Friday, May 25, 2007

谁是爱因斯坦之后的爱因斯坦?

出于对爱因斯坦的崇敬和好奇,人们常问:”谁是爱因斯坦之后的爱因斯坦?”这不仅是普通人问的问题,在物理学家的圈子内,这也是常被问及和讨论这个题目.当奥本海末任普林斯顿高等研究所所长时,他就这样问.因为他要物色到这个人,并把这个人请到普林斯顿高等研究所去领导理论物理学的潮流.最后他选定的是戴逊(freeman dyson).戴逊告诉奥本海末他自己不是,费曼才是爱因斯坦式的人才.奥本海末不喜欢费曼,他认定了戴逊.

这个问题有两种含义.一是如奥本海末问的意思:谁是理论物理学的领袖人物?另一种意思是问:谁在才能风格方面最象爱因斯坦?谁能伟大如爱因斯坦?

对于理论物理学的领袖人物,大家基本上有共识.比如,五,六十年代的李政道,杨振宁,费曼,盖尔曼,格拉肖,steven weinberg和 nambu;七十年代的 t'hooft;八十年代直到今天的 edward witten. 在没得过诺贝尔奖的理论物理学家中,我认为 nambu 和 witten 是最应该得奖的,他们对基本物理理论产生了巨大影响.关于 witten 我有专帖论述,我认为他是能和爱因斯坦并列的,但又是不同风格的物理学家.witten 之后我没看出真正优秀的年青人来,当今几个所谓优秀的年青人的工作不是比较丑陋就是不够深刻.

至于谁最象爱因斯坦,看法可能因人而异了.我对爱因斯坦分三个方面:(1)科学方法;(2)数学美;(3)智慧.先说他"科学"的一面.他做研究,能及时把握实验,正确地知道问题所在,并对之思考,如从光电效应提出光量子说,从麦克斯韦方程和牛顿力学的矛盾得到狭义相对论.这样的研究方式是科学的实质.我上面列出的所有人自然都有这样的科学性,但要特别举出一个人来,我就举费曼.费曼(和施温格,朝永)的量子电动力学是有无穷大的,但它能非常精确地解释试验.现在从有效场论的角度看,无穷大实际上是一个很高的能量截断.但在费曼时代,量子场论在幼儿期,还没有有限的能量截断这样的观念."无穷大"使得很多"老"人不接受 qed,但费曼不在乎,还有什么比能解释试验更重要的呢!他的实用主义就在于他的科学性.

  再举一个例子。动物间到底有没有语言一直是人们争论的问题.费曼设计实验来研究蚂蚁的语言问题。他把糖放在蚂蚁不能直接去的地方.然后他在蚂蚁经常出现的窗台上把蚂蚁用纸片运到糖边儿.过一会儿他再把糖上的蚂蚁运回窗台.经过多次运送后,他看到蚂蚁开始成群结队的往窗台跑.由此费曼得出蚂蚁不是靠味道来觅食的,而是它们之间有语言.还有很多其它例子,如 v-a 弱作用理论,部分子模型等,都说明费曼的"科学性".也许这就是为什么人们说他是科学家中的科学家吧!

  再来说"美".爱因斯坦的广义相对论起因于狭义相对论和万有引力定律的矛盾.但是仅从这个矛盾要得到广义相对论没有爱因斯坦是不行的.他有一种美感,一种简单性,用了黎曼几何,最后解决矛盾,提出了广义相对论.用简洁的物理概念,数学的美揭示复杂现象背后的规律是理论物理很高的境界.上面说的费曼都没有这个天才.有一个人有,他就是杨振宁.杨振宁和 mills 提出的高度漂亮的杨-mills 规范场理论现在已经成为基本粒子物理的框架.

  爱因斯坦的"智慧".这里我说的是他对人生充满智慧的看法,对社会公正的追求和对人类和平的向往.戴逊以其超群的智力对未来的思考可以说是这方面的代表,人造生物圈计划就是他提出来的.戴逊不仅考虑几十亿年之后,太阳燃烧殆尽,人类怎样逃离地球,他还关心宇宙加速膨胀最终是否会使宇宙中的所有生命终结.

  所以,我认为费曼+杨振宁+戴逊=爱因斯坦(其实应说他们大于等于爱因斯坦).

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