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生活要想保持平衡 就必須不斷前行 … 說到物理學(xué)家，你的第一反應(yīng)是什么 是那個在蘋果樹下思考的牛頓，還是那個吐著舌頭搞怪的愛因斯坦？ 抑或是那個坐在輪椅上卻用思想遨游宇宙的霍金？
阿爾伯特·愛因斯坦 誠然，牛頓和愛因斯坦是兩個偉大的物理學(xué)家 霍金也確實是出鏡率極高、圈粉無數(shù)的厲害人物 不過，在這個人面前，霍金也要乖乖排到后邊 他不像霍金和納什（點擊回顧納什的故事），有高出鏡率，有好萊塢的電影撐腰 在非業(yè)內(nèi)的圈子里，可能有人根本就沒有聽過他的名字
史蒂芬·霍金 可這個人，拿過數(shù)不清的獎項
他是弦理論、量子場論和拓?fù)渑c幾何的頂尖專家 用物理學(xué)尖銳的直覺刺破了數(shù)學(xué)界以“嚴(yán)密邏輯”構(gòu)成的堅硬外殼 是第一個也是唯一一個拿到菲爾茲獎（數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎）的物理學(xué)家
他撰寫了兩百多篇論文，是H指數(shù)最高的物理學(xué)家
然而，這個最有希望完成大統(tǒng)一理論的物理學(xué)家，卻是個半路出家的文科生 他從小就喜歡文學(xué)，喜歡歷史，是個正牌的歷史系畢業(yè)生
愛德華·威滕（Edward Witten），有史以來最偉大的理論物理學(xué)家之一
… 威滕出生在美國馬里蘭州的巴爾的摩 他的父親是個研究廣義相對論的理論物理學(xué)家 可幼年的威滕對物理并沒有什么特殊的興趣 出生于理科學(xué)霸家庭的他卻更偏愛歷史與文學(xué)
或許在威滕的心里，更是偏愛歷史的厚重和文字的底蘊 開明的父母也沒有逼著威滕學(xué)習(xí)物理 他每天聽著自己的父親和好友們討論著物理的知識 悠然自得地捧著書汲取著歷史的養(yǎng)料
大學(xué)的時候，他順利的考上了約翰·霍普金斯大學(xué)，隨后轉(zhuǎn)到了布蘭代斯大學(xué) 20歲那年，威滕拿到了自己的歷史學(xué)學(xué)士學(xué)位，輔修語言學(xué) 畢業(yè)后，威滕一心想成為政治家或者新聞記者 恰逢1972年的美國大選，威滕加入了民主黨候選人喬治·麥戈文的競選團隊 在總統(tǒng)競選團隊里工作的威滕，近距離地接觸了政治和新聞
可出乎他意料的是，政界和新聞界完全不是他想象中的樣子 平靜的表面下，隱藏著可怕的漩渦與暗潮 每個人都小心翼翼地提防著別人，也挖空心思對付著對手 威滕開始擔(dān)心，如果自己進入了政界或者新聞界，會不會就此迷失了自己的本心 幾經(jīng)猶豫，威滕退出了總統(tǒng)競選團隊 他決定，要遠遠地離開他曾經(jīng)喜愛的政界與新聞界
威滕回到了學(xué)校，進入了普林斯頓大學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)學(xué) 一年以后轉(zhuǎn)入了物理系，主修粒子物理學(xué) “我覺得自己還是對物理研究感興趣” 從此，他棄文從理，走上了和父親一樣的道路
威滕跟隨著戴維·格羅斯教授（2004年諾貝爾獎獲得者）學(xué)習(xí) 雖然在此之前他一直學(xué)的都是文科的知識，但或許是遺傳的天賦，他并沒有費多大勁兒就拿到了博士學(xué)位 29歲那年，剛開始系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理7年的威滕在量子場論方面表現(xiàn)出了超人的想象力和理解力，年紀(jì)輕輕就成為了普林斯頓大學(xué)的教授
之后，他把精力集中于弦理論方面的研究
弦理論是理論物理的一個分支學(xué)科 在這個理論里的物理模型認(rèn)為組成物質(zhì)的最基本單位是一小段一維的“能量線” 大至銀河宇宙，小至原子夸克，都是由這樣的“弦線”構(gòu)成的
