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博文

猜想的终结

已有 881 次阅读 2019-9-4 06:26 |系统分类:科研笔记

  • 2019-09-03 17:15:54

大约十多年前吧, 张志东博主关于三维易辛模型精确解的博文 激辩猜想 煞是热闹, 洋洋洒洒十几篇, 可谓盛况空前. 我那时尚未关心科学网, 自是无缘得见. 现如今, 张志东博主再接再厉, 博文 终结猜想 又是洋洋洒洒十几篇, 尚未终结. 我不是物理科班的, 只受过一点科学训练, 就本着学习的目的, 搜索了一下相关的评价与文献, 整理了一下备查.

专业的事情, 当然是专家的意见更有参考价值些, 我们这些路人甲乙丙丁只是看个热闹, 当不得真.

书籍: 张淑誉; 郝柏林——科学游击战士

其中的第七章 统计物理学, 相关内容如下:

博文: 苏青; 树青青诉哀思林岳巍巍成追忆——记与郝柏林院士的文字交往

来自科学网博文, 相关内容摘录如下:

2009年1月上旬出版的第1期《科技导报》刊登了我组织撰写的“2008年中国重大科学、技术和工程进展”专稿[2],该文将中国科学院金属研究所磁性材料与磁学研究部主任张志东研究员“提出三维‘伊辛模型’精确解猜想”研究成果,列为2008年度中国10大科学进展之一。这篇专稿发表后,《科技导报》在科学网上的博客遂予以推送,以扩大影响。几乎是同时,国际上对“伊辛模型”研究颇深的统计物理学家——美国东北大学物理系的伍法岳教授、马里兰大学物理科学与技术研究所的迈克尔·费希尔(Michael Fisher)教授,以及斯普林格旗下的《纳米研究快讯》(《Nanoscale Research Letters》)主编王志明教授等学者,对发表在2007年英国《哲学杂志》(《Philosophical Magazine》)第87卷第34期上的张志东研究员的有关“伊辛模型”三维精确解论文[3]予以强烈质疑,科学网博客由此展开了一场旷日持久的学术争鸣,《科技导报》和我本人也都不可避免地被卷了进来。

当年2月25日,郝柏林院士拿到那一期的《科技导报》后,马上给我发来邮件,指出我将张志东研究员的研究成果列为2008年度中国重大科学进展是错误的。他写道:“苏青教授:《科技导报》把那篇文章列为2008年国内10大科技成果之首,是过于仓促之举,给《科技导报》造成很负面的影响。老牌的《Philosophical Magazine》早已今非昔比,这次犯了这么个大错,也开始发表几篇批评文章,事实上是在认错了。我建议你们采取科学的、老实的态度对待此事,承认错误,挽回损失。”为了让我相信他说这话的权威性,他在信中专门指出:“我本人曾在三维‘伊辛模型’上奋斗了10年,发表过文章。张志东把文章寄给我,我一做高温展开,立刻知道结果是错的。但我绝对不愿意花时间给一篇错误论文去找错在哪里……因此,我只能在这里(给你)转发一点信息,绝不卷入进一步讨论。”郝柏林院士最为难能可贵的是,他不仅指出了我工作中出现的严重失误,同时也为我指明了如何破解当前窘境的具体办法。他在信中把伍法岳教授介绍给了我,让我和他联系,共同商量挽回影响的办法。他告诉我:“他(伍法岳教授)是一辈子做统计模型严格解的人,也是张志东把稿子投到美国杂志(《物理评论快报》)时的审稿人之一,还是最近在《Philosophical Magazine》上发表批评意见的作者之一。”

按照郝院士的指点,我很快就和伍法岳教授联系上了,双方通了三四封邮件后,约好当面作进一步的沟通。大约是3月7日,伍法岳教授专门从美国飞回中国,我们在北京师范大学京师大厦见面,一边喝咖啡一边谈妥了善后的文字处理方案。在3月13日出版的第5期《科技导报》和当日的科学网博客上,编辑部同时发布“《科技导报》有关‘伊辛模型’问题的启事”[4],以回答读者质疑来信的方式,承认对张志东研究员所研究成果的科学价值判断不全面,就“提出三维‘伊辛模型’精确解猜想”作为中国年度重大科学进展遴选不当予以说明、道歉,并表示将以此为戒,认真总结、反思,改进遴选办法,不断提高《科技导报》的学术公信力。一直关注此事件进展的伍法岳教授等国内外学者对《科技导报》的处理结果予以了肯定。

