祝贺宋伟/一个理论家的自白

首先,祝贺我的研究生,宋伟同学,获得哈佛大学Junior Fellowship。我过去在这里提过,8月底我提名(在Andy Strominger的建议之下),现在终于得到好消息了。宋伟同学谦虚,说正式通知未到,好吧(我也觉得“好吧”非常好用),那我就说正式通知未到,非正式通知到了。这事我在8月份提到过:Strings 08, Andy, Wei & Wei,哈佛的Junior Fellowship向来是美国的最难申请到的博士后位置之一,她终于得到了,对我们的国内毕业的本行研究生是一个鼓励。宋伟计划明年夏天毕业,然后去哈佛,好吧,又一位同学要到美国冒险了。感谢前后帮助过宋伟的朋友,丘成桐先生和Strominger首当其冲,也感谢为她写推荐信的所有朋友。
我在科大讲的宇宙学专题课已经讲到暗能量。我打算和王一同学合作写一篇英文的暗能量review,登在国内的理论物理通讯上,也是支持我们国内的刊物。在写这篇review之前,我打算在这里推出《暗能量八讲》,当然比我的课以及review通俗,敬请期待。
下面是给《环球科学》写的一篇新专栏。本来这家杂志要求刊出再登在我的博客,但我这里向来都是写好就贴出来,过去很尊重他们的意见。现在我觉得,既然其他杂志不那么在乎,我也觉得他们不该特殊。不过,请大家不要转贴。
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一个理论家的自白
数学家哈代同学写过一本《一个数学家的自白》,这是通常的翻译,严格地说,应该翻译为一个数学家的辩解。我没有哈代的成就,也就只能自白而不能辩解了。
哈代写那本书,本意是想说明研究纯数学的动机。他有英国人的贵族精神,认为纯数学的价值就是它的自身。知识不一定有用,或者说,不一定有功利的效用。纯粹数学不需要辩解,因为对数学发展的推动除了来自其他学科的要求,还有数学本身发展的需要,这包括数学概念的自我创新,基于数学本身提出的难题和逻辑扩张。
理论物理则完全不同,尽管有些时候理论物理的问题也是自身逻辑扩张的结果(如广义相对论),但最终要实验来检验。不能证伪的理论不是科学。然而,我研究理论物理,起初的动机恐怕和哈代一样,只是为了好奇,只是觉得理论物理本身很美。因为,将世界上的万物纳入几个原理上简单的方程本身就是一个奇迹。这个奇迹为什么会发生?到现在也没有人知道答案。
我从大学毕业以后从宇宙学开始做研究,经过超对称、超弦,转了一个圈子又回到宇宙学,当然,弦论也还在做,二十多年下来,研究的基本是纯理论问题。最终回到宇宙学,还是因为弦论发展的结果,虽然实验也起了很大的作用。七、八年前,宇宙微波背景辐射谱中的涨落的测量,不断有新结果,几乎每周都听到新闻,自然不知不觉地对我产生了影响。台大黄伟彦教授不遗余力地推动宇宙学研究对我再次研究宇宙学也起了很大的作用。
弦论到了21世纪,面临很大的难题。弦论自身的确提出了很多问题,例如,如何解释一个不为零的宇宙学常数,或暗能量?如何回答粒子物理中的问题?我们在容纳粒子标准模型的同时到底能不能够确切地作出新的粒子物理预言?这个问题单子可以开得很长,但很遗憾,没有一个问题在可见的未来能够得到回答。这就是弦论目前遇到的大难题。十年前,我还在相信弦论自身的逻辑发展足以推动弦论的发展,直到有一天我们一举写下基本方程,计算出一些重要的物理量。现在我基本改变了看法,不觉得弦论下一步的重大进展会来自理论自身的发展,而是觉得实验将起到关键的作用。关键的实验可能来自宇宙学,也可能来自LHC,更有可能来自目前我们还不知道的某些实验。
