Чжэньнин Янг

Чжэньнин Янг (杨振宁, англ. Chen Ning Yang; род. 1 октября 1922, Хэфэй, Китай) — американский и китайский физик-теоретик, один из крупнейших учёных XX века, известный работами в области статистической механики, квантовой теории поля и физики элементарных частиц. Лауреат Нобелевской премии по физике 1957 года (совместно с Цзундао Ли) за открытие нарушения закона сохранения чётности в слабых взаимодействиях. Внёс фундаментальный вклад в создание современной калибровочной теории, в частности — теории Янга — Миллса.

Биография

Ранние годы и образование

Чжэньнин Янг родился в городе Хэфэй (провинция Аньхой, Китай) в семье математика Ян Кэчуня (Yang Kechun), который впоследствии стал профессором университета Цинхуа. В 1938 году, после начала японо-китайской войны, семья переехала в Куньмин, где Янг поступил в Национальный юго-западный объединённый университет (созданный на базе эвакуированных университетов Пекина и Тяньцзиня). В 1942 году он получил степень бакалавра, а в 1944 году — магистра физики. Его учителями были известные китайские физики, в том числе У Даю.

Переезд в США и начало карьеры

В 1946 году Янг получил стипендию и отправился в Чикагский университет (США) для обучения в докторантуре под руководством Энрико Ферми. Докторскую диссертацию по физике он защитил в 1948 году. После этого он работал в Институте перспективных исследований в Принстоне (1949–1955), где сблизился с Альбертом Эйнштейном и другими выдающимися физиками. В 1955 году стал профессором Принстонского университета.

Нобелевская премия

В 1956 году, совместно с Цзундао Ли, Янг опубликовал работу, в которой предположил, что закон сохранения чётности (P-чётность) может нарушаться в слабых взаимодействиях. Это предположение было экспериментально подтверждено в 1957 году Ву Цзяньсюн и её коллегами. В том же году Янг и Ли получили Нобелевскую премию по физике. Это стало первым случаем, когда китайский учёный (на тот момент — гражданин США) удостоился этой награды.

Возвращение в Китай

В 1966 году Янг перешёл в Университет Стоуни-Брук (Нью-Йорк), где основал Институт теоретической физики и работал до выхода на пенсию в 1999 году. В 1970-х годах, после нормализации отношений между США и КНР, Янг начал активно сотрудничать с китайскими научными учреждениями. Он неоднократно посещал Китай, читал лекции и способствовал развитию физики в стране. В 2003 году он окончательно вернулся в Китай и поселился в Пекине, где стал профессором Университета Цинхуа. В 2015 году он отказался от американского гражданства и восстановил китайское.

Научные достижения

Теория Янга — Миллса

В 1954 году, совместно с Робертом Миллсом, Янг разработал неабелеву калибровочную теорию, известную как теория Янга — Миллса. Эта теория обобщила принципы электродинамики (калибровочная инвариантность) на случай некоммутирующих групп симметрии. Она стала основой для квантовой хромодинамики (описания сильных взаимодействий) и теории электрослабого взаимодействия. За этот вклад Янг считается одним из создателей современной Стандартной модели физики элементарных частиц.

Нарушение чётности

Совместно с Цзундао Ли Янг показал, что в слабых взаимодействиях, таких как бета-распад, закон сохранения чётности не выполняется. Это открытие опровергло одно из фундаментальных предположений физики, считавшееся незыблемым со времён Ньютона. Эксперимент Ву Цзяньсюн подтвердил нарушение, что привело к пересмотру теории слабых взаимодействий и введению понятия киральности.

Статистическая механика

Янг внёс значительный вклад в теорию фазовых переходов и критических явлений. Он разработал метод точного решения двумерных моделей статистической механики (например, модель Изинга на решётке), что позволило описать поведение систем вблизи критической точки. Его работы в этой области стали основой для современной теории ренормализационной группы.

Другие работы

Янг также известен исследованиями в области квантовой теории поля, включая формулировку интегралов по траекториям (совместно с Фейнманом), теорию бозонных струн и топологические аспекты квантовой механики. Он ввёл понятие «квантового числа Янга» и разработал теорию квантовых групп.

Награды и признание

• Нобелевская премия по физике (1957)
• Медаль Альберта Эйнштейна (1973)
• Национальная научная медаль США (1986)
• Медаль Бенджамина Франклина (1993)
• Премия Вольфа по физике (1994)
• Премия за фундаментальные исследования (1999)
• Член Национальной академии наук США (с 1965)
• Иностранный член Лондонского королевского общества (с 1992)
• Иностранный член Российской академии наук (с 1994)

Личная жизнь

Чжэньнин Янг был женат на Ду Чжили (Du Zhili), с которой прожил более 50 лет до её смерти в 2003 году. У них трое детей. В 2004 году, в возрасте 82 лет, он женился на 28-летней студентке Вэн Фань (Weng Fan), что вызвало широкий общественный резонанс в Китае. Янг известен своей любовью к китайской поэзии и каллиграфии.

Критика и общественная деятельность

В Китае Янг иногда подвергался критике за то, что он долгое время оставался гражданином США и не вернулся на родину в период Культурной революции. Однако его роль в развитии китайской науки, особенно в создании современных физических факультетов и поддержке молодых учёных, признаётся значительной. Янг также активно выступал за сохранение культурного наследия и поддержку фундаментальных исследований.

Интересные факты

• Янг является одним из немногих физиков, получивших Нобелевскую премию за работу, которая была теоретически предсказана и экспериментально подтверждена в течение одного года.
• Его имя носит астероид (3421) Ян.
• В 2022 году, в свой 100-летний юбилей, Янг опубликовал мемуары, в которых подвёл итоги своей научной карьеры.

Источники

• Чжэньнин Янг. Избранные труды. — М.: Наука, 1985.
• Нобелевские лекции по физике. 1957. — Стокгольм: Нобелевский фонд.
• The Man Who Knew Infinity: The Life and Work of Chen Ning Yang. — Oxford University Press, 2019.
• Статья «Chen Ning Yang» в энциклопедии «Британника».
• Материалы Архива Российской академии наук.