而在此之前，最廣為人知，廣為接受的物理模型是粒子學(xué)說 在粒子學(xué)說的世界里，認(rèn)為所有物質(zhì)都是由只占零維空間的“點”組成的 粒子學(xué)說統(tǒng)治了物理學(xué)的大半江山，可遇到了引力，它就慫了 粒子學(xué)說認(rèn)為各種力的產(chǎn)生都是在進行粒子的交換，比如強作用力，就是在交換膠子 物理學(xué)家們推測，引力會不會也是交換某種粒子的結(jié)果呢 人們甚至給這種粒子起好了名字，就叫“引力子”
可人們很快發(fā)現(xiàn)，所謂的“引力子”和光子完全不一樣 如果非要將引力當(dāng)做粒子來計算，那計算的結(jié)果一定是無窮大，也就是無意義 但是無處不在的引力怎么可能會沒有意義呢？ 這讓物理學(xué)的前途蒙上了一層厚厚的陰霾
一直到了1968年，一個偶然的發(fā)現(xiàn)，解開了物理世界的這個謎團 物理學(xué)家們偶然在一本數(shù)學(xué)書上發(fā)現(xiàn)了一個叫做“歐拉β函數(shù)”的東西 這個函數(shù)在描述粒子的時候，竟然能讓粒子等效于一根一維的“弦”
這個發(fā)現(xiàn)一下子顛覆了人們的世界觀，“第一次超弦革命”爆發(fā)了 在弦理論中，圓球形狀的粒子被一根弦所替代，一根像小提琴的弦一般振動著的“弦” 而當(dāng)這根弦以不同的方式振動的時候，就分別對應(yīng)于自然界中的不同粒子 弦存在于一個10維的空間，但卻有6個維度緊緊蜷縮，讓人無法感知
超弦理論的出現(xiàn)，又一次引發(fā)了理論物理學(xué)界的研究熱潮 瘋狂的探索后，人們留下了5種弦理論 它們都能自圓其說，卻各自為政，互相獨立 這些理論到底哪一個才是正確的呢，物理學(xué)家們一頭霧水 很快，大部分人就重新回到了自己的工作崗位，超弦理論又被扔到了一邊
而威滕，并不是那大部分人中的一個 弦理論出現(xiàn)的時候，他還徜徉在文史的海洋中 當(dāng)他開始學(xué)習(xí)物理的時候，卻正是超弦理論發(fā)展的黃金時期 他一下子就被超弦理論里的世界吸引了 就像是愛因斯坦當(dāng)初研究相對論，威滕一股腦兒地投入了超弦理論的研究 他無疑可以歸于偉大的科學(xué)家那一類，天生就有著直抵事物本質(zhì)的能力
1995年，南加州大學(xué)召開了超弦會議 就在這個會議上，威滕的發(fā)言喚醒了沉睡十多年的超弦理論 “歷史告訴我們，消除理論之間的不協(xié)調(diào)是取得真正重大進展的一個好方法” 他利用對偶性統(tǒng)一了5種弦理論，證明了這5個留下來的弦理論本質(zhì)上都是相同的 在威滕的理論里，原本10維的弦多了一個維度，成為了11維 簡單來說，就像是一張紙只有2維，可當(dāng)許多紙疊放在一起后，就出現(xiàn)了一個新的維度 威滕的理論也是如此，當(dāng)許多弦疊放在一起的時候，就出現(xiàn)了第11維
威滕的報告，一下子驅(qū)散了超弦理論的陰霾 被冷落了十多年的超弦理論又重新被碰上了神壇，成為了目前解釋自然界最佳的工具 當(dāng)所有人都圍著超弦理論的山腳打轉(zhuǎn)的時候，威滕爬上了山頂 他站在新的高度，看到了前人看不到的那些東西
威滕說，盡管代表基本粒子的超弦小得讓人無法想象 但是加入你有一把得心應(yīng)手的鑷子，原則上是可以夾住超弦并且將它拽得越來越長的 在大多數(shù)弦理論里，弦是不會被扯斷的，并且可以拽得無限長 這樣一來，就出現(xiàn)了一根宏觀的超弦，類似于當(dāng)今物理學(xué)家所討論的宇宙弦 它可以橫越天空，或許在天文望遠鏡的幫助下，我們可以看到它們
