持基础研究,于是,中国的国家自然科学基金会建立,国家拨款连年增加,为中国加快科技研究步伐发挥了很好的作用。此外,他还建议建造北京正负电子对撞机,并建议成立中国高等科学技术中心和北京近代物理中心等等,都得到采纳。

人才培养

中美联合招考物理研究生项目

20世纪80年代初,李政道倡议并创立了中美联合招考物理研究生计划(China-U.S. Physics Examination and Application),截至2008年,共培养了915位博士研究生。同时培养了3800余名“䇹政学者”。

与杨振宁决裂事件

与杨振宁决裂事件

普林斯顿的合作与矛盾

李政道与杨振宁的恩怨纠葛始于他们在普林斯顿高等研究院的共事时期,那时两人合作愉快并成果丰硕。然而,在合写论文时,署名次序的问题引发了他们之间的纠纷。第一篇论文《凝聚理论》按照杨振宁的要求署名,尽管李政道对此感到勉强,但他还是同意了。但在第二篇论文《格气和伊辛模型》的署名问题上,李政道说服了杨振宁按照惯例署名,然而这次争论已经给两人关系带来了裂隙。

诺贝尔奖与决裂

尽管署名矛盾带来了裂隙,但李政道和杨振宁在一段时间内仍继续合作,并取得了一系列重要的科学成果,其中包括宇称不守恒的突破性发现。这一发现为他们赢得了1957年的诺贝尔物理学奖。然而,在领奖前,杨振宁提出改变获奖顺序和晚宴座位顺序的要求,这再次引发了李政道的不满。到了1962年,因一篇记述他们合作的文章署名问题再起争执,两人的关系彻底破裂。李政道对此感到非常失望,并决定不再与杨振宁合作。他随后向普林斯顿高等研究院递交了辞职书,结束了在那里的工作。

恩怨影响中国基础学科发展

两人之间的恩怨不仅影响了他们的个人关系,也延伸到了对中国基础学科发展的影响。在回访中国期间,他们在高能物理发展等问题上持有不同立场。李政道主张建设高能加速器、重视基础科学,并创立了特殊的考试办法帮助中国学子赴美留学;而杨振宁则主张更加重视应用科学研究,并反对建设高能加速器。这些分歧使得他们之间的恩怨更加复杂。

《李政道传》中的双方观点

在《李政道传》中,作者季承尽力以客观的态度呈现两人的观点,既展示了李政道的看法,也引述了杨振宁的说法。杨振宁在《文集》中称赞李政道才华出众,并回顾了他们的合作关系,强调自己作为资深一方有意扶持李政道。然而,对于宇称不守恒的发现过程,两人的说法却存在分歧。杨振宁认为是他先想到了关键思路,并说服了最初反对的李政道;而李政道则可能有不同的看法。


阅读量:99 更新时间:2024-09-07

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  1. 百科名片
  2. 人物介绍
  3. 主要成就
  4. 与杨振宁决裂事件

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