不拿菲爾茲獎(jiǎng)的歷史系學(xué)生

不是一個(gè)好的物理學(xué)家

今天，超模君來(lái)介紹一位“火星人”。

1951年，愛(ài)德華·威滕（Edward Witten）出生在美國(guó)馬里蘭州的一個(gè)猶太家庭（又是猶太人），父親是一名研究廣義相對(duì)論的理論物理學(xué)家。

不過(guò)，雖然父親是一位理科學(xué)霸，但威滕卻表示對(duì)物理沒(méi)有感覺(jué)，他偏愛(ài)文學(xué)，從小最喜歡的就是歷史和政治。。。

父親經(jīng)常在家里與好友討論物理問(wèn)題，威滕就在這樣的氣氛下，沉迷于歷史。

神人的世界我不懂

并且，威滕立志長(zhǎng)大后要當(dāng)一名政治家或者新聞?dòng)浾?。父親也是十分開(kāi)明，并沒(méi)有強(qiáng)迫兒子學(xué)習(xí)物理。

高中畢業(yè)后，威滕考上了約翰·霍普金斯大學(xué)，后來(lái)轉(zhuǎn)學(xué)到布蘭代斯大學(xué)。

在大學(xué)本科的時(shí)候，威滕是個(gè)十足的文科生，主修歷史學(xué)，輔修語(yǔ)言學(xué)，并于1971年順利拿下文學(xué)學(xué)士學(xué)位。

畢業(yè)后的威滕一心想要投身到國(guó)家的政治事業(yè)中，而且那個(gè)時(shí)候恰逢1972年美國(guó)總統(tǒng)大選，威滕就加入了民主黨候選人喬治·麥戈文的競(jìng)選團(tuán)隊(duì)。

喬治·麥戈文

然而，在為麥戈文競(jìng)選工作的幾個(gè)月時(shí)間里，威滕近距離地接觸到了政治界以及新聞界，他發(fā)現(xiàn)，這里并不是他之前想象的那樣，到處充滿著爾虞我詐，如果自己繼續(xù)投身于政界的話，很容易就會(huì)迷失自我。

后來(lái)，麥戈文敗給了理查德·尼克松，而威滕也決定回到學(xué)校，繼續(xù)深造。

我發(fā)現(xiàn)我最喜歡的還是學(xué)習(xí)

于是，威滕去到了威斯康星大學(xué)-麥迪遜分校，開(kāi)始學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)學(xué)。不過(guò)，讀了一個(gè)學(xué)期，他就退學(xué)了?。?！

因?yàn)?，他在學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)自己喜歡的是數(shù)學(xué)！（貌似慢慢在靠近“正軌”）

于是，威滕去到了普林斯頓大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院，然而，他還是不能“安心”，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一年時(shí)間里，威滕終于找到了自己的最愛(ài)——物理，便轉(zhuǎn)到了物理系，主修粒子物理學(xué)。

所以，威滕繞了一大圈，還是走上了跟父親一樣的道路。。。

棄文從理的威滕，由于自己本身過(guò)人的天賦，并沒(méi)有費(fèi)很大力氣就獲得了碩士學(xué)位，而且還選擇繼續(xù)攻讀博士，并于1976年獲得博士學(xué)位。

威滕的導(dǎo)師也是一位牛人，2004年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者——戴維·格羅斯（David Gross）。

博士畢業(yè)后，威滕去到了哈佛大學(xué)擔(dān)任初級(jí)研究員，主攻量子場(chǎng)論。

量子場(chǎng)論是量子力學(xué)和經(jīng)典場(chǎng)論相結(jié)合的物理理論，已被廣泛的應(yīng)用于粒子物理學(xué)和凝聚態(tài)物理學(xué)中。

29歲時(shí)，威滕就成為了普林斯頓大學(xué)的教授，把主要精力放在研究弦論上。

憑著驚人的物理直覺(jué)和超凡的數(shù)學(xué)能力，威滕很快就在弦論領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，并于1984年在普林斯頓大學(xué)就弦論做了報(bào)告，是關(guān)于卡拉比-丘流形緊化的論文，立即在物理界掀起了一場(chǎng)超弦風(fēng)暴。

