历史的回顾与漫谈——中国学者与统计物理学(10)

图17 杨振宁(1922— )
图18 李政道(1926— )
第一件事是杨振宁关于相变的重要工作。早在西南联大时期，杨振宁得到王竹溪真传，在二元合金的有序—无序转变问题上做出了较好的工作。1946年赴美后，他花了许多时间钻研Onsager二维伊辛(Ising)模型准确解，独立完成了难度极大的关于二维Ising模型的自发磁化的论文，得到了1/8这一临界指数，有意思的是，他还启发了另一位中国物理学家在这方面的创造性工作11)。
第二件事是杨、李二人关于气液相变的工作。1937年J. E. Mayer基于将位力系数表示成分子间作用势的积分，提出了气—液相变的统计理论，得到R. Fowler，M. Born等大家的支持。不过到了1950年前后，这个理论受到实验和理论两方面的质疑。1952年，杨振宁和李政道合作完成并发表了两篇关于相变理论的论文(图19，图20)。两篇文章同时投稿和发表12)。论文通过解析延拓的方法研究了巨配分函数的解析性质，发现它的根的分布决定了状态方程和相变性质，消除了人们对于同一相互作用下可存在不同热力学相的疑惑。这两篇论文的高潮是第二篇论文中的单位圆定理，它指出吸引相互作用的格气模型的巨配分函数的零点位于某个复平面上的单位圆上。这两篇文章指出，Mayer给出的以集团积分表示的状态方程只与气态有关，解释不了气液相变，澄清了Mayer理论对气—液相变带来的争论。
文章发表后引起爱因斯坦的兴趣，并专门会见了二人。

图19 杨—李关于气液相变的第一篇论文

图20 李—杨关于气液相变的第二篇论文
第三件事是有关稀薄玻色子多体系统的研究(图21)。杨振宁在1957年左右与李政道及其他合作者(黄克孙、Luttinger等)发表或完成了一系列关于稀薄玻色子多体系统的论文。他们得到的能量修正中最令人惊讶的是著名的平方根修正项，但当时无法得到实验验证。不过，这个修正项随着冷原子物理学的发展而得到了实验证实。