愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?

大名鼎鼎的愛德華·威滕(Edward Witten)是如何從歷史系本科生轉而成為一名物理學家的?又是如何一步步進入數學領域,在數學物理的前沿帶領了超弦理論的革命?又為什麼,他確信基礎物理學下一個可能出現的劇變會出自“萬物源自量子比特” ,出自幾何和糾纏之間的關係?請看科普作家 Graham Farmelo(GF)對威滕(EW)的採訪。


採訪人 | 格雷厄姆·法梅洛 (Graham Farmelo)

受訪人 | 愛德華·威滕 (Edward Witten)

翻譯 | 林海 (清華大學)

愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?

在數學物理領域,如果我們幸運的話,像愛德華·威滕這樣聰明的頭腦大約每50年出現一次。自20世紀70年代後期以來,威滕就從一群試圖理解宇宙基本規律,或試圖發現物理學最基本方程的物理學家中脫穎而出。不僅如此,由於研究自然界的數學性質,威滕在基礎數學方面也具有顯著的影響力——他是唯一一位獲得菲爾茲獎章的物理學家。要知道,菲爾茲獎在數學領域的地位與諾貝爾獎對於物理學幾乎相同。


Edward Witten 生於1951年8月,1971年在布蘭戴斯大學獲得歷史學學士學位,輔修語言學。1976年在普林斯頓大學獲得博士學位。1976-1980年間在哈佛大學從事研究工作。之後在普林斯頓大學、普林斯頓高等研究院任教授。1990年獲菲爾茲獎。| 圖片來源:Dan Komoda/IAS


我是《宇宙以數字說話》*(The Universe Speaks in Numbers)一書的作者。威滕是我書中的核心人物,對我幫助甚多。他對於採訪這件事情比較遲疑,所以當他去年(編注:指2018年或2017年)8月同意與我談談自己的職業生涯以及數學和物理之間的關係時,我感到很高興。


在普林斯頓高等研究院的辦公室裡,威滕穿著網球服坐在沙發上,心情舒暢。像往常一樣,他說話安靜,因此你必須認真聆聽。而且他還使用了很多專業術語。如果你不熟悉它們,我建議你可以直接跳過去,關鍵是要了解威滕對自然界的整個圖像的思考。


他是如何對最前沿的數學產生興趣,卻始終是一名物理學家呢?關於這個問題,他為我們提供了一些啟發性的見解。首先,我問他是否從一開始就對數學和物理感興趣。


(*編注:自上世紀70年代以來,實驗為物理學帶來的線索逐漸減少,許多物理學家轉向現代數學以尋求靈感來源,一些人對物理學的這種發展方向保持懷疑態度。在《宇宙以數字說話》一書中,作者Graham Farmelo 認為,物理學事實上一直延續著自牛頓以來的傳統。他採訪了威滕、阿蒂亞、邁克爾·格林等科學家,探討了數學和物理學之間的聯繫。)


EW:當我還是個孩子的時候,我對天文學非常感興趣。那是太空競賽的時期,每個人都對太空感興趣。然後,當我長大一點的時候,我父親教了我微積分。有一段時間我對數學很感興趣。


GF:你說一段時間,所以那種興趣後來消退了嗎?


EW:是的,幾年之後它確實消退了,我認為消退的原因是,在我十一歲時學了微積分後,實際上過了相當長時間我才看到了比這更高階的數學。所以當時我並沒有真正意識到還有更有趣、更高階的數學。這可能不是唯一的原因,但肯定是我興趣消退的一個原因。


GF:你是否曾對其他學科感興趣?因為你開始學習的是歷史學之類的東西,你真的對歷史學具有對數學和物理同樣程度的興趣嗎?


EW:我想有一段時間我的設想是做新聞或歷史學之類的事情,但是大約在21或22歲的時候,我意識到自己在這方面的前景不會很好。


採訪者旁白


在學習了現代語言學之後,威滕參加了喬治·麥戈文(George McGovern)的總統競選工作,並且學習了一個學期的經濟學,然後才轉向物理學。


他來到普林斯頓大學,想在理論物理學方面做博士研究。在他通過了一些初級考試之後,普林斯頓明智地接受了他。他學得很快。一位負責在實驗室裡教他的老師曾告訴我,在三週之內,威滕提出的關於實驗的問題從基礎變得精妙,最後甚至達到了諾貝爾獎問題的級別。作為哈佛大學的博士後,威滕結識了一些理論物理學的先驅,其中包括史蒂文·溫伯格(Steven Weinberg)、謝爾頓·格拉肖(Sheldon Glashow)、霍華德·喬治(Howard Georgi)和西德尼·科爾曼(Sidney Coleman),他們幫助年輕的威滕對這些新理論的數學產生了興趣。