所以,我经常对我的学生说,你研究纯弦论问题可以,但是要记住,你只是在研究数学物理,不是理论物理本身。数学物理有自身的价值判断,你要按照这些价值判断地做研究,这样才可能不至于在做不动研究的时候突然发现自己做了一辈子不知所云的事情。我甚至说,如果LHC的实验还不能证明超对称是存在的话,你需要打算做一点与物理更密切的问题了,虽然出于爱好,你还可以继续研究纯弦论问题。
什么是纯弦论问题?这包括弦论的基础,如何写出弦论在不同时空中的基本方程;弦论有没有基本原理?如果有,是什么?弦论中的一些“理想问题”,如现实中不存在的某些黑洞的量子性质;弦论与数学的关系,特别是与微分几何以及代数几何的关系,等等。这些问题,一时半会还看不到与任何具体的物理问题有关。
弦论还有一大片研究领域可以称之为应用弦论,例如最近几年,很多人用弦论来研究粒子物理中的强相互作用,这类问题完全是物理问题,可以和实验做直接的对比的。有趣的是,弦论近来有“入侵”凝聚态物理的倾向。例如,有人用弦论来研究相对论性和非相对论性流体、超导、其他临界现象,这些研究还刚起步,但很有前途。应用弦论正是我希望年轻的一代重视的领域,好在在我的鼓吹之下有一些人开始研究了。
二十多年来,我一直是一个纯粹知识派,所持的观点是知识不一定要有用。这个看法到今天基本没有改变,所改变的是策略。我不再像年轻时那样,认为在我自己的领域纯粹思维可以导致重大进展,作为个人,更加感到无力。我开始想做一些与物理实验直接相关的研究,这一方面是弦论目前处境导致的,一方面是觉得自己的年龄渐大,已经没有本钱来“享受“纯粹思维的乐趣了。说得直白一点,就是不甘一辈子只做了也许根本与现实世界无关的研究,想趁还能够做研究的时候打几个赌,翻点本钱回来。尽管如此,我目前研究的宇宙学问题中有一部分在很多人眼中也还是太玄。例如我想知道宇宙大爆炸的起源,我想知道在我们的视界之外还存在不存在其他宇宙区域,其中物理规律可能和我们这个区域完全不同。我还想知道物理常数是偶然的,还是逻辑上可以完全确定的,等等。这些问题看上去很玄,其实是和目前和将来的实验相关的。这些问题不是我前面说的纯粹弦论问题。除了我提到的宇宙学“终极问题”之外,我也研究小问题,更实际的问题。
近几年来写一点科普文章,主要动机也是想做一些对他人有用的事情,即使写博客,也是如此。写科普和写博客,最好的期望是读者能从我这里得到知识,最差也是一种有趣的交流。对我自己,其实是扩展自己知识范围的好机会。我甚至开始入侵文化领域,看一些文化书,写一点评论,甚至写点诗,这都是基于希望在完善自己的同时,为他人提供某种精神上的免费消遣。至于能够做到什么程度,就不是自己应该计较的事情了。
2008年12月17日 8:55:35
李老师,您觉得数学物理和理论物理的区别是什么呢?共同点是什么?迪昂说“理论物理学是数学物理学”这句话又是什么意思呢?可能不同的人有不同的区分标准吧。
2008年12月17日 10:30:56
这位同学牛气
2008年12月17日 10:32:42
谢谢李老师:)
也谢谢各位同学,祝大家都有好消息~~
2008年12月17日 10:35:54
宋伟学姐的诗我仰慕已久。其中一首深合我心:
敛我青丝发,莫使入碧云。
彼影与众合,此身独不群。
青天未可见,来去尽纷纷。
前路无人问,但须自殷勤。
祝贺宋伟学姐。这对我们也是勉励:前路无人问,但须自殷勤。
2008年12月17日 13:01:59
脑子短路:
不懂你的问题。
jyufantasy:
要分清的确很难,我不做严格界定。举个例子也许好些,我认为爱因斯坦是理论物理学家,Whitman是数学物理学家。
宋伟:
My pleasure.
2008年12月17日 14:06:11
李老师国外有的大学在本科就开设了弦论课程(如MIT),你认为妥吗?