除此之外，威滕還推測出一個理論 他認(rèn)為還存在一個統(tǒng)一的理論尚未被發(fā)現(xiàn) 他給這種理論命名為M理論，而這個理論可能是宇宙物理理論最根本的基礎(chǔ) 英國物理學(xué)家霍金在他的著作《大設(shè)計》中，認(rèn)為M理論可能是宇宙的終極理論
威滕是一位物理學(xué)家，與此同時，他也有著非凡的數(shù)學(xué)能力 他從物理的角度，解決了一些在數(shù)學(xué)上看來是不可思議的問題 比如高維空間里的曲線打結(jié)問題 比如他利用瓊斯多項式來解釋陳-西蒙斯理論，對低維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有深遠影響，并推導(dǎo)出了量子不變量
威滕的研究將物理與數(shù)學(xué)緊緊地結(jié)合在了一起，受到了同行的贊譽 我國著名的理論物理學(xué)家李淼則在《超弦史話》一書中稱其為“弦論界的教皇” 英國著名的數(shù)學(xué)家、菲爾茲獎獲得者邁克爾·阿蒂亞說，“雖然他肯定是物理學(xué)家，不過他對數(shù)學(xué)的掌握很少數(shù)學(xué)家能比得上……他一次又一次超越了數(shù)學(xué)界，以巧妙的物理直覺導(dǎo)出新穎深刻的數(shù)學(xué)定理……他對現(xiàn)代數(shù)學(xué)影響巨大……憑著他物理再次成為數(shù)學(xué)的豐富靈感和直覺源頭。”
而他本人，也收獲了各種各樣的獎項 1985年，獲物理學(xué)最高獎——阿爾伯特·愛因斯坦獎 1985年，獲國際理論物理中心頒發(fā)的狄拉克獎，這是理論和數(shù)學(xué)物理領(lǐng)域的最高榮譽 1990年，獲數(shù)學(xué)研究的最高獎——菲爾茲獎，成為了第一位也是唯一一位獲得這個獎項的物理學(xué)家
2004年，他被選入《時代雜志》影響力最大的100位人士中 2010年，獲伊薩克·牛頓獎?wù)拢C獎典禮上，英國物理學(xué)會現(xiàn)任主席說，“威頓教授的獨創(chuàng)性、物理直覺和數(shù)學(xué)才能革新了物理學(xué)科，他是一名極具創(chuàng)造力且多產(chǎn)的理論物理學(xué)家，他在量子場論、廣義相對論、超弦理論等領(lǐng)域的工作對其他物理學(xué)家產(chǎn)生了巨大的影響。”
迄今為止，威滕已經(jīng)發(fā)表了200多篇文章，先后被同行引用5萬多次，在物理學(xué)界名列第一 相比之下，霍金論文的被引用次數(shù)為1萬多次，排名第24 威滕更是如今的物理學(xué)界H指數(shù)最高的人，他的高產(chǎn)與創(chuàng)造力無與倫比 威滕在物理學(xué)與數(shù)學(xué)上的造詣對科學(xué)界產(chǎn)生了巨大的影響 有人評價他，說他是“當(dāng)代的牛頓” 聽到這樣的說法，威滕只是謙虛地笑笑，說，“我絕對不是當(dāng)代牛頓，這種評價實在太高了，我只是一位普通的科學(xué)家”
在威滕的眼里，“弦理論是21世紀(jì)的物理，只是偶然落在了20世紀(jì)” 而“目前我們?nèi)匀粵]有真正理解弦理論，但已經(jīng)得到了一些有趣的發(fā)現(xiàn)” 威滕覺得，M理論最深層的奧秘尚待揭示，它的真面貌還是個懸而未決的問題 為了充分了解M理論，需要發(fā)明新的數(shù)學(xué)工具 而他自己也將會繼續(xù)在弦理論的世界里遨游 或許，能看到M理論統(tǒng)一物理江湖的一天
“我相信21世紀(jì)是生物學(xué)的黃金時代，但我同樣相信，21世紀(jì)也是物理學(xué)的黃金時代” http://blog.sciencenet.cn/blog-2966991-1016560.html 上一篇：這位發(fā)現(xiàn)了氧氣的化學(xué)家不僅毒死了自己，還可能害死了拿破侖 |
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