EW:那幾年我學的最多的物理學家是溫伯格、格拉肖、喬治和科爾曼。他們是完全不同的。格拉肖和喬治進行唯象模型的構建,基本上是弱相互作用的模型構建,對標準模型進行更詳細的描述。我發現它很迷人,但是在那兒找到切入口有點困難。如果當時的世界有所不同,我之後的職業生涯可能就是在做他們所做的那些事情。


採訪者旁白


哇哦。這是我第一次聽到威滕說他起初希望與大多數其他理論家一樣,從真實世界的實驗結果中汲取靈感。我想知道是什麼使他改變了方向,變得如此數學化。


EW:讓我來提供一些背景。直到我讀研究生時期的那20到25年中,基本粒子物理領域不斷湧現新的發現:奇異粒子、μ子、強子共振態、宇稱破缺、CP(電荷-宇稱)對稱性破缺、標度不變性、深度非彈性散射、粲夸克等。這足以給你一個大致印象。這段時間持續了超過20年,有許多重大發現,每三年就有一次重大發現。那時候我認為,如果實驗上的驚喜和發現像已經過去的25年那樣繼續出現,那麼我應該會參與模型構建,就像喬治和格拉肖這些同事一樣。然而,這段充滿持續不斷的驚喜和動盪的時期在我的博士階段正好結束了,因此後來我沒有明確的方向。


GF:你當時是否感到有些失望?


EW:我當然感到失望,你永遠會遭遇一個又一個失望。


GF:生活往往是艱難的,你會因為遭遇挫折而失望。


愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?

標準模型中的基本粒子,包括構成物質的費米子(夸克和輕子),以及傳遞四種基本相互作用力的玻色子。| 圖片來源:Daniel Dominguez/CERN


EW:自那時以後又有了重要的實驗發現,但是步伐並不完全相同了。儘管後來的這些發現非常重要,但它們教給我們的知識卻更為抽象,與60年代和70年代的實驗發現相比,它們提供的構建唯象模型的機會更少。


我想告訴你一兩個關於我與其他物理學家互動的情況。我記得最清楚的是史蒂文·溫伯格。他是“流代數”( current algebra)這個領域的開創者之一,該方向是理解核力的重要組成部分。但是他認為其他大多數物理學家都沒有正確理解它,而我也是其中之一。因此,每當在報告會或討論會上提到“流代數”時,他總是會發表簡短的演講來解釋他對此的理解。以我為例,史蒂文的演講我大概聽了八到十次。


然後是西德尼·科爾曼。首先,科爾曼是唯一對量子場論的強耦合行為感興趣的人。在我做研究生時,在我的導師大衛·格羅斯(David Gross)的鼓勵下,我對強耦合行為感興趣。也許在此我應該解釋一下,如果你是物理專業的學生,他們會教你在量子效應較小時該怎麼辦,但是沒人告訴你在量子效應較大時該怎麼辦,這是沒有一般性答案的。針對不同問題,這時候需要用不同的方法來解決。作為一名研究生,我對此很感興趣,但是大多數時候我都會碰壁,因為問題通常很棘手,而科爾曼是哈佛大學唯一對此類問題感興趣的,其他人則認為強耦合是一個黑匣子,因此,他確實是我唯一可以與之互動的人。


除了與他進行互動之外,他還讓我接觸到了一些我以前不知道的數學主題,這些後來對我的工作很重要,而大多數物理學家都不知道這些,當然我當時也不知道。


GF:請問你當時是否意識到自己對高階純數學感興趣?


EW:絕對沒有。


GF:沒有嗎?


EW:沒有,一點也沒有。我是逐漸進入數學領域的。因為人們已經發現了標準模型,所以物理學中的新問題與以前的問題並不完全相同了。標準模型帶來了新的問題。一方面,理解標準模型需要新的數學方法。就在我差不多要結束研究生階段時,亞歷山大·波利亞科夫(Alexander Polyakov)和其他人提出了楊-米爾斯瞬子(Yang-Mills instanton),事實證明它對理解物理很重要,此外它也有很多數學應用。


採訪者旁白


你可以將瞬子視為亞原子尺度上在時空中發生的短暫事件。這些事件是由亞原子世界的規範理論所預測的。這個故事的關鍵時刻是威滕在麻省理工學院第一次與數學家邁克爾·阿蒂亞(Michael Atiyah)會面。他們將成為運用更數學化的方法來理解自然界這一趨勢的領導者之一。


愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?

