4.2 楊-巴克斯特方程與統計力學#
重返統計力學#
拿獎之後,楊振寧沒有躺在場論的功勞簿上,而是回到了王竹溪時代的起點(2.1):統計力學與多體問題。1960 年代,他與楊振平(弟弟)、 others 系統研究一維玻色氣體(δ 相互作用),用貝特擬設(Bethe ansatz)求出嚴格解——楊-楊熱力學。
楊-巴克斯特方程(1967)#
1967 年,楊振寧在研究一維多體散射的因子化條件時,得到一組矩陣方程:
\[R_{12}R_{13}R_{23} = R_{23}R_{13}R_{12}\]
幾乎同時,澳大利亞的巴克斯特(Rodney Baxter)在八頂點模型中獨立得到同一方程,故名楊-巴克斯特方程。它後來成為:
- 可積系統的判據;
- 量子群理論的源頭(德林費爾德 1986 菲爾茲獎工作的主要動機之一);
- 紐結不變量(瓊斯多項式)的物理基礎。
「第二戰場」的意義#
多數諾獎得主獲獎後江郎才盡,楊振寧卻在完全不同的領域再開一局。物理學家蓋爾曼評價:「楊振寧的統計力學工作,單獨拿出來也夠一個大獎。」
flowchart TD
A[聯大統計力學起點] --> B[1960s 重返多體問題]
B --> C[一維玻色氣體嚴格解]
C --> D[1967 楊-巴克斯特方程]
D --> E[可積系統/量子群/紐結理論]因果:這是「回到起點」的一章——王竹溪的種子(2.1)隔了二十五年開花。它證明楊振寧不是「一個發現的科學家」,而是橫跨場論與統計力學的兩棲大師。