三联生活周刊

现在是成为物理学家的好时机吗?

*本文为「三联生活周刊」原创内容

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与行动者一起,探寻思想的疆域

《三联生活周刊》“行读”书系推出了最新作品

《前沿答问:与14位物理学家的对话》

宇宙学为何令人着迷?

人类的科技暗藏着哪些隐患?

我们生活在最危险的世纪?

我们的未来向何处去?

……

《前沿答问》这本书脱胎于《三联生活周刊》资深主笔苗千的科学专栏“前沿”,聚焦当今物理科学研究前沿领域,与顶尖物理学家对话,探索宇宙的奥秘。

透露的信息包括但不限于宇宙大爆炸、多重宇宙、平行字宙、多维空间、星系、系外星体、暗物质、暗能量、黑洞、量子力学、弦论、人工智能、太空探险、地外文明……从宏观宇宙到微观粒子,看书中多位诺贝尔奖得主、顶尖物理学家畅谈他们的研究写思考,你会知道科学前沿在哪里,科学思维应该怎样。

问答体让人如临对话现场,

9篇采访手记揭开采访动机及当时情形,

50个硬核知识点在降低阅读难度之余有效增加了信息量。

“前沿”仍然在继续,我们对未来的探索和思考也在继续。Image

现在是成为理论物理学家的好时机吗?

文|苗千

采访手记

我对皮特·沃伊特(Peter Woit)的兴趣由来已久,甚至都记不清从何时开始,多年来我一直在关注他的博客。哥伦比亚大学的理论物理学家沃伊特有一个著名的关于数学和理论物理学的名为“连错误都算不上”(Not Even Wrong)的博客。我每隔几天就会看一下上面的新内容, 我甚至在这个博客上见证了沃伊特完成一份关于量子力学的500 多页的书稿。

我之所以对这个博客感兴趣,原因就在于作者沃伊特在其中非常鲜明的态度:反对弦理论,认为弦理论并不是物理学的未来。可以说,沃伊特的态度在物理学界并不算是少数,但是像他这样,至少十多年如一日地表达自己的鲜明态度,并且从各个角度去论证,在物理学界是很少见的。我作为旁观者,其实并没有资格去判断他的论证究竟有没有道理,毕竟支持和反对弦理论的两派争论至今也没有结果。但是这些年来,我从他的博客学到了很多知识,包括读完了那本量子力学的专著。

借着去纽约出差的机会,我约沃伊特在他的办公室里进行采访。四月份的一个下午,哥伦比亚大学校园里热闹非凡,沃伊特不大的办公室里却很清净。他看上去和视频中的样子一样,说话有时会有些微的口吃,但思路一直非常清晰。他表达了自己对于弦理论以及物理学的未来的看法,还有多年来他一直坚持更新博客的原因。大约一个小时之后,我离开了沃伊特的办公室。当晚我发现,他的博客又有了更新。

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引 子

理论物理学家们思考的很多问题都非常深奥,但也正是公众所感兴趣的,比如这个宇宙从何而来?宇宙将怎么发展?宇宙万物是如何运转的?公众有权从专家那里得到关于这些问题的回应。

皮特·沃伊特算是物理学界一位颇为特立独行的人物。在进行研究之余,他开设了一个名为“连错误都算不上”的科学博客,对于在理论物理学界发生的各种新闻进行实时报道和评论。在十多年的时间里,这个博客唯一不变的主题就是旗帜鲜明地反对被很多物理学家寄予厚望的弦理论。沃伊特坚持认为,弦理论只是一个看上去让人眼花缭乱的数学架构而已,作为一个科学理论,它甚至“连错误都算不上”。他还曾以同样的题目出版过一本专门批评弦理论的物理学科普著作。

沃伊特为什么对弦理论相关的一些理论长久以来都持严厉的批评态度?物理学研究遇到了哪些困难,科学家应该以怎样的态度与公众交流?一个春日的下午,在哥伦比亚大学数学系的办公室里,沃伊特接受了我的采访。

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一些科学理念“连错误都算不上”

苗千:你的博客“连错误都算不上”已经开设很多年了,能说一下最初开设它的原因吗?是什么让你坚持了这么长的时间?

沃伊特:我也刚刚才意识到这个博客已经开设15 年了,这确实是很长的一段时间。我写东西的速度很快,所以在博客上写东西并不太费时间,但我需要耗费很多时间在网络上寻找值得报道和评论的科学信息。

2000年,我在网络上陷入了一些关于弦理论的辩论——这几乎是20年前的事情了!在那之后,我逐渐对弦理论有了越来越多的评论。关于弦理论的评价是一个非常复杂又非常重要的话题,因此我决定为此写一本书。于是我从2002年开始写一本评论弦理论的书,题目就叫《连错误都算不上》(Not Even Wrong)。完成书稿之后,在寻找出版商的时候,我发现一些科学家在写自己的博客,所以我从2004年3月也开始写博客。

苗千:当你在博客上写作时,想象中的读者是谁?

沃伊特:我在写《连错误都算不上》这本书的时候,非常清晰地感觉到,这本书是为我自己写的,是为了当初更年轻、对于很多知识并不完全理解的自己所写。所以我想象中的读者就是像我当年一样,十七八岁,对弦理论充满好奇的人。当然博客又稍有不同,因为它会报道很多最新的科学进展。无论是物理学家还是数学家,只要和我有相同的兴趣,都是我的“目标读者”。很多人都发现我的博客很有用。

苗千:在这十多年的时间里,你对弦理论的看法有没有发生过改变?