數學家 Michael Atiyah(1929-2019)。| 圖片來源:Cliff Moore/IAS


EW:在波利亞科夫和其他人發現了楊-米爾斯瞬子之後,阿蒂亞發現了可用於求解瞬子方程的令人驚異的數學方法。他去劍橋訪問時就講了這一點,我想那是在1977年的春天,我對此非常感興趣,所以我們討論了很多。我可能比其他大多數物理學家都更努力地理解其中涉及的數學。這次互動無疑使我學習了以前從未聽說過的各種數學,包括複流形和層的上同調群等。


GF:那時對你來說,這是個新聞。


EW:是的。因此,在更基本的層面上可以說,當幾個月前我從西德尼·科爾曼那裡聽到有關阿蒂亞-辛格指標定理(Atiyah-Singer index theorem)的消息時,它對我來說就是個新聞。


採訪者旁白


邁克爾·阿蒂亞和他的朋友伊西多爾·辛格(Isadore Singer)首先證明的指標定理將兩個似乎沒有聯繫的數學分支聯繫在了一起:一方面是微積分,即關於變化量的數學,另一方面是拓撲,即關於物體在拉伸、扭曲或形變時不改變的特性。現在拓撲對於我們對基本物理學的理解至關重要。


EW:像那個時期的其他物理研究生一樣,對於20世紀的數學,我確實沒有任何瞭解。因此,直到阿爾伯特·施瓦茨(Albert Schwarz)指出指標定理與理解瞬子有關時,我才聽說了阿蒂亞和辛格,以及指標定理的概念。即使在那時,那篇文章也沒有立即引起震動。如果科爾曼沒有指出,我不確定還要花多長時間才能意識到它的重要性。


然後,阿蒂亞等人在理解瞬子方程方面取得了進展。實際上第一個取得進展的是羅傑·彭羅斯(Roger Penrose)的博士生理查德·沃德(Richard Ward)。我對此很感興趣,但是從某種意義上說,我感興趣的是這對物理學有什麼用處。我學了那些數學,或者說老師當時在使用的一些數學。然而,對於這些數學是不是適用於物理學,我有些懷疑。事實表明,我並沒有錯,因為波利亞科夫最初提出的那些數學方法並未完全奏效。實際上,雖然數學家們已經清楚地闡明瞭瞬子方程的細節,但是這對物理學家實際上做的事情並沒有幫助。從長遠來看,阿蒂亞和他的同事的工作使我學到了很多以前從未聽說過的數學知識,這些後來都很重要,但是在一開始,其重要性並沒有顯現出來。


GF:你是從什麼時候開始確信數學真的會很有趣?


EW:我想這是在上世紀80年代逐漸發生的。舉例來說,早在1981還是1982年,我試圖瞭解

超對稱場論中所謂的真空即量子基態的性質,實際上它的某些行為很難用標準物理學的想法來解釋。因為我不明白,所以一直在尋找更簡單的模型,但是它們都會遭遇同樣的問題。最後我找到了可以探索這個問題的看似最簡單的模型,但它仍然令人費解。


有一天,當我待在科羅拉多州阿斯彭的一個游泳池時,我想起了拉烏爾·博特 (Raoul Bott) ,實際上阿蒂亞早幾年前也在卡爾加斯做了面向物理學家的演講,他們試圖解釋一種叫莫爾斯理論(Morse theory)的東西給我們。我敢肯定,像我一樣,還有許多其他物理學家從未聽說過莫爾斯理論,也不熟悉它可以解決的任何問題。


GF:你能說說莫爾斯理論大致是什麼嗎?


EW:如果有一個橡皮球在空間中移動,它會有一個最低點,即降至最低,也有一個最高點,即升至最高,即有一個最大值點和一個最小值點。如果有一個更復雜的表面,例如馬鞍面,它的高度函數將具有鞍點、極大值點和極小值點。莫爾斯理論將諸如高度函數之類的函數的極大值點、極小值點和鞍點,與定義該函數的曲面或拓撲流形的拓撲聯繫了起來。


GF:你讀過麥克斯韋在1870年發表的演講 “On Hills and Dales”(論山陵和山谷)嗎?


EW:我還沒有讀過。他實際上是在描述莫爾斯理論的二維情形嗎?