后來(lái)，人們?yōu)榱思o(jì)念這段短暫的弦論紅火的時(shí)期，稱之為“第一次超弦革命”。

20世紀(jì)的物理學(xué)有兩次大革命：①狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論（它幾乎是愛(ài)因斯坦一人完成的）；②量子理論的建立。

而經(jīng)過(guò)物理學(xué)家的努力，量子理論與狹義相對(duì)論成功地結(jié)合成了量子場(chǎng)論，被認(rèn)為是迄今為止最成功的理論。

不過(guò)，廣義相對(duì)論盡管在太陽(yáng)系乃至整個(gè)宇宙范圍里，都能很好地與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)符合。但在某些極端的條件下，會(huì)引出時(shí)空奇異，因此，它自身是不夠完善的。

就我們現(xiàn)在的認(rèn)識(shí)水平，量子場(chǎng)論和廣義相對(duì)論是相互不自洽的，因此量子場(chǎng)論和廣義相對(duì)論應(yīng)該在一個(gè)更大的理論框架里統(tǒng)一起來(lái)。

超弦理論是弦論的一種，可以說(shuō)是狹義的弦論，是物理學(xué)家追求量子場(chǎng)論和廣義相對(duì)論的統(tǒng)一理論的最自然的結(jié)果，愛(ài)因斯坦花費(fèi)了后半生將近40年的主要精力去尋求和建立這個(gè)統(tǒng)一理論，卻沒(méi)有成功。

在超弦理論里，粒子是不存在的，存在的只是弦線在空間運(yùn)動(dòng)；這種極小的弦線做各種各樣的振動(dòng)，像小提琴這樣的弦樂(lè)器，僅靠不多的幾根弦線作各種各樣的振動(dòng)發(fā)出聲音就能夠發(fā)出無(wú)數(shù)種音色。

弦的運(yùn)動(dòng)是非常復(fù)雜的，而就從1984年起，人們認(rèn)定能讓弦運(yùn)動(dòng)得“最舒適”的就是10維空間。而在10維空間中，有5種自洽的超弦理論。

廣義相對(duì)論沒(méi)有對(duì)時(shí)空維數(shù)規(guī)定上限，在任何維黎曼流形上都能建立引力理論。超引力理論卻對(duì)時(shí)空維數(shù)規(guī)定了一個(gè)上限——11維。

于是，無(wú)數(shù)位物理學(xué)家們開(kāi)始探討11維的超引力理論，然而卻毫無(wú)進(jìn)展，連“夸克之父”蓋爾曼(M.Gell-Mann)都失望地表示：“讓11維見(jiàn)鬼去吧！”

蓋爾曼

至此，弦理論的研究又回到了本來(lái)的低迷狀態(tài)。（這是個(gè)無(wú)底洞，很多物理學(xué)家們只好放棄。）

不過(guò)，威滕還是持續(xù)的研究超弦理論，并且在研究物理的時(shí)候，不斷推導(dǎo)出深刻的數(shù)學(xué)定理，比如，他用瓊斯多項(xiàng)式來(lái)解釋了陳省身-西門斯理論，這對(duì)于低維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有深遠(yuǎn)影響，并推導(dǎo)出量子不變量。

因此，在1990年，威滕被授予數(shù)學(xué)界的最高榮譽(yù)——菲爾茲獎(jiǎng)，成為了第一位也是迄今為止唯一一位獲得該獎(jiǎng)的物理學(xué)家。

1966年菲爾茲獎(jiǎng)獲得者邁克爾·阿蒂亞

在當(dāng)年的菲爾茲獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)上，著名英國(guó)數(shù)學(xué)家邁克爾·阿蒂亞（Michael Atiyah）受邀來(lái)介紹愛(ài)德華·威滕的工作，他因事未能出席大會(huì)，但是在書面發(fā)言中對(duì)威滕給予了極高的評(píng)價(jià)：

