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(本文是《新发现》的专栏,请勿转载)
进入物理学的人在年轻时或多或少地做过一个梦,就是将来要成为新的爱因斯坦。爱因斯坦和牛顿是物理学史上两个肩挨着肩的巨人,用中国的传统话来说, 是两位并肩王,目前还没有见到哪个第三位人物想和他们攀比的。这两位不仅是物理学中,也是整个科学中的并肩王。这么说也许会引起小小的一阵骚动,因为有人 会拿出莱布尼兹、达尔文等人来比。牛顿开启了整个现代科学,包括现代科学方法(当然还有先驱伽利略等人),形成了整个经典物理学体系以及发明了微积分,即 使是同时发明微积分的莱布尼兹这样的伟大的哲学家也会觉得稍有不如。爱因斯坦则改变了经典物理体系,包括改变了人们的时空观以及参与了量子力学的发现,使 得整个现代物理在他的阴影里发展,和牛顿的成就大致相仿。
爱因斯坦距离我们更近一些,所取得的成就对我们造成的影响和震撼更大一些。这么说并不是说牛顿的成就不会给人造成震撼,其实了解科学史的人知道牛顿 的三大定律以及万有引力定律完全改变了当时人对地上和天上的物体运动规律的看法。也许是我们在中学就接触到牛顿力学,以及在日常生活中经常接触到牛顿力学 的应用,所以对牛顿力学体系造成的震撼有了一定的免疫力。相反,爱因斯坦的相对论效应在日常生活中看不到,中学也不怎么教,所以一个在大学或者研究生阶段 刚刚接触相对论的学生会有从难以置信到彻底信服的感受过程。这样,爱因斯坦就很难不成为令人仰慕和企羡的偶像。
我们这一代人,现在大概40岁以上吧,都被70年代末所谓科学的春天的宣传影响了,都有所谓的英雄情结,或者说,都是理想主义者。那时还宣传陈景润 这样的人物,以为是为国争光,所以理想主义里还掺杂了一些民族主义都想有朝一日成为英雄。时至今日,我想绝大多数人在现实面前低下了“高昂”的头。牛顿和 爱因斯坦这样划时代的人不会像春天中的雨后笋,今天冒出一个明天又冒出一个。事实是,几十年也冒不出一个,牛顿和爱因斯坦的出生日期就隔了差不多两百五十 年,何况,能否出现这样的人也和科学是否处在适当的时代有关。
至于今天选择物理作为专业的年轻人,我不十分了解。我想大多数是没有那么大的志向的,只想做一个普通的物理学家,说得更俗一点,只想做一个物理学中 的从业者,有一个饭碗。而选择高能物理甚至弦论作为自己研究领域的年轻人会有很大不同,可能很多人还怀揣着做爱因斯坦的理想。你想,高能物理很多年来实验 变得越来越困难,理论也是玄想的多,很快得到实验验证的少,与之相应的是就业市场的越来越不景气。选择这个领域安置自己的前途,无疑是要赌一把的,没有一 点英雄主义还真的难以坚持。
国内和国外的一个普遍现象是,民科很多。这里民科指的是没有经过正常的专业训练而进行研究的人。由于推翻爱因斯坦或者其他什么物理学中的主要定律吸 引力太大,特别对那些想成为英雄的人吸引力太大,研究相对论和量子力学基础的民科就特别多。我想对这些人说的一句话是,好好学习和消化前人经过千辛万苦的 努力得来的成果,再下决心走上这条艰难的路。毕竟物理学不是湖南卫视的超女试场和舞台,何况,那些脱颖而出的超女大多数都有正规训练的背景。
有人会拿爱因斯坦本人作为反例,爱因斯坦发现狭义相对论的时候是瑞士专利局的职员。我们需要对历史做一个调查,在爱因斯坦的时代,大多数物理学知识 在大学里就能学完。那时还没有爱因斯坦的相对论,也没有量子论,更没有量子场论,物理学需要的最高数学也局限于微分方程。其次,爱因斯坦在专利局上班时并 没有闲着,他和其他两位朋友一起下工夫学习当时最新的物理学,包括洛仑兹的电子论。打一个比方,就像现代的学生已经至少得到一个硕士学位,同时在自学最新 的粒子物理和圈量子引力,甚至弦论。
最近美国的流行科普杂志《发现者》(Discover)有一篇文章,他们自以为是地发掘了6位新爱因斯坦的候选人,我个人觉得没有一位靠谱。这6位 准爱因斯坦中年纪最小的也有36岁了。当然时代不同了,我们肯定不能将一百年前作出发现的黄金年龄作为今天的标准,所以36岁是可以接受的。其余五位准爱 因斯坦的年纪都超过40岁,包括霍金和威滕。霍金今年66岁,威滕今年57岁,这两位肯定列于我最佩服的同行之列。霍金发现了黑洞的量子蒸发,威滕是当今 最好的数学物理学家,如果不是最好的物理学家。即使我们放低年龄的要求,这两位也应该过了创造的黄金时代。他们过去的成就和牛顿或爱因斯坦比当然有很大的 距离,所以他们要成为下一个爱因斯坦就得有更大的贡献。
六位候选人中有一位最近被媒体炒得很热,就是里斯(Garrett Lisi),他的关于统一的新理论还有待于同行的检验和承认。至少到目前为止,还没有人在他的工作的基础上做出什么,他的论文也没有专业引用。我个人的观 点是他的工作如果不是完全错误的,距离正确的理论还很远。里斯是一个有趣的现象,他今年40岁,有博士学位,不能算民科,虽然他也不在学术机构工作。剩下 的三位候选人中我觉得最靠谱的是米尔格罗姆(Mordehai Milgrom),他最有影响的工作是认为暗能量和暗物质并不存在,这些宇宙中新奇的能量组分其实是引力的效应,只不过牛顿和爱因斯坦引力要在很大的尺度 上被修改。剩下的两位相对年轻的候选人也都是研究引力的专家。
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《发现者》文章:Could the Next Einstein Be a Surfer Dude?
我在文章没有提到的一位准爱因斯坦,Lee Smolin的前妻,美女马可菠萝
(Dr. Fotini Markopoulou, Penn State. “I always thought that if we could look really close, space and space-time would turn out to be not smooth and geometrical, as in Einstein’s theory, but ‘bumpy’ and made up of building blocks,” says Markopoulou.)
上面的解释中Penn State应该改成Perimeter Institute了。
在看到这张照片的那个网站上,我还看到了同行中的大美女露伊斯·杜伦
(Louise Dolan is a mathematical physicist, string theorist and professor of physics at the University of North Carolina at Chapel Hill.)
第7位准爱因斯坦,李·斯莫林
(Lee Smolin, the “new Einstein”, physicist and brain behind the theory of loop quantum gravity)
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