GF:我無法詳細介紹,但莫爾斯理論的歷史學家經常提到這個演講。


EW:我聽說麥克斯韋的這個演講與拓撲學的開端有關。拓撲學恰好大約是在那個時期剛剛開始發展起來的。


GF:你在阿斯彭游泳池獲得的啟示在物理上有用嗎?


EW:是的。對於超對稱量子理論中的真空態,它有一點啟示作用。我進一步發展了這一點,起初這似乎很特殊,但最終這些異常太多,無法完全忽略。


GF:我不知道這樣說是否正確,在邁克爾·格林 (Michael Green) 和約翰·施瓦茨

(John Schwarz) 發展了弦理論之後,這些才開始流行起來了,是嗎?


EW:因為格林和施瓦茨對反常(anomaly)的研究,人們所稱的第一次超弦理論革命在1984年到來,這時阿蒂亞和其他人用來研究瞬子方程的數學突然變得非常有用。因為要理解弦理論,所有這些有趣的事物,比如複流形、指標定理、層的上同調群等,在弦理論中構造基本粒子模型時都是有用的。


我應該給一個更好的解釋。在物理學中,我們看到的基本粒子的力基本上意味著除引力之外的所有力。引力太微弱了,我們只在像地球或太陽這樣的具有宏觀質量的物體上看到它。我們用愛因斯坦的理論來描述引力,用量子場論來描述其餘的力。要將兩者結合在一起是很困難的。在1984年之前,我們甚至無法建立一個部分合理的包含引力與其它所有力的基本粒子物理模型。格林和施瓦茨在1984年通過反常抵消(anomaly cancellation)而取得的進展使這成為可能。


但是要建立這樣的模型,需要使用物理學家以前沒有使用過的許多數學方法,其中一些方法是由阿蒂亞和其他人在求解瞬子方程時引入的。物理學家需要使用複流形、層的上同調群,以及其它對於那個時代的物理研究生來說全然陌生的數學工具。從基本層次上而言,這些事物對於建立一個包含引力在內的基本粒子模型是很有用的。而且,如果想要更深入地理解它,你最終會用到更多的數學。在弦理論發展到能夠以有趣的方式來構建粒子物理模型之後,許多以前不熟悉的數學變得重要。


我所說的以前不熟悉當然是在寬泛的意義上而言,因為顯然有些人對此很熟悉。首先數學家對此很熟悉。其次,在某些領域,例如羅傑·彭羅斯在他的Twister 理論中使用了其中一些數學。但從廣義上講,大多數物理學家都不熟悉這些數學。


愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?


1984年,Michael Green 和 John Schwarz 發表了基於十維時空模型的超弦理論,消除了以往對於引力場量子化後產生的發散問題,從而引發了第一次超弦理論革命。


GF:因此,我們實際上在物理學方面取得了很好的成績,這對數學家和物理學家來說都非常重要,他們彼此並肩工作。回顧萊布尼茨,他曾經談論過數學和物理之間先天建立的和諧。這是愛因斯坦最喜歡的短語之一。你是否認為這件事是一個客觀事實,這件事有一天可以被解釋嗎,或者永遠無法被解釋? 你對兩者的關係有什麼評論嗎?


EW:數學和物理之間的緊密聯繫似乎是一個客觀事實。我無法想象解釋它意味著什麼。看起來似乎是,世界是基於涉及有趣數學的理論,而許多有趣的數學則至少部分地受到其在物理學中的作用的啟發。當然,不是全部。


GF:但是,當你看到與物理學非常相關的一些數學時,這對你有啟發嗎?或者反過來呢? 數學和物理之間的這種和諧是否以某種方式激勵你認為,自己處在正確的軌道上?


EW:是的,當一件東西看起來很美時,確實會鼓勵你相信自己是處在正確的軌道上。


GF:這真是經典的狄拉克理念。狄拉克把它當成幾乎是一種宗教。但是我感覺到你對此更為遲疑,我不知道遲疑是不是正確的詞。


EW:發現狄拉克方程式後,狄拉克似乎有權利說這樣的話。


愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?

