他被同儕稱為「愛因斯坦轉世」, 今天是他66歲生日

2017/08/26

66年前的今天,一個猶太裔小貝比降生了。按照人的傳統說法,今天是他66大壽?的吉日。我在此遙祝他生日快樂,寶刀不老!

這是我唯一一次在科普專欄中給人慶生。此人到底是誰?讓我如此尊重!

他就是愛德華·威滕。
  • 他被科學界譽為「當代最偉大的物理學家之一」,
  • 他的同行稱他為「愛因斯坦轉世」「愛因斯坦的後繼者」,
  • 他是弦論、量子場論的頂尖高手,
  • 他創立了大名鼎鼎的M理論,被譽為「M理論之父」,
  • 他還是H指數最高的當代物理學家!
  • 他還是唯一獲得數學界最高榮譽——菲爾茲獎的物理學家。

1951年8月26日,威滕出生在美國馬里蘭州最大城市巴爾的摩,一個學者家庭。父親還是一位研究廣義相對論的理論物理學家。

▲年青時期的威滕

威滕曾先後就讀、供職於美國各大名校,從霍普金斯大學轉到布蘭代斯大學,又從普林斯頓大學到哈佛大學,如今在普林斯頓高等研究院——當年愛翁所在地,安心擔任一位數學物理學雙料教授。

在他身上,重要的不是傳奇經歷,而是驚人的學術貢獻。

▲「M理論之父」威滕

威滕對理論物理學做出了廣泛的貢獻,也推進了大量而重要的數學發展。著書等身,已遠遠不能形容他的學術成就,現已出版超過350部著作!主要包括量子場論、弦理論、拓撲和幾何形狀的相關領域。而且,他還被評為H指數最高的當代物理學家。

H指數,評估科研人員的學術產出數量與學術產出水平的權威指標。H指數越高,說明學術成就和影響力越大。

▲威滕堪稱物理與數學的雙料王,著書等身,已遠遠不能形容他的學術成就。

根據同儕們的評價,威滕主要貢獻在於——廣義相對論的正能量定理證明、超對稱理論、莫爾斯理論、拓撲量子場論、超弦緊化、鏡像對稱、超對稱規範場論,以及對M理論的開創性貢獻。

作為物理與數學的雙料王,威滕的學術貢獻也是多方面的:在物理方面的突出貢獻側重於超對稱;在數學方面則是拓撲結構;還有某些前沿而深刻的學術貢獻,甚至到了難以歸類的地步。一個超前於整個時代的偉大科學家,往往就是這樣。

▲M理論可能就是宇宙的終極理論

我個人認為,威滕對人類世界的最大貢獻就是M理論——

  • 這是一個用來說明所有自然力的完整理論,
  • 一個統領廣義相對論和量子力學二合一的終極理論,
  • 一個未來很可能被證實的、宇宙間最根本的物理理論。

就像斯蒂芬·霍金評價的那樣:M理論可能是宇宙的終極理論。

到底什麼是M理論?它的來龍去脈又是什麼?

▲M理論背後寓意豐富

簡單來說,M理論,就是把各種相容形式的超弦理論統一起來的理論。英文叫M-theory,1995年最早由威滕首創提出。因為他很喜歡M這個字母,在他看來,M代表了Magic(魔術理論)、Mystery(神秘理論)、Membrane(膜理論),所以他取名叫M理論。

▲弦論描述的弦,是比夸克等基本粒子更小更微觀的最小構造。

我們以前在《組成萬物的最小構造是什麼?》(下)文章中說過,夸克、電子、光子都屬於基本粒子,是不可再分的微觀粒子。

但在弦理論上看來卻不是這樣的,弦論描述的弦,才是比夸克等基本粒子更小更微觀的最小構造,小到不能再小的基本構造——普朗克長度,這是現有物理理論的最小值。當然,弦論不夠完善也沒被廣泛接受,更沒有被證實。

▲超弦理論模型

後來,理論物理學家們又在弦論中,引入了超對稱的概念,就形成超弦理論。一時間,各種弦論模型、超弦模型不斷出現,從而引發了第一次超弦革命。

所謂超對稱,就是費米子和玻色子之間的一種對稱性。而費米子是物質的最小構造,玻色子是傳遞自然基本力的最小載體。

順便說一下, 威滕在提出M理論——引爆第二次超弦革命之前,早在1984年,他對「引力異常」的研究貢獻,為第一次超弦革命鋪平了道路。

▲《星際穿越》就是以引力異常為背景設定的科幻大片

「引力異常」大家看著有些眼熟是吧,《星際穿越》就是以引力異常為背景設定,構建出了一部腦洞大開的科幻巨作。

▲M理論引爆第二次超弦革命!

讓我們再回到20世紀90年代中期,也就是掀起第一次超弦革命十年之後,正當各種超弦理論大爆發、各執一詞、互不相容的時候,自帶大統一霸氣和能量的愛德華·威滕Edward Witten,革命性地提出M理論:五種十維的超弦理論,與十一維的超引力結合在一起,由此建立的超級統一理論——M理論。

▲將五種十維的超弦理論與十一維的超引力結合在一起的M理論

第二次超弦革命,就此引爆!直到今天,這場革命仍在全世界最頂尖高手當中不斷爆發、持續演進。

儘管,這個被稱為「有可能是宇宙的終極理論」離我們普通大眾生活相去甚遠,但這並不妨礙人類群體中的最強大腦——探索宇宙最根本的物理規律、終極答案。

滿心期許我們可以看到M理論被證實的那一天——期許那一天也能夠被「M理論之父」親眼所見。

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