规范场理论研究在中国的开展（1972-1980）
作者单位：中国科学技术大学
学位级别：硕士
导师姓名：丁兆君
授予年度：2022年
学科分类：07[理学] 070201[理学-理论物理] 0702[理学-物理学]
摘 要：在20世纪中国粒子物理学科发展中,有两项重要的理论成就:提出强子结构的层子模型(1965-1966)和规范场理论的接受与深入研究(1972-1980)。这两个方面的粒子物理理论构建和人才培养对中国的粒子物理发展起到重要的促进作用。本文基于中国粒子物理发展背景,结合公开发表的学术论文、档案史料和口述访谈资料,详细考察了 20世纪70-80年代规范场理论在中国的早期发展,分别探讨其在数学和物理两方面的研究,并尝试进行分析和评价。本文首先分析了规范场理论在中国开展之前的国际国内背景。国际背景方面,梳理了现代规范场理论的建立过程,它的诞生极大的促进了粒子物理学的发展,作为粒子物理标准模型的理论基础更是促进了人类对世界的认识。国内背景方面,通过笔者对中国老一辈粒子物理学家的访谈和前人研究的综述,首先回顾中华人民共和国成立以前国内粒子物理学科的初创,随后分1949-1977年、1977-1982年两个阶段论述我国的粒子物理学科的发展情况,并将这两个时间段分别视为中国粒子物理的奠定基础和初具规模的阶段。之后分析杨振宁在中国物理学家接受规范场理论的过程中所发挥的作用,从学术地位和政治影响两个方面,认为杨振宁极大地促进了这一过程。然后分析了规范场理论进入中国的时代背景。通过上述粒子物理发展的国际背景、杨振宁的促进作用、规范场理论本身物理之美和中国粒子物理发展情况等因素,笔者探讨了规范场理论进入中国的原因。本文随后梳理与总结了中国科学家在规范场数学方面的研究工作。主要包括中国科学院数学研究所陆启铿的工作和复旦大学谷超豪团队和杨振宁的合作研究。对前者,通过梳理陆启铿的研究过程并对其研究成果做客观评价和分析,笔者认为陆启铿的工作在学术贡献上并不逊色于杨振宁和吴大峻的合作结果,但由于学科背景、研究深度、表达方式以及学术期刊的影响力等差异,造成了陆启铿的工作没有杨振宁和吴大峻的工作影响力大。对后者,根据档案史料和访谈材料,对复旦大学和杨振宁的三次合作研究进行详细梳理与考察,并对合作过程中涉及到的两个问题进行讨论,笔者认为杨振宁和谷超豪等人的研究达到了国际领先水平,极大地促进了我国规范场理论的研究并加强了我国科研与国际的交流。本文接下来梳理与总结了中国科学家在规范场物理方面的研究工作。通过对当事人的访谈和原始科研论文的梳理,本文考察了北京“相对论批判组、中山大学和西北几地的研究情况,分析其过程与结果,笔者认为最早开展规范场研究的北京方面研究人员,受到复杂的历史环境影响,可谓“夹缝中求存,但开创了中国规范场物理方面的研究,带动全国;中山大学的研究队伍从磁单极子的研究入手,积极与国内同行交流讨论,开辟了规范场研究的又一重要“阵地;西北地区在段一士和侯伯宇的带领下,积极进取,在规范场理论研究的深度上要更胜一筹。随后论述了规范场理论研究在全国的“遍地开花和相关学术会议的召开将中国的规范场研究推向了高潮。然后探讨了中国规范场理论研究的后续发展,其物理方面融入了国际研究的大潮,而数学方面则“后劲不足,未能紧跟国际研究。本文最后将规范场理论与“层子模型在中国的发展相比较,分析两个时期粒子物理研究的特点,并尝试对规范场理论在中国的发展给出相对客观的评价。中国开展规范场理论研究,在特殊的历史时期延续了中国的基础科学研究工作,并培养了一批人才,同时极大的促进了国内科研人员之间的学术交流,并促进了中国粒子物理学科的发展。当然,中国开展规范场理论研究也存在着一定的局限性,比如缺少国际交流,研究方向较窄,研究深度不足等。
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