狄拉克曾說:“A theory with mathematical beauty is more likely to be correct than an ugly one that fits some experimental data.”(具有數學之美的理論更有可能是正確的,而不是與一些實驗數據相符合的醜陋理論。)|圖片來源:Wikipedia


採訪者旁白


長期以來,威滕是弦理論框架的先驅,該框架力圖對基於量子力學和相對論的自然界的所有力進行統一描述。該框架用細小的弦描述自然界的基本實體。


GF:回到弦理論。你認為弦理論是幾個候選理論中的一個,還是其中最為傑出的候選理論?我的意思是,你如何看待該框架在數學物理領域的地位。


EW:我認為弦理論/M-理論是我們超越已建立的物理框架的唯一真正有趣的方向,這裡的已建立的物理框架指的是量子層次上的量子場論和宏觀尺度上的經典廣義相對論。在弦理論/M-理論的框架下,我們已經取得進展,我們在那裡發現了許多有趣的東西。我認為還有很多有趣的事情我們一點也不瞭解。


GF:但是你從未被其它路徑所吸引。其他選項都不是合理的候選理論嗎?


EW:我不確定你指的其它路徑是什麼。


GF:比如圈量子引力?


EW:那些不過是空口白話,我認為並沒有其它路徑。


GF:好吧。


採訪者旁白


所以我們瞭解了威滕的看法。格外謹慎的威滕認為,如果我們想發現一個統一所有基本力的理論,弦理論是目前出現的唯一有趣的路徑。


愛德華·威滕:基礎物理學的重大變革會在哪裡?

上世紀90年代,隨著對偶性的發現,超弦理論的第二次革命到來。威滕提出了十一維的M-理論,將弦理論的五種情形和超引力統一起來。M-理論通常被認為是萬有理論的主要候選者。| 圖片來源:Olena Shmahalo/Quanta Magazine


GF:我們現在所處的階段是一個非常不尋常的時期,因為我們中的很多人都期望大型強子對撞機產生巨大的粒子能量,尋找希格斯玻色子和超對稱性。我們已經如所期待的那樣獲得了希格斯粒子。但是似乎沒有其他真正令人興奮的東西。你對我們現在的狀況有何看法?


EW:我這一代人伴隨著一種非常強烈的信念長大,這個信念是被史蒂文·溫伯格和其他人所鼓舞的。我們相信,當物理學達到可以理解弱相互作用的能量尺度時,你不僅會發現電弱對稱性破缺的機制,而且會了解是什麼原因決定了其能量尺度比引力的能量尺度要低。這最終使引力變得如此微弱。結果令人驚訝的是,我們達到了探測W粒子和Z粒子,甚至希格斯粒子的能量尺度,卻沒有找到這背後更廣大的機制。對於我成長時期的想法而言,這是非常令人震驚的發展。


在這40年間,還出現了另一件令人震驚的事情,即發現宇宙膨脹是不斷加速的。幾十年來,物理學家們一直認為,由於物質間的引力吸引作用,宇宙的膨脹將會減慢,他們還試圖對其進行測量。而事實證明,膨脹實際上是在加速。我們雖然還不確定,但看起來很有可能的是,愛因斯坦宇宙常數的效應似乎很小,但非零。


這兩件事情很相似,都非常令人困惑。宇宙常數非常小但非零,還有弱相互作用的能量尺度以及基本粒子的質量尺度問題,從人類的角度看,這似乎是很多能量,但是與物理學中的其它能量相比,它很小。


這兩個難題中,首先發現的關於引力的難題可能是討論真空宇宙景觀的主要動機。這個想法曾經使我感到極度不舒服和不高興。我想這是由於這些難題對我們理解宇宙的嘗試構成的挑戰,以及可能將對距今數百億年的我們的後代造成的不利影響。我最終得以坦然面對這個想法,或許是因為我認識到宇宙並不是為了我們的方便而產生的。


GF:所以你接受了它嗎?


EW:我接受了景觀的理念,並且不再像多年來那樣對它感到沮喪。


GF:真的很沮喪嗎?


EW:我仍然希望會有一個不同的解釋,但是它不再像以前那樣使我沮喪。


GF:你認為對於所有關注基礎物理學的人而言,主要的挑戰是什麼?


EW:我認為,天文學或加速器方面的新發現很有可能會帶來新的實際的挑戰。但是,就我們現在所知道的以及我個人的喜好而言,很難避免回應關於宇宙學的新挑戰。我實際上認為,弦理論/M-理論處在正確軌道上,正朝著更深刻的解釋邁進。但是從最本質的層次上來說,我們對弦理論的理解還不是很清楚。我們尚不清楚弦理論缺少什麼要素,或者在哪裡能找到缺失的概念。我之所以不清楚,是因為事後看來,我們在80年代認為缺失了哪些要素的看法非常狹隘,後來在90年代,我們並沒有發現原來認為缺失的東西,而是將圖像擴大到了意想不到的方向。因為經歷了那段時期,所以我覺得那種情況可能會再次發生。


