第20章 杨米尔斯方程

题目读完后，张尧抬起头，和威腾教授戏谑的眼神撞了个满怀。

张尧拿起试卷不由的笑了，“教授，如果我如果现在把这题解出来了，站在上面的应该是我了。”

威腾教授此时正喝着咖啡半靠在沙发上，只听见他轻声细语道:“狂妄，但还不够，你应该说等我把这个解出来，全物理学界都该管我叫教授。”

“事实上，教我物理学教授当年就是把这题扔给了我，很遗憾，虽然我从中获得了启发，领悟出了弦论，但并没有解决这个问题。如今我把这个问题扔给你，愿你在有生之年能给我一个答案。”

张尧扶额苦笑道:“教授，你还真是看的起我！”

这可是杨米尔斯方程啊！七大千禧年难题之一，物理学近一百年来最大的成果。

为什么这么说呢？

这就不得不提起物理学的发展进程了，高中物理课本都告诉我们，物理学是研究声、光、热、力、电的一门学科。

从这门学科出世，随着人们的探究，发现了一系列规矩，什么热力学定律啊，安培定则啊什么的。

但随着这些定律越来越多，科学家开始厌倦这些随着发展越来越多的定律。他们开始寻找一种东西把这些定律统一起来。

第一个做到这一点的人是牛顿，他统一了宏观世界中地上的力和天上的力把他们归咎为引力。

19世纪的麦克斯韦统一了电、磁、光相关的力，这是生活中最常见的力，做功，摩擦，弹力，都是分子间相互作用产生的力，连分子间运动在宏观上体现为温度，也属于电磁力。

可以说在人们没有进入原子的世界前，这世上一切的力都属于这两者。

牛顿和麦克斯韦虽然表述出来了这些，但麻烦的是牛顿的理论并不完整，在涉及到微观世界时牛顿力学框架出错了。

那时所有科学家都懵了，他们疯狂的寻找微观世界中牛顿运动定律失效的原因，试图用自己的理论来解释。在当时几乎没有人去怀疑牛顿是否正确。

不是因为别的，因为那可是牛顿啊，带着整个物理学进步飞升的人。那时的他就像神明一样坐在物理学神位上。

直到爱因斯坦的出世，他带着狭义相对论和广义相对论来了。

在他的定义下，所有的电磁力都能归结于狭义相对论中，而引力都能归结于广义相对论中。

在他的定理中，引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀（所谓时空弯曲），并由此建立了引力场理论；而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。

然后他开始尝试去统一这一切，并试图用找到一个数学公式来证明它，可惜的是他终其一生也没有做到这一点。

他之后的所有物理家也为了这个而努力过，但都折戟了。

后来人们开始重新在微观世界里下功夫，盖起了物理学界另一栋大厦量子力学！当时的说法就是万物皆可量子，遇事不决，量子力学。

但就算它厉害到了极点，同样也不能解释电磁力和引力问题。

到了上个世纪时，随着科学仪器的进步，人们发现原子居然还能分解，等科学家撬开原子核的时候他们疯了！

通过粒子对撞机，他们又发现了两种从来没见过的力，强相互作用力和弱相互作用力。这两种新力和之前发现的力全然不同。它们只在最基本的微观粒子中，显得异常神秘！

一开始人们甚至连它怎么出现的都不知道。直到经过大量的实验科学家才渐渐摸索出一些规律来，然后他们试图用总结出的规律定义这两个新的力。

杨米尔斯方程就此诞生了，通过杨米尔斯方程人们定义的强相互作用力。温伯格、萨拉姆和格拉肖施温格三位学者经过长达半个世纪的交替成功完成了弱相互作用力和电磁力的统一，统一后的弱相互作用力也是用杨米尔斯方程表述出来的。

除了最复杂难搞的引力外，强电，弱电，电磁力都同时与一个方程组息息相关，这也奠定了它在物理学崇高的地位。

如果能求出杨米尔斯方程的通解，便可以逆向推导出强电统一的公式，同时也能在强电和弱电之间架起一座桥梁。

如果还能从中发现一点引力的相关线索的话，困扰物理学界几百年的难题，物理学界最至高无上的圣杯，爱因斯坦的大一统公式就近在眼前了。

如果能解决了这一切，以光年为单位的星际航行将不再成为幻想，星际时代的大门将会为人类彻底敞开。

而且就算不解决引力问题，只要解出这个公式的通解，就能用给定数值求出克服原子力所需的能量，写出处理多个原子之间相结合过程的代码，

这样的话，困扰人类多年，制约人类文明发现的能源问题，能源界至尊荣耀的圣杯—可控核聚变也近在眼前了。

如果还能找到相对廉价的常温超导的材料的话，可控核聚变的商业化也将变得理所当然。

张尧原本是将这个问题作为一生来思考的，没想到的是威腾教授现在就把它送到了他的面前。

说实话，对解决这个问题，他一点把握都没有，不说他高能物理目前还是学的应试的，单粒子对撞机他都没见过。

现在解决这个问题，简直天方夜谭！

“我觉得一个解出世界大三数学问题的年轻人应该有点追求，你的下一步应该面对这些了，又或者你报德利捏子爵的研究生和他一起研究黎曼猜想也不错。”威腾教授道。

“当然，我并不要求你现在解决这个问题，我对研究生要求并不高，只要完成我给的目标，能在自然和科学上发两篇论文就行了。”

张尧的脸色微变，这还不高？《Nature》和《Science》啊，能在这两本杂志上发论文，他都可以直接当教授了。

当然他并不畏惧，不就是发论文吗？当我发个化学类的论文，不知威腾教授你又该如何面对？

临走之时，威腾教授似乎想起了什么道:“奥，我突然想起来你好像其他学科学的也不错，别拿化学类的来糊弄我！我这里只接收数学物理类的。”

得了，计划泡汤！显眼包张尧叹了口气。