张志东
传承杨先生求美学术文脉,弘扬求真探索精神
2025-10-21 09:10
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        大呆自从1991年开始三维伊辛模型精确解的探索研究。在研究过程中涉及杨振宁先生的几项重要成果。可以说,通过身体力行,用一系列与伊辛模型相关的研究成果,传承了杨先生求美学术文脉,弘扬了杨先生求真探索精神。

    第一项工作是二维伊辛模型自发磁化强度精确解。这项工作是杨先生十几项重大学术贡献中意义不是最大的。但按照杨先生的说法求解难度是最大的。当时,为了求解三维伊辛模型自发磁化强度精确解,我需要参照杨先生的微扰求解过程。详细阅读理解了杨先生的论文。为了深刻理解,我还将全文翻译成中文,并详细推导了每一个公式。尽管问题非常复杂,杨先生的论文写得非常简洁,透露出简洁之美。有些地方他说很容易得到,我的推导过程写满三页A4纸。当时,为了从杨先生的经历中受到启示,我还买了一本杨先生的传记。这是我买的第一本名人传记,其中有一段对二维伊辛模型自发磁化强度求解过程的描述非常精彩,写出了探索之路的曲折,阻塞之困惑,通达之豁然,循环往复,坚持到底终于成功的心路历程。这段探究之旅的体验正与我体验相吻合,也鼓舞了我继续前行。

    第二项工作是杨-巴克斯特方程。在求解二维伊辛模型时用到一个对偶关系,也叫星-三角关系,也是后来的杨-巴克斯特关系。我在求解三维伊辛模型时加了一个维度的旋转变换。旋转角与原来转移矩阵中的旋转角之间的关系正好满足星-三角关系,为四面体方程(广义杨-巴克斯特方程)的特解,也就是杨-巴克斯特方程。而四面体方程正是三维伊辛模型的可积条件。满足杨-巴克斯特方程也对应拓扑学纽结移动的等价关系,可以通过这个过程消除非平庸拓扑结枸。

    第三项工作是杨振宁先生与李政道先生合作的李杨相变理论。我的三维伊辛模型精确解猜想论文发表后,在国际学术界引起强烈的学术争鸣,一些国际著名统计物理学家反对。最关键的反对点是配分函数的高温展开。他们认为高温展开是严格证明收敛的,与高温展开不一致肯定是错误的。我通过文献调研,发现所谓的严格证明并没有涉及无限大温度。另外,李杨相变理论的论文仅仅讨论了有限温度的相变,从他们获得的相变条件可以看出无限大温度也满足相变条件。从而确认在无限大温度存在一个拓扑相变,高温展开的收敛半径为零,高温展开不唯一,从而否定了反对意见。杨先生一直认为李杨相变理论的意义被低估了,我也认可这个观点。李杨相变理论中最重要的是配分函数零点的单位圆定理。最近,我证明了黎曼zeta函数零点分布与一个竞争性二维伊辛模型配分函数零点的等价性,并且利用李杨单位圆定理证明了黎曼zeta函数零点分布封闭性,是数论理论的新进展,显示了单位圆定理的强大。

    第四项工作是杨-米尔斯规范理论,这是公认的杨先生最重要贡献,是标准模型的基石。然而,至今没有三维杨-米尔斯规范理论精确解。我利用三维伊辛模型精确解,通过对偶关系求出三维Z2格点规范理论精确解。尽管Z2对称性规范理论是规范理论中最简单的,相关结果对求解其他杨-米尔斯规范理论具有启发价值和指导意义。论文己经被Open Physics接受,本周内公开发表出来。

    通过研读杨先生的论文以及做相关工作,大呆有一些体会:一是杨先生考虑的都是重大基础性问题,直击自然界物质运动的基本规律,直面客观本质,所以涉及的领域非常广泛,影响力涉及物理和数学的许多领域。二是杨先生的数理功夫深厚,解析解决问题的能力超强,对问题的答案及其物理意义的理解具有穿透力。有将复杂问题简明化的洞察力。推导公式严谨缜密,证明定理逻辑完备,一丝不苟,严丝合缝。论文表达追求简洁,表现出自然的美感,做事追求完美。读他的论文有一种完美到极致的感觉。

    大呆与杨振宁先生无缘相见,但有过通信往来。在完成三维伊辛模型精确解初稿之际,我首先将论文邮寄给杨先生。杨先生很快回信,建议我投稿专科杂志。由于杨先生当时没有提出反对意见,对我是极大的鼓舞。所以,我将论文投稿到《物理评论快报》。尽管发表过程遇到阻力,但是最终的结果是好的,论文在《哲学杂志》发表,并且引发国际学术界的争鸣以及后续的研究进展。我感觉杨先生不愧为大师,为人谦和,对后辈的请教也有信必回,非常有礼貌。而且为人谨慎,对学术问题不轻易发表否定性意见,对科研探索具有开放性和包容性。我曾经在科学网用博文《为三维伊辛模型科学史补充一点史料》介绍了相关的过程,遗憾的是现在打不开这一篇博文了。我将杨先生的回信在此贴出:

    杨振宁先生千古!精神永存!

    相关论文:

      1,提出两个猜想:Z.D. Zhang, Philosophical Magazine 87 (2007) 5309.

      https://doi.org/10.1080/14786430701646325

      2,初探数学结构:Z.D. Zhang, Chinese Physics B 22 (2013) 030513.

https://doi.org/10.1088/1674-1056/22/3/030513

3,证明两个猜想-克利福德代数方法:Z.D. Zhang, O. Suzuki and N.H. March, Advances in Applied Clifford Algebras 29 (2019) 12. https://doi.org/10.1007/s00006-018-0923-2

4,二维横场伊辛模型的精确解:Z.D. Zhang, Physica E 128 (2021) 114632. https://doi.org/10.1016/j.physe.2021.114632

5,拓扑量子统计物理和拓扑量子场论: Z.D. Zhang, Symmetry, 14 (2022) 323.

https://doi.org/10.3390/sym14020323

      6. 三维Z2格点规范场理论精确解Z.D. Zhang,Open Physics 23 (2025) 20250215.

      https://doi.org/10.1515/phys-2025-0215

      7. 黎曼z函数与伊辛模型零点分布的等价性:Z.D. Zhang, arXiv:2411.16777.

  https://arxiv.org/abs/2411.16777

 

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