如果你問我,除了宇宙學之外,另一個類似80年代和90年代的重大理論動盪的最可能方向是什麼,我認為,“萬物源自量子比特” (it from qubit) 、幾何和糾纏之間的關係,這些是最有趣的方向之一。


採訪者旁白


“萬物源自比特” (it from bit) 是理論物理學家約翰·惠勒 (John Wheeler) 創造的一個名詞,他猜測,“它”,即自然物質,最終可能是由信息比特構建的。也許信息論向我們展示了基礎物理學的最佳發展途徑。對關於自己所在的學科的未來發表有力的聲明這件事情,威滕通常保持謹慎。因此,他對現在非常流行的這個研究方向的興趣令我感到驚奇。


EW:如果在我的職業生涯中還會有另一場真正的動盪,我認為那會是最有可能的方向。在80年代初和90年代初,我都有一種感覺,在動盪發生之前的幾年裡,我感覺到動盪最有可能來自那些方向,而結果表明那兩次的感覺確實是正確的。然後在很長一段時間裡,我都不知道另一場劇變可能從何而來。到最近幾年,我開始確信它很可能是“萬物源自量子比特”,雖然我現在還不是這方面的先驅。我不是第一個得出這個結論或持有這種懷疑的人,但是無論如何,這就是我的觀點。


GF:有一本著名的書,關於量子物理學的夜間思考。如果一個弦理論家在晚上思考,有一個正在發展的奇妙理論,卻知道無法驗證。那會困擾你嗎?


EW:當然,它會困擾我們,但我們必須忍受我們的生存條件。讓我們回溯34年,那是在80年代初,有很多線索表明弦理論領域會發生重要的事情,當格林和施瓦茨發現了反常抵消之後,將基本粒子物理模型與引力統一起來就變得可能。從那時起,我認為方向是明確的。但是一些物理學家完全拒絕了它,理由是它可能無法測試,或者甚至認為它將太難理解。當時我的看法是,當我們達到W粒子、Z粒子和希格斯粒子的能量尺度時,我們會得到各種奇妙的新線索。


我感到非常驚訝的是,有些同事會如此確信我們將無法獲得重要的線索來揭示實際上可能是有效的基礎性的新理論。現在,如果分析34年後的情況,我很想說我們雙方都有些錯了。我認為可以從加速器中獲得線索的能量尺度目前尚未實現。實際上,最重要的線索可能是我們已經確認了標準模型,雖然沒有得到我們對標準模型的全部期望。正如我之前所說的那樣,這可能是有關景觀的線索。


我認為批評家在想法上的缺陷是,雖然令人遺憾的是,直到我剛開始讀研究生時,原本一直存在著的難以置信的動盪、不斷的實驗與發現的時期不再繼續了,但是我認為,相比於如果我們當初聽從了反對者的意見,沒有發展弦理論,物理學自1984年以來實際取得的進步要大得多。


GF:而且數學的發展也從中受益。


EW:數學也從中受益,現在甚至物理學的其他領域也是如此,例如關於黑洞熱力學的新思想影響了凝聚態物理,甚至量子相變和量子混沌等其他諸多領域的研究。


GF:希望我們所有人都能夠看到一些完全沒有預料到的勝利,那將是最好的事情。


採訪者旁白


威滕自我表達的精確度和對模糊的哲學言語的避免總是令我震驚。基礎物理學和基礎數學之間的緊密聯繫使他著迷。他不願意進一步說物理學和數學的關係是一種客觀事實。然而,沒有人比他更能說明這種關係。不僅數學令人難以置信地影響著物理學,物理學也令人難以置信地影響著數學。威滕說,只有當我們的現代理論處於正確的道路時,這才有意義。


令人驚訝的是,威滕有時會被物理學家低估,他們將他形容為數學家,對物理學只是一時的興趣。這是完全不準確的。當我與偉大的理論物理學家史蒂文·溫伯格交談時,他告訴我,他對威滕的物理直覺感到敬畏,而在其他場合他曾說,威滕腦袋裡的數學多得令我難以置信



格雷厄姆·法梅洛(Graham Farmelo),科普作家,著有《宇宙以數字說話》(The Universe Speaks in Numbers)、 《量子怪傑 : 保羅·狄拉克傳》等多部科普著作。




此採訪文字稿由德國法蘭克福高等研究院研究員Sabine Hossenfelder經軟件由錄音轉換而成,於2019年5月發表於她的博客,《返樸》經授權翻譯,翻譯內容略有刪減。


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