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史上最牛逼的文科生:學歷史成為物理學家,卻獲得了數學界的最高榮譽,出了350部書,外號火星人!

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不拿菲爾茲獎的歷史系學生

不是一個好的物理學家

今天,超模君來介紹一位「火星人」。

1951年,愛德華·威滕(Edward Witten)出生在美國馬里蘭州的一個猶太家庭(又是猶太人),父親是一名研究廣義相對論的理論物理學家。

不過,雖然父親是一位理科學霸,但威滕卻表示對物理沒有感覺,他偏愛文學,從小最喜歡的就是歷史和政治。。。

父親經常在家裡與好友討論物理問題,威滕就在這樣的氣氛下,沉迷於歷史。

神人的世界我不懂

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並且,威滕立志長大後要當一名政治家或者新聞記者。父親也是十分開明,並沒有強迫兒子學習物理。

高中畢業後,威滕考上了約翰·霍普金斯大學,後來轉學到布蘭代斯大學。

在大學本科的時候,威滕是個十足的文科生,主修歷史學,輔修語言學,並於1971年順利拿下文學學士學位

畢業後的威滕一心想要投身到國家的政治事業中,而且那個時候恰逢1972年美國總統大選,威滕就加入了民主黨候選人喬治·麥戈文的競選團隊。

喬治·麥戈文

然而,在為麥戈文競選工作的幾個月時間裡,威滕近距離地接觸到了政治界以及新聞界,他發現,這裡並不是他之前想像的那樣,到處充滿著爾虞我詐,如果自己繼續投身於政界的話,很容易就會迷失自我

後來,麥戈文敗給了理查德·尼克松,而威滕也決定回到學校,繼續深造。

我發現我最喜歡的還是學習

於是,威滕去到了威斯康星大學-麥迪遜分校,開始學習經濟學。不過,讀了一個學期,他就退學了!!!

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因為,他在學習經濟的過程中,發現自己喜歡的是數學!(貌似慢慢在靠近「正軌」)

於是,威滕去到了普林斯頓大學應用數學學院,然而,他還是不能「安心」,在學習數學的一年時間裡,威滕終於找到了自己的最愛——物理,便轉到了物理系,主修粒子物理學。

所以,威滕繞了一大圈,還是走上了跟父親一樣的道路。。。

棄文從理的威滕,由於自己本身過人的天賦,並沒有費很大力氣就獲得了碩士學位,而且還選擇繼續攻讀博士,並於1976年獲得博士學位。

威滕的導師也是一位牛人,2004年諾貝爾物理學獎獲得者——戴維·格羅斯(David Gross)。

博士畢業後,威滕去到了哈佛大學擔任初級研究員,主攻量子場論。

量子場論是量子力學和經典場論相結合的物理理論,已被廣泛的應用於粒子物理學和凝聚態物理學中。

29歲時,威滕就成為了普林斯頓大學的教授,把主要精力放在研究弦論上。

憑著驚人的物理直覺和超凡的數學能力,威滕很快就在弦論領域站穩腳跟,並於1984年在普林斯頓大學就弦論做了報告,是關於卡拉比-丘流形緊化的論文,立即在物理界掀起了一場超弦風暴

後來,人們為了紀念這段短暫的弦論紅火的時期,稱之為「第一次超弦革命」。

20世紀的物理學有兩次大革命:狹義相對論和廣義相對論(它幾乎是愛因斯坦一人完成的);量子理論的建立。

而經過物理學家的努力,量子理論與狹義相對論成功地結合成了量子場論,被認為是迄今為止最成功的理論。

不過,廣義相對論儘管在太陽系乃至整個宇宙範圍里,都能很好地與實驗觀測符合。但在某些極端的條件下,會引出時空奇異,因此,它自身是不夠完善的。

就我們現在的認識水平,量子場論和廣義相對論是相互不自洽的,因此量子場論和廣義相對論應該在一個更大的理論框架里統一起來。

超弦理論是弦論的一種,可以說是狹義的弦論,是物理學家追求量子場論廣義相對論的統一理論的最自然的結果,愛因斯坦花費了後半生將近40年的主要精力去尋求和建立這個統一理論,卻沒有成功。

在超弦理論里,粒子是不存在的,存在的只是弦線在空間運動;這種極小的弦線做各種各樣的振動,像小提琴這樣的弦樂器,僅靠不多的幾根弦線作各種各樣的振動發出聲音就能夠發出無數種音色。