另一个问题,弦论有没有可能随LHC的实验变成历史从理论物理主流中消失?
2008年12月17日 14:31:49
各位,谁有舟子说到我的文章?请贴在这里,然后我专门转贴。
本来想后天更新谈暗能量的,既然有宝文,愿大家一睹为快。
2008年12月17日 15:04:44
http://xys3.dxiong.com/xys/netters/Fang-Zhouzi/blog/lianyue5.txt
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科普只能写自己的专业吗?
·方舟子·
出过一本《我是鸡汤》的“心灵鸡汤”专家连岳给科学松鼠会的科普文集写
的序言中,以科学松鼠会为榜样要求科普作家谦卑:“科学的进步使人谦卑,科
普作者,应该也把谦卑放在第一位,因为他们最知道,在自己身后,其实有海量
的更内行的专业人士,只不过,他们没有写文章罢了。科学松鼠会的模式,志同
道合者的聚集,其实是科普比较有效的存在方式:每个人都只写自己的专业,这
既增加了文章的公信力,又避免了在所有科学议题上发言的尴尬——因为科普告
诉了我们一个常识:没有任何人知道所有种类的科学。”
自称在所有的媒体人和网人中最敬重连岳的中国科技大学近代物理系教授李
淼也跟着说:“我觉得写科普最好还是要有专业知识的,我从来不敢写例如核物
理,虽然距离我不算太远。”并认为生物学出身的土摩托(Immusoul)“没有判
别医学问题真伪的能力”、是个“牛二”、“13点”。
这里有两个问题:科普作者是否必须谦卑到只能写自己的专业?如果是的话,
这一观点的提倡者或其树立的榜样自己是否做到了?
第二个问题很容易回答,做个小调查即可。因为我曾经给上海出版的科普刊
物《新发现》写过一篇文章,承蒙其厚爱,此后定期向我赠阅。李淼在那里开有
科普专栏,松鼠会的组织者姬十三在在那里主持一个叫“解惑”的栏目,专门回
答读者提出的科学问题。我把今年《新发现》找出来翻了翻。姬十三认为连岳的
序说出了其心声,但他那个解惑栏目的问答基本上与他的神经生物学专业无关,
而是五花八门,涉及物理学、化学、营养学、生理学、动物学、进化生物学、心
理学等等,可谓“天上知一半,地下全知道。”有人认为连岳的序是在讥讽我
“在所有科学议题上发言”,不过比起姬十三的“解惑”,我是自叹不如的,里
面的许多问题,如果我不去查谷歌和维基百科,也是有“惑”需要别人来解。
再说李淼。他的专业是“研究量子场论、超弦理论以及宇宙学”,但是在
《新发现》今年3月号,他的专栏上有一篇《四年之痒》,是专门介绍一项有关
婚姻的人类学研究的;今年9月号,他的专栏上有一篇《创造性思维与意识》,
是专门评论心理学和认知科学的问题的。有趣的是,他在文中都谦卑地特地声明
自己是“人类学外行”、“人类心理学和认知科学的门外汉”,但也都像科妄家
(或所谓“民科”)一样提出自己的人类学、认知科学的理论,虽然一些措辞
(例如“女人倾向于得到不同的基因以保存和延续物种”)足以表明他的确是外
行。莫非人类学、认知科学与李教授的距离,比核物理与他的距离还要近?
