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2004年5月24日,Michael Atiyah和Isadore Singer在奥斯陆获Abel奖时,接受了丹麦Aalborg 大学Martin Raussen和挪威Trondheim科技大学Christian Skau的访问(Notices of The AMS, 2005, Vol. 52, No.2: 223-231),Atiyal-Singer指标定理是20世纪的数学珍宝,连接了几何与分析,也沟通了数学和物理——A更喜欢说它是一个理论,S说它是一个新的起点,就像我们爬上一座高山,发现了过去所在的高原。他们原来没想到,这个定理会给物理学带来那么大的影响——Perhaps it should not have been a surprise because it used a lot of geometry and also quantum mechanics in a way, à la Dirac.
关于数学为什么契合物理学,Singer讲了一个小故事:他曾在费曼(Feynman)的讨论班讲反常,老费的博士后们总是想拿坐标来计算。老费告诉他们,物理学定律是独立于坐标系的。没听Singer讲吗,他就没用坐标来描写这种情形。独立于坐标,就意味着几何。
Singer是用坐标独立来说明数学(几何)与物理学的自然联系,其实那也是物理学“自觉几何化”的原因。相对性原理假定物理定律与坐标无关,就把物理学几何化了(狭义相对论的Minkowski几何和广义相对论的Riemann几何)。今天,那种独立性更进一步:物理学应该与时空背景无关,我们需要一个“背景独立的理论”——如Smolin说的,背景独立形式并不仅仅是不同的语言,而有可能表达了确定理论的原理和定律,迄今所研究的一切都将作为近似从它们推导出来。
尽管超弦代表了大多数人的声音,Atiyah也欣赏少数派的Alain Connes和Roger Penrose。Singer喜欢弦,说它是一个和谐的整体,而且K理论进来了;他也欣赏Connes的非对易几何,那是几何量子化需要的,也许还能解释黑洞和大爆炸呢。
关于物理学对数学的影响,A猜想,量子物理也许会影响数论,特别是Riemann猜想。他与Wiles(证明了Fermat大定理)讨论过,但W不以为然。S则认为也许从统计物理学会生出一个统计拓扑学,那样的话,我们就不必去数几何体的空穴数或Betti数了……
未来究竟会发生什么激动人心的事情呢?A认为这个问题“从定义上说”是没有答案的——假如我们能预言,它就不会那么令人激动了。
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GMT+8, 2024-11-23 12:43
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