实际上,自2004年始,《科技导报》编辑部每年都要开展年度中国重大科学、技术、工程进展遴选活动,并以专稿形式将遴选结果在次年第1期的《科技导报》上发布。伊辛模型(ISing Mode)是描述物质相变的一种模型,最初是1920年由德国物理学家威廉·楞次教授提出,目的是为了给铁磁体一个简化的物理图像[5]。不久,楞次在汉堡大学招收了一个名叫昂斯特·伊辛的博士生,并将这个模型交给伊辛作为博士论文研究课题。伊辛遂研究了这个模型在一维条件下的相变和有序行为,并且得出了“一维铁磁模型如果只考虑最近邻交互作用的话,是不可能有相变的”结论。这个模型由此以他的名字命名。虽然伊辛也将这一结论推广到三维情况,但是,其结论似乎错了。20世纪前50年代,人们解出了一维和二维伊辛模型,而三维伊辛模型却始终是一个难以破解的科学之谜[6]。无怪乎张志东研究员的研究结果在《哲学杂志》发表后,2008年5月7日,中国科学院院报《科学时报》头版就发文“我国科学家提出三维‘伊辛模型’精确解猜想”[7],对张的研究成果予以了高度评价。《科技导报》编辑部正是依据《哲学杂志》和《科学时报》上发表的这两篇文献,将张志东的研究成果遴选为年度中国重大科学进展。现在看来,尽管张志东的论文在发表时通过了同行评议,主流科学媒体也对他的成果予以了充分肯定的报道,但这种单纯依据学术期刊和科学媒体进行重大科学进展遴选的活动,风险还是很大的,必须十分小心、谨慎,更为广泛地征求同行专家学者的意见。

在我与伍法岳教授见面之前,诺贝尔物理学奖获得者杨振宁院士也给我发来了英文邮件,他指责我“将张志东毫无价值的工作列为重大科学进展是犯了一个极大的错误,不仅严重损害了《科技导报》的名誉,而且还给中国科协的名誉造成了重大的负面影响。”他说,“这是一个非常严重的事情,而不是什么小小的过失。”他要求我,“认真考虑如何坦率地、真诚地承认错误,采取措施防止进一步犯错。”同为在“伊辛模型”上作出国际一流研究成果的大科学家,杨振宁和郝柏林两位院士对科学的严谨态度令我肃然起敬,尤其郝柏林院士对晚辈的宽容、相助和关爱,更是让我充满了感激之情。

郝柏林先生已经作古, 暂无对证了; 杨振宁先生尚健在, 可咨参考.

论文: Jiahao Xu, Alan M. Ferrenberg, David P. Landau; J. Phys.: Conf. Ser. 1012, 012002, 2018; “92 Years of the Ising Model: A High Resolution Monte Carlo Study”

评述

Although Zhang claimed to have solved the 3d Ising model exactly [20], convincing arguments showed that his solution was incorrect [21, 22, 23].

文章给出了近年来临界温度的模拟值

可以看到, 模拟值已经精确到小数点第6位了.

论文: Thomas Ising, Reinhard Folk, Ralph Kenna, Bertrand Berche, Yurij Holovatch; arxiv:1706.01764v1, 2017-06-06; “The Fate of Ernst Ising and the Fate of his Model”

Ising后人所写的纪念文章, 其中有所论及张志东的文章[69]

文章还提及了一个关于临界温度的猜想, 虽然很接近模拟值, 但目前认为被证伪

与此相比, 张志东文章中所给的临界温度为

论文: Gordon F. Newell, Elliott W. Montroll; Rev. Mod. Phys. 25(2):353-389, 1953; 10.1103/revmodphys.25.353; “On the Theory of the Ising Model of Ferromagnetism”

因为不符合高温展开被废弃的理论不少, 这篇文章中给了一个例子

多余的话

科学有自娱自乐的成分, 却不完全是自娱自乐. 科学好像也不是谁嗓门大谁就正确, 也不是谁的支持者多谁就正确.

如果说古时尚有被埋没的金子, 现今这种情况着实罕见. 如今资讯发达, 成果发表在什么地方都不重要, 只要是正确的, 很快就会有人跟进. 三维庞加莱猜想的证明就是例子.

物理和数学还是有点不同的. 数学更关心解决方法的逻辑与推广, 不关心物理答案正确与否, 而物理却需要你先保证自洽与正确, 再谈数学上的美. 如果答案不自洽, 不正确, 那数学上再漂亮也是白扯. 物理学历史上, 数学漂亮但被废弃的理论比比皆是.

鲁迅曾说, 即使无名肿毒,红肿之处,艳若桃花;溃烂之时,美如乳酪, 却也不会有人要长在自己身上. 这话用于那些数学漂亮但物理不正确的理论, 倒也合适.

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1 王安良

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