一名理論物理學家的回憶

如果你有讀過關於弦理論、量子場論或黑洞信息悖論的文章，那麼你肯定不會錯過一個名字：Joseph Polchinski（約瑟夫·玻爾欽斯基，1954-2018）。2017年，他因在這幾個領域做出的革命性進展而被授予「基礎物理學突破獎」。

2018年2月2日，著名的物理學家Sean Carroll在twitter上發布了Polchinski教授去世的信息。

Polchinski 在美國加州大學聖巴巴拉分校的科維里理論物理研究所（KITP）工作了25年。當他的思考陷入困境時，他常常從辦公桌前起身，來到黑板前寫寫畫畫，再之後他會漫步在辦公室所在的大樓內，尋找一處「絕佳」的安靜空間繼續他的思考。有時，他會將散步的路線變得更長，甚至延伸到海邊的懸崖處。

圖片來源：Brinson Banks/Quanta Magazine

任何一位學過弦理論的讀者都應該知道Polchinski 在1998年時撰寫過的《弦理論》，這是一本極具創造力和影響力的教科書。20世紀90年代中後期的「第二次超弦革命」，部分原因是由他在1995年10月的一次頓悟所致。他打趣道：「我認為這一刻發生在我的辦公室，但也有可能發生在通往男廁的路上。」

Joseph Polchinski撰寫的《弦理論》

在第二次弦革命中，D膜是一個非常重要的發現。根據 Polchinski 的研究，D膜（特定的某些一維弦、二維膜和更高維的物體）在10個時空維度上波動，並塑造了宇宙的屬性。Polchinski解釋說：「D膜的關鍵特點在於它們能攜帶一些其他任何東西都不具備的電荷。這能從我幾年前寫過的兩篇論文的結合中得出。」 這一發現意味著D膜在本質上是弦理論的重要組成部分，由將不同版本的理論結合在一起的數學對偶性所預言。D膜為這一理論增添了一種新的數學結構，使得研究人員得以將宇宙的三維結構視為巨大的D膜來構建宇宙學模型。

圖片來源：Brinson Banks/Quanta Magazine

21世紀初，Polchinski 和 Raphael Bousso 一起掀開了弦理論史上一個更令人苦悶的篇章。他們希望宇宙的屬性可以通過一個基礎理論被解釋為不可避免的獨一無二的結果，但通過計算，發現弦理論允許的解高達10^500個。

圖片來源：Brinson Banks/Quanta Magazine

2012年，Polchinski 再次攪亂了這一鍋「渾水」，他發現了一個跟黑洞本質有關的悖論。他與 Ahmed Almheiri、Donald Marolf 和 James Sully 三位物理學家經歷了超過三個月的時間的討論，最終提出了「火牆悖論」。

2012年，Polchinski與其它三位合作者提出了火牆悖論，使黑洞信息悖論變得更加撲朔迷離。| 圖片來源：arXiv:1207.3123v4

Polchinski曾說：「首先要知道的是，量子力學和廣義相對論作為物理學中的兩大重要理論，在大多數情況下都運作得非常好，但我們卻不知該如何在一些極限情況下（如大爆炸之初）將它們結合在一起。黑洞就是這樣一個絕佳的測試場地。火牆悖論說的似乎就是我們必須修正這兩個理論中的其中一個，而結論就是黑洞的內部被一堵量子比特牆所取代。」 這是一個戲劇性、甚至有些令人不快的結論，然而理論家們卻很難找到避開黑洞火牆的方式。

圖片來源：Brinson Banks/Quanta Magazine

Polchinski 在2015年年底被診斷患了腦癌。在他休養的期間，他一直在撰寫回憶錄，同時也繼續思考著火牆和其他的問題。

在回憶錄的最後他寫道：「我們距離找到物理學的基本理論還有多遠，以及我們能從中學到什麼？重申一遍，我是不可知論者，並且不擅長做預測。我只是按照自己的直覺行動，好在我的直覺非常忙，考慮過火牆、混沌、糾纏和量子信息。所以，我們或許已經很接近了，也或許我們還有很長的路要走。我希望能幫助人們搞清這個問題。」

2017年8月31日，Polchinski將他的回憶錄發表在網上[3]，值得所有人，特別是科研工作者去閱讀。

不幸的是，這一天還是來臨了。

2018年2月2日，Polchinski因腦癌而與世長辭，而他的精神卻永存。

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