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为三维伊辛模型科学史补充一点史料 精选

已有 3364 次阅读 2022-1-28 10:17 |个人分类:追梦|系统分类:科研笔记

 

伊辛模型是一个非常重要的理论模型,可以用来描述在多体相互作用自旋体系的物理性能和相变过程。自从1991年大呆立志解决这个问题至今已经过去三十多年。如果当年预先知道这个问题有多复杂,涉及的知识领域有多广、有多深,我可能不敢挑战这个问题。好在当时28岁,年轻人有理想有抱负有干劲,初生牛犊不怕虎。这一干就是三十多年,也就做成了一件事。

三维伊辛模型精确解猜想的工作2005年完成初稿,经过两年多的投稿过程,无法在国际学术刊物上发表。于200758日将论文挂到arXiv预印本库。2007613日在科学网上开博介绍相关工作,详细见《追梦之旅-1-开篇》系列博文。后来论文被英国《哲学杂志》接受发表,审稿人认为是该领域几十年最重要的进展。论文发表后在国际学术界引起强烈反响和学术争鸣。一些统计物理学家表示反对,认为与前期的高温展开、低温展开不吻合。我对反对方的观点进行了反驳,认为这些近似方法不能作为评价标准,因为它们没有考虑三维伊辛模型的拓扑学问题,存在系统误差。相关评论和反驳意见均在《哲学杂志》上发表。

三维伊辛模型精确解注定与科学网产生剪不断理还乱的关系。2008年底至2009年初我在科学网上介绍相关的学术争鸣,详细见《激辩猜想-1-开篇》系列博文。在科学网引发一场学术讨论和争鸣,参与其中的博主和网友之多,发表的博文和评论之多,在科学网上可以说是空前绝后的学术论剑,见科学网《学术论剑》专题。其中推波助澜的一个事件是,当时的《科技导报》主编苏青(也是科学网博主)将三维伊辛模型精确解猜想的工作列入当年度基础研究十大进展,引起许多学术权威的反对,《科技导报》以发表更正声明平息风波。历史的车轮滚滚向前,如今学术论剑的硝烟已经散去,当年参与论战的博主大都已经离开科学网,大呆也很少在科学网上露面。

后来,苏青在多篇回忆性文章中回顾了当年的细节,可能在《科技导报》发表更正声明(实际上的道歉)对他来讲是一件很大的事情,心里上绕不过去这个坎。必须说出来,让大家知道当时到底发生了什么。其中涉及著名科学家郝柏林院士、伍法岳先生、杨振宁先生的态度和意见。我以前也看过苏青的文章,也没有太在意。因为专心于解决科学问题比什么都重要,能不能证明猜想才是关键。最近,三维伊辛模型精确解的故事又引发广泛关注,特别是苏青将相关文章收入他的新书《携诗远行畅情怀》。科学网上多位著名博主(如武夷山、陈安)纷纷发表书评和读后感,并被科学网精选或者置顶。陈安博主甚至上升到科学史的高度。

       既然上升到科学史的高度,那就希望做到论述严谨、准确,对史料的掌握尽量做到完整全面。先纠正陈安博主的一个描述,他将猜想与猜想的证明混为一谈了。当年苏青是将我的猜想列入十大进展而引起争议。猜想的证明是2019年和2021年在数学杂志发表了三篇论文,目前没有收到任何反对意见。欢迎任何人到相关学术刊物发表反对意见。2019年那一篇发表在国际数学刊物《应用克利福德代数研究进展》(Advances in Applied Clifford Algebras)的论文已经在科学网用《终结猜想-1-开篇》系列博文做了介绍。2021年在《数学》(Mathematics)杂志发表的两篇论文以后有机会再介绍。

由于杨振宁先生是诺贝尔奖得主,在杨-米尔斯理论、宇称不守恒、杨-巴克斯特方程等方面取得重要成就,又是伊辛模型方面的专家,他的意见举足轻重,会对广大读者(吃瓜群众)产生不可估量的影响。我觉得有必要向科学网的博主和网友们介绍一下我了解的杨振宁先生的意见。也作为相关科学史研究的一个史料吧。

       我的三维伊辛模型精确解猜想论文初稿是2005年完成的,在投稿之前我给杨振宁先生寄去。当时杨先生已经回到清华大学工作。因为杨振宁先生是我最敬重的科学家,曾经求解过二维伊辛模型的自发磁化强度精确解,并且与李政道先生证明相变理论的李杨定理。因为三维伊辛模型精确解是一个公认的物理学难题,如果没有杨先生的意见,我是不敢贸然公开我的结果的。下面是我的去信:

尊敬的杨先生:

              您好!

    首先谨祝您身体健康、工作顺利、万事如意!

    随信给您寄去一篇我写的有关三维Ising模型精确解的文章。自从十余年前接触到这个问题,我就对它产生了兴趣。从杨先生二维Ising模型自发磁化强度精确解以及其他前辈的工作中得到了很多启迪。在遇到困难的时候,杨先生的传记等书中有关科研工作的体会和对自然的认识是激励我继续前进的动力。由于学生才疏学浅,对杨先生及其他前辈的工作的理解一定有许多不透彻之处,本文的出发点以及推导过程定有谬误和不当之处。恭请杨先生审阅,请杨先生抽暇予以批评、斧正。在此学生表示衷心的感谢!

           此致

敬礼!

                                                 学生  张志东

                                                 2005年5月11日

很快,收到杨先生的回信:

志东:

    收到你的文稿

    我现在没有时间与精力仔细研究你的工作。你宜将文章投稿到专科杂志,他们会找专家审阅。

                                                 杨振宁

                                                 二00五年五月十九日

       既然杨先生建议我投稿专科杂志,那我就投稿专科杂志,也才有后面发生的一系列故事。另外,补充一个听来的史实:

       有一天,我的一位朋友,清华大学教授,到我办公室访问。谈话中,他流露出对我的三维伊辛模型精确解猜想工作的赞许之情。他说:“工作引起杨振宁先生的关注。杨先生在与周围小圈子朋友聚餐时说,张志东的工作可能是一个大的突破,也可能是一个大的谬误”。我相信,这是发生的真实事件。最起码,在当时杨先生表现出的对我的工作的态度。这个事件的时间点应该在《科技导报》风波之后,我证明猜想的论文发表之前。至于为什么杨先生与苏青表达的态度明显不同,可能一个人的想法随时间和事态的发展也是可以演变的吧。感兴趣的科学史研究者可以一探究竟。

       最后列举一下三维伊辛模型相关的论文:

     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.     证明猜想1-黎曼-希尔伯特问题方法:O. Suzuki and Z.D. Zhang, Mathematics, 9 (2021) 776. https://doi.org/10.3390/math9070776

5.     证明猜想2-黎曼-希尔伯特问题方法:Z.D. Zhang and O. Suzuki, Mathematics, 9 (2021) 2936. https://doi.org/10.3390/math9222936

6, 自旋玻璃三维伊辛模型计算复杂度: Z.D. Zhang, J. Mater. Sci. Tech. 44 (2020) 116.  https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.12.009 

7,二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


 



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