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弦的運動是非常複雜的,而就從1984年起,人們認定能讓弦運動得「最舒適」的就是10維空間。而在10維空間中,有5種自洽的超弦理論。

廣義相對論沒有對時空維數規定上限,在任何維黎曼流形上都能建立引力理論。超引力理論卻對時空維數規定了一個上限——11維。

於是,無數位物理學家們開始探討11維的超引力理論,然而卻毫無進展,連「夸克之父」蓋爾曼(M.Gell-Mann)都失望地表示:「讓11維見鬼去吧!」

蓋爾曼

至此,弦理論的研究又回到了本來的低迷狀態。(這是個無底洞,很多物理學家們只好放棄。)

不過,威滕還是持續的研究超弦理論,並且在研究物理的時候,不斷推導出深刻的數學定理,比如,他用瓊斯多項式來解釋了陳省身-西門斯理論,這對於低維拓撲結構有深遠影響,並推導出量子不變數。

因此,在1990年,威滕被授予數學界的最高榮譽——菲爾茲獎,成為了第一位也是迄今為止唯一一位獲得該獎的物理學家。

1966年菲爾茲獎獲得者邁克爾·阿蒂亞

在當年的菲爾茲獎頒獎大會上,著名英國數學家邁克爾·阿蒂亞(Michael Atiyah)受邀來介紹愛德華·威滕的工作,他因事未能出席大會,但是在書面發言中對威滕給予了極高的評價:

「雖然他絕對是一位物理學家,但他對數學的駕馭能力,足以與數學家媲美……他一次又一次超越了數學界,以巧妙的物理直覺導出新穎深刻的數學定理……他對現代數學影響巨大……憑著他,物理再次成為數學的豐富靈感和直覺的源頭。」

1995年,威滕在南加州大學召開的超弦會議上做了報告,提出了M-理論,將弦的10維空間拓展到了11維,對當前所有的5種類型的弦理論進行了統一,證明了這5種弦理論實質上是等價的。

M理論認為,存在無數平行的是膜,膜相互作用碰撞,導致產生四種基本粒子,然後產生電磁波和物種,這就是宇宙大爆炸的原因。

威滕的這次發言,同樣震驚四座,直接引發了弦論的第二次革命,一掃弦論持續了十多年的陰霾。

如今,M-理論被認為是描述宇宙最基本的理論,英國物理學家霍金也曾在他的著作《偉大設計》中,指出M理論可能是宇宙的終極理論。

威滕無疑是弦論的開創者,除此之外,他還是拓撲學、幾何領域的頂尖專家。因此,這位具有超強數學能力的物理學家,算是橫掃了物理界和數學界的各個大獎

麥克阿瑟基金、狄拉克獎、菲爾茲獎、龐加萊獎,愛因斯坦科學獎、牛頓獎章、洛倫茲獎、克拉福德數學獎、美國國家科學獎章。。。

就差一個諾獎了

威滕還有各種的頭銜,他是當代最聰明的理論物理學家;他被美國《生活》周刊評為二次大戰後第六位最有影響的人物;2004年,他被選入《時代雜誌》影響最大的100位人士中。

威滕的創造力驚人,迄今為止已經出版了350部論文著作,先後被引用超過5萬多次,物理界排名第一。(霍金論文被引用1萬多次,排名第24。)

據說每當一位牛人提出一個重大科學發現時,最好祈禱不要讓威滕看上,因為他會很輕易地寫個幾百頁的論文徹底將這個課題結束,導致別人無題可做。。。

所以,在當代物理學家中,威滕是H指數最高的一位。

H指數(Hindex)是一個混合量化指標,可用於評估研究人員的學術產出數量與學術產出水平。一名科學家的h指數是指其發表的N 篇論文中有h篇每篇至少被引h次、而其餘N -h篇論文每篇被引均小於或等於h次。

威滕確實是除了牛頓、龐加萊等幾位屈指可數的在數學物理跨界牛人之外,當今少有的能在數學和物理兩大領域都作出一流成果的全能型科學家了!

眾多同行認為威滕極有可能成為愛因斯坦的後繼者,還有人說他是「當代的牛頓」。

不過,對於這些說法,威滕十分謙虛地表示:「我絕對不是當代牛頓,這種評價實在太高了,我只是一位普通的科學家。」

本文系網易新聞·網易號「各有態度」特色內容

部分資料來源於網路

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