所以第二个问题的答案很清楚:李淼和松鼠会都不是只写自己专业的谦卑
“榜样”。回到第一个问题:科普作者是否只能写自己的专业?写自己的专业比
较可靠、比较令人信服,那当然很好,但是这样的标准只适合于职业科学家偶尔
写写科普文章介绍自己的研究工作,很少有职业或半职业的科普作者能够达到这
个要求,因为在科学分工越来越细的今天,本专业的内容值得向大众介绍的很少,
很快就会写完。所以经常写科普文章的人,很难不涉及到其他专业的内容。科普
作家不是专门家,而是博学家。阿西莫夫是生物化学博士,但是他创作的科普作
品保罗万象,几乎涵盖了所有科学学科,甚至还编写过圣经指南(从无神论的立
场)、莎士比亚指南,在美国并没有人说他越界。国内老一辈的科普作家中,陶
世龙是地质专业,郭正谊是化学专业,赵致真是中文系毕业的,但是他们都创作
了许多非本专业的优秀科普作品,以前也没有人说他们越界。科学的不同学科、
专业有共通、交叉之处,有的貌似不同学科,实质是一家,例如生物学基础研究
和医学基础研究其实是一回事(国际上统称“生物医学”),李淼因为土摩托是
学分子生物学出身的就认为他没有判别医学问题真伪的能力,反倒表明李淼不知
道什么叫“生物医学”。我和土摩托在《大众健康》上都有专栏,所以他与医学
问题有关的科普文章我也读过一些,我认为他是完全胜任的(其实学生物学出身
的人对医学基础问题——不是临床问题——的理解要比医生更专业)。
科普作者不一定都只写自己的专业,但是应该只写自己搞明白的内容。即使
是自己的专业,没有搞明白的,也不应该写(我就经常见到国内一些生物学专业
的人士乱谈进化论);不是自己的专业,搞明白了,也完全可以写。当然,涉及
非本专业的内容,应该以该专业的主流观点为准,最好不要自创理论,否则就成
了科妄、民科,那才是真正的越界,的确是很不谦卑的。有人愿意立一个只写自
己的专业的招牌,那也是其自由,不过就请他从自己做起,不要严以律人、宽以
待己,把招牌当成打人的棍子。
(XYS20081216)
◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇
2008年12月17日 15:21:10
ymytm:
给大学开课,如果是选修,我还得还可以。
弦论永远不会从主流消失,因为还有应用弦论。但是,如果LHC没看到超对称,弦论的学生找工作将会更加困难。
2008年12月17日 16:37:55
热烈欢迎暗能量八讲
2008年12月17日 19:16:57
李老师 您用错了一个词
首当其冲:比喻最先受到攻击或遭遇灾难
感谢前后帮助过宋伟的朋友,丘成桐先生和Strominger首当其冲,也感谢为她写推荐信的所有朋友。 “首当其冲”用在此处不恰当。
我对这个词很敏感,因为给我们上课的教授也长用错。
2008年12月17日 19:24:01
哈哈,三自同学大概没有看到前面的回帖
2008年12月17日 20:06:05
瞎忙,来晚了,祝贺宋同学,也祝李老师桃李满天下,一个一个都比老师强,哈哈
2008年12月17日 20:12:50
三自:
你看来是中学老师教出来的好学生,前面已经有人指出了,我回答了,朝前翻。
xexz:
我们刚组会吃好饭,我对大伙说,你们的未来就是我的未来。
2008年12月17日 22:14:46
我没有咬文嚼字的意思 可能还没有完全从中学语文教育那个系统中解脱出来吧 刚翻了前面的评论 我这样理解李老师的意思——遣词达意时,语言的使用习惯比其原始含义更重要,而这也驱动的汉语的发展。
但依旧有疑问,正统文学是不是应该接受网络词汇? 当然,这是个老话题了
2008年12月17日 22:55:10
三自:
接受和不接受,是用的人说了算,而不是那个权威站出来说了算。
2008年12月17日 23:05:27
李教授您好,问一个问题.牛顿环是干涉条纹,是牛顿第一个发现的,但是为什么他还要坚持光的微粒说呢?
2008年12月17日 23:33:55
yanyu:
因为他觉得干涉也可以用微粒来解释。
2008年12月18日 0:02:19
牛顿其实都琢磨过,但波动说意味着光在通过障碍物后会拐弯,这个在当时显得不太自然。牛顿对牛顿环的解释可能是说微粒激发了玻璃介质里的波动,然后形成的。
具体没查书,好像是这么回事,关于牛顿有一本很好的书,柯瓦雷的《牛顿研究》。
http://www.douban.com/subject/1247937/
2008年12月18日 22:24:25
看完这篇自白后很感动。