沃伊特:我的看法从未改变过。我想我对于弦理论的看法越来越清晰,我认为弦理论存在着非常大的问题。

苗千:这句名言“连错误都算不上”来自奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利,算是一句非常尖刻的批评了。你用这句话来评论弦理论和其他一些理论物理学的理论,比如多重宇宙理论,是否太过严厉?

沃伊特:对我来说,这句话具有双重的意义。一层意思是非常严厉的批评:(某个理论)实在是太差了,甚至连个错误都算不上。而另一层意思可能更准确:某个想法还没有经过充分发展,我们目前无法判断它是正确还是错误的,因此只能称它“连错误都算不上”。

没有人真正理解当时泡利在说这句话的时候究竟指的是哪一种情况。在写这本书的时候,我联系过泡利的一个博士后,他向我证实泡利当年确实说过这句话以评价某一篇论文。但是我们不清楚他是说这篇论文太差了,连错误都算不上;还是说论文中的理念太过模糊、无法验证,连错误都算不上。

苗千:那么当你评价弦理论“连错误都算不上”时,它是属于哪一种情况呢?

沃伊特:目前对弦理论发表任何评价都会面对一个困难:你不知道自己谈论的对象究竟是什么。目前已经出现了超过2 万篇关于弦理论的论文,而很多弦理论学家在做着完全不同的事情,因此我们很难对弦理论做出任何直接的评论。我所认识到的现实是,在过去30 年里,所有试图利用“弦”的概念在多维时空中实现一个大统一理论的尝试全都失败了。我在和很多弦理论学家交流的时候,他们大多也承认这些失败,认为应该做更多的探索。但也有很多人不愿意承认弦理论的理念走不通,开始创造出诸如“弦理论图景”或多重宇宙理论等借口——这几乎可以算是弦理论最糟糕的一方面了(不愿承认自身的失败)。当然也有很多的弦理论学家在做有趣的研究,发展出有趣的数学。只是当一个人说起“弦理论”的时候,他可能指的是各种各样不同的东西,让我们无法评价。

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苗千:现在是成为理论物理学家的好时机吗?

沃伊特:实际上我非常高兴能够成为一个数学家。如果我们比较当今数学界和理论物理学界的状况,会发现数学界的发展更加健康一些。我经常对学生说,如果你对两个领域都感兴趣,那么最好来数学系工作。

在美国的一流大学里,一个非常聪明的人有很大机会在数学界找到终身教职;而他如果想要在理论物理学界找工作的话,就要和太多人竞争,大约只有十分之一的机会能够拿到永久职位……

如果在物理学领域出现一个职位空缺,贴出广告招聘,一定会收到大量杰出人才的申请,那么大学该怎么选择呢?他们只能选择在最热门的领域进行研究的人,而忽略冷门领域的人才,结果就会导致所有人都去研究同一个领域。相比之下数学研究更分散。

……

……

苗千:物理学家究竟是应该为自己所研究的理论感到狂热,还是应该保持冷静的态度?

沃伊特:一个著名的理论物理学家曾经说,选择一条道路进行研究是非常辛苦、非常容易感到沮丧的。因此想每天起床之后都能充满活力地进行研究,就必须对于自己所探索的理论充满热情,让自己相信这项研究是走在了一条正确的道路上。我想,这是物理学家为自己打气的一种方式。

其中的问题在于,在面对公众的演讲中,他同样会竭力宣传自己的想法是肯定正确的。这样一个非常聪明而有活力的物理学家站出来,向大家讲述某个想法一定行得通,但是他又绝对不会说在他的理论中其实存在很大的问题,有些想法其实是行不通的,这就有误导公众的危险了。物理学家在面对公众时必须更加诚实。

苗千:美国情景喜剧《生活大爆炸》(The Big Bang Theory)塑造了一个理论物理学家谢尔顿·库珀(Sheldon Cooper)的形象。你对这个人物有何看法?它是否能够帮助人们理解物理学家?

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《生活大爆炸》剧照

沃伊特:我个人还挺喜欢这个电视剧的,但我有一些同事并不喜欢,认为它是在拿理论物理学家开玩笑。但我认为这是一种友善的搞笑方式。一个很有意思的地方是,电视剧里的黑板实际上是由真正的物理学家写上去的,你可以看出他们正在研究的课题。谢尔顿肯定不是一个典型的理论物理学家,他只是一个喜剧人物,把物理学家的一些行为极端化。这也正是很多物理学家不喜欢这个形象的原因。

本文摘自《前沿答问:与14位物理学家的对话》

苗千 著

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关于《前沿》的前言  苗千 1

马丁·里斯  我们生活在最危险的世纪 001

戴维·多伊奇 最有趣之处,就在于感到迷惑 021

戴维·唐 科学的标准从未改变 037

约翰·巴罗 霍金的工作就是思考 055

乔丝琳·贝尔·伯内尔 在科学与信仰之间 075

杰拉德·特·胡夫特 做出科学发现才应该是进行研究的动力 087

戴维·格罗斯 我们无法和自然界辩论 097

杨振宁是一位非常有勇气的物理学家 113

弗里德里希·施泰德 维也纳学派留下了什么遗产?125

皮特·沃伊特 物理学家需要更诚实地面对公众 139

安东·蔡林格 只要观察得足够近,一切都会非常有趣 153

吉姆·皮布尔斯 我喜欢寻找曾经发生过的事物的线索 171

迪迪埃·奎洛兹 我们延伸了哥白尼的工作 179

赖因哈德·根策尔 我们把银河系中心的黑洞作为一个实验室 199

卡洛·罗韦利 科学本身就是一场大辩论 209

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