“雖然他絕對(duì)是一位物理學(xué)家，但他對(duì)數(shù)學(xué)的駕馭能力，足以與數(shù)學(xué)家媲美……他一次又一次超越了數(shù)學(xué)界，以巧妙的物理直覺(jué)導(dǎo)出新穎深刻的數(shù)學(xué)定理……他對(duì)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(jué)的源頭。”

1995年，威滕在南加州大學(xué)召開(kāi)的超弦會(huì)議上做了報(bào)告，提出了M-理論，將弦的10維空間拓展到了11維，對(duì)當(dāng)前所有的5種類型的弦理論進(jìn)行了統(tǒng)一，證明了這5種弦理論實(shí)質(zhì)上是等價(jià)的。

M理論認(rèn)為，存在無(wú)數(shù)平行的是膜，膜相互作用碰撞，導(dǎo)致產(chǎn)生四種基本粒子，然后產(chǎn)生電磁波和物種，這就是宇宙大爆炸的原因。

威滕的這次發(fā)言，同樣震驚四座，直接引發(fā)了弦論的第二次革命，一掃弦論持續(xù)了十多年的陰霾。

如今，M-理論被認(rèn)為是描述宇宙最基本的理論，英國(guó)物理學(xué)家霍金也曾在他的著作《偉大設(shè)計(jì)》中，指出M理論可能是宇宙的終極理論。

威滕無(wú)疑是弦論的開(kāi)創(chuàng)者，除此之外，他還是拓?fù)鋵W(xué)、幾何領(lǐng)域的頂尖專家。因此，這位具有超強(qiáng)數(shù)學(xué)能力的物理學(xué)家，算是橫掃了物理界和數(shù)學(xué)界的各個(gè)大獎(jiǎng)。

麥克阿瑟基金、狄拉克獎(jiǎng)、菲爾茲獎(jiǎng)、龐加萊獎(jiǎng)，愛(ài)因斯坦科學(xué)獎(jiǎng)、牛頓獎(jiǎng)?wù)?、洛倫茲?jiǎng)、克拉福德數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?。?！?/span>

就差一個(gè)諾獎(jiǎng)了

威滕還有各種的頭銜，他是當(dāng)代最聰明的理論物理學(xué)家；他被美國(guó)《生活》周刊評(píng)為二次大戰(zhàn)后第六位最有影響的人物；2004年，他被選入《時(shí)代雜志》影響最大的100位人士中。

威滕的創(chuàng)造力驚人，迄今為止已經(jīng)出版了350部論文著作，先后被引用超過(guò)5萬(wàn)多次，物理界排名第一。（霍金論文被引用1萬(wàn)多次，排名第24。）

據(jù)說(shuō)每當(dāng)一位牛人提出一個(gè)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)，最好祈禱不要讓威滕看上，因?yàn)樗麜?huì)很輕易地寫個(gè)幾百頁(yè)的論文徹底將這個(gè)課題結(jié)束，導(dǎo)致別人無(wú)題可做。。。

所以，在當(dāng)代物理學(xué)家中，威滕是H指數(shù)最高的一位。

H指數(shù)（Hindex）是一個(gè)混合量化指標(biāo)，可用于評(píng)估研究人員的學(xué)術(shù)產(chǎn)出數(shù)量與學(xué)術(shù)產(chǎn)出水平。一名科學(xué)家的h指數(shù)是指其發(fā)表的N 篇論文中有h篇每篇至少被引h次、而其余N -h篇論文每篇被引均小于或等于h次。

威滕確實(shí)是除了牛頓、龐加萊等幾位屈指可數(shù)的在數(shù)學(xué)物理跨界牛人之外，當(dāng)今少有的能在數(shù)學(xué)和物理兩大領(lǐng)域都作出一流成果的全能型科學(xué)家了！

眾多同行認(rèn)為威滕極有可能成為愛(ài)因斯坦的后繼者，還有人說(shuō)他是“當(dāng)代的牛頓”。

不過(guò)，對(duì)于這些說(shuō)法，威滕十分謙虛地表示：“我絕對(duì)不是當(dāng)代牛頓，這種評(píng)價(jià)實(shí)在太高了，我只是一位普通的科學(xué)家?！?/span>

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