又一诺奖得主去世,享年88岁,被霍金“追随”的一代科学巨擘

又一诺奖得主去世,享年88岁,被霍金“追随”的一代科学巨擘
2021年07月29日 21:00 湛庐文化

美国当地时间7月24日,世界著名物理学和天文学家、诺奖得主史蒂芬·温伯格去世,享年88岁。温伯格在物理学众多领域具有开创性贡献,他提出了弱相互作用和电磁相互作用的统一理论,是粒子物理标准模型的创立者之一,并在 1979年获得诺贝尔物理学奖。

有人常将斯蒂芬·温伯格与斯蒂芬·霍金做比较,可能是因为两人的名字略显类似,也可能是因为两人在专业领域和科学传播领域所做的贡献异曲同工。斯蒂芬·霍金在如今的中国,乃至全世界很多国家和地区,都已经拥有了众多的粉丝和崇拜者,而这位斯蒂芬·温伯格看起来为大众所知晓的程度却无法与霍金相比。不过,说起科学研究和科学传播,他在某种程度上可以说是霍金的追随对象。

1.

诗人科学家 /// 

执着的物理学家

温伯格一直致力于粒子物理研究,他在加州大学伯克利分校做博士后时,就开始接触粒子物理中的许多课题,如量子场论的高能行为,对称性破缺,π介子的散射,等等。而后,当温伯格开始担任哈佛大学讲师和麻省理工学院客座教授后,他提出了统一弱相互作用和电磁作用的模型,并依托所建立的模型——电弱统一理论,得出了存在希格斯粒子的重要结论

温伯格在粒子研究方面的脚步从未停歇,量子场论、引力、超对称、超弦等都在他涉及的范围内。而经过长时间在该领域的摸索与研究,1979 年,温伯格与格拉肖和萨拉姆因对基本粒子之间的弱作用和电磁作用统一理论的贡献共同分享了诺贝尔物理学奖

格拉肖(左)、萨拉姆(中)、温伯格(右)

1999 年,温伯格还获得一项令人瞩目的大奖——“刘易斯·托马斯奖”(Lewis Thomas Prize)。这个奖项是以《细胞生命的礼赞》一书的作者刘易斯·托马斯命名的。

洛克菲勒大学设立的这一奖项,旨在鼓励那些在文学领域有建树的科学家,以及那些“意见和观点能向人们揭示科学的美学和哲学维度,不仅提供新的信息,而且还能像诗歌和绘画一样引起人们的沉思甚至启示”的科学家。而获得此项殊荣的科学家,因为揭示了科学之美,也被誉为“诗人科学家”。 

虽然温伯格不喜欢通过阅读大量哲学著作来研究哲学,但他对哲学的深刻理解却是其著作中思想性的重要来源。他坦言:“现代科学再次遇上了它由来已久的老对手,也就是伽利略曾经遭遇的主要对手,即哲学的偏见”这也使得他不得不直面哲学。他甚至在《终极理论之梦》中,专门开辟了一个章节来探讨哲学和科学的关系。 

作为一名物理学家,他坚守在自己的领域,并通过日积月累的积淀,获得了科学界的最高荣誉。但他又不只是一名物理学家,他思考哲学、思考宗教、思考宇宙的起源,并将他的思考,通过富有文采的笔触,将思想与争辩淋漓尽致地呈现在读者面前,而读者要做的就是徜徉在他所营造的世界里,感受一个科学家的哲学思考和文字魅力。 

2.

给科学家的 // 

四则金句良言  

2020年9月,基础物理学突破奖评审委员会授予温伯格基础物理学特别突破奖。委员会颁奖词简洁而准确地概括了这位理论物理学领袖的光辉一生:

“在基础物理学领域的持续领导地位,对粒子物理学、引力和宇宙学所产生的广泛影响,以及向更广泛的受众传播科学”

虽说科学研究是科学家的本职工作,但却不是唯一的本职工作。对于一名科学工作者而言,捍卫科学同样重要而紧迫。斯蒂芬·温伯格在出色地承担起理论物理学家这个角色所赋予的义务时,也在不遗余力地为科学发声。

2003年,温伯格在加拿大麦吉尔大学理学院毕业典礼上进行了开幕致辞,分享了他对科学从业人员的忠告:

一,没有人知道所有学问,你也不需要如此

如果不知道所有已经被研究出来的东西,我要怎么做研究?幸运的是,我在研究所第一年有幸获得几位资深物理学家的指导。他们不顾我忧心忡忡的反对,坚持要我立刻开始进行研究,并且在过程中学习所需的知识。这对我来说简直是孤注一掷。神奇的是,我发现这种方法居然奏效了!我很快就获得博士学位,尽管毕业时对于物理几乎一无所知。不过我确实学到重要的一课,就是:没有人知道所有学问,你也不需要如此。

二,如果你游泳不会溺水,就该朝向波涛汹涌的地方游去。

20世纪60年代晚期当我在麻省理工学院任教时,有位学生告诉我说他想做广义相对论的研究,而不是当时我所从事的基本粒子物理领域,因为前者的原理早已广为人知,然而后者对他来说简直一团混乱。这令我突然领悟,他提出的正好是一个做出相反决定的绝佳理由。粒子物理在当时是一个还能进行开创性研究的领域。它在20世纪60年代确实是一团混乱,但之后透过许多理论与实验物理学家的努力逐渐理出头绪,将所有基本粒子(嗯,几乎所有啦)整合到一个被称为标准模型的美妙理论架构里。我的忠告是,到一团混乱的地方去吧,那里才是研究活动热烈进行的所在。

三,不要苛责自己浪费时间

我的第三个忠告或许是最难实践的,就是不要苛责自己浪费时间。当学生的时候,需要解决的通常是教授(特别残酷的除外)知道找得到答案的问题。此外,这些问题在科学上是否重要根本无关紧要,反正得解决它们才能毕业。然而在现实世界里,我们很难知道哪些问题才是重要的,而且你永远不知道某个问题在历史上的某一刻是否真的有答案存在。

如果你想创造什么,就得习惯花费大把时间却得不到创新的结果,你得习惯科学知识的汪洋多半是平静无风的。

四,学一些科学史,或者至少熟悉你自己研究领域的历史

历史也许真的对你的学术研究帮得上忙。举例来说,科学家不时会因为相信某个过度简化的描述科学的模型而陷入泥淖,这些模型是以前从弗朗西斯·培根(Francis Bacon)到托马斯·库恩(Thomas Kuhn)与卡尔·波普(Karl Popper)等哲学家所提出的。对付科学哲学的最佳解药就是具备科学史的知识。

更重要的理由是,科学史可以让你的研究对你而言更具价值。身为一名科学家,你或许无法变成家财万贯,你的亲朋好友无法理解你在做些什么。如果你从事的是基本粒子物理这类的领域,甚至无法享受完成一件立即有用的事所带来的成就感,但是如果能够体认,你在科学上的成就将成为历史的一部分,极大的满足感便会油然而生。

自量子力学发展至今,它有着惊人的成功,通过了目前所有的实验检验。事实上,要找到一个比它更加成功的科学理论是非常艰难的。它可以以非常高的精确度预测许多现象,从天空的颜色到玻璃的透明度,从酶的运作方式到太阳如何闪闪发亮,都可以由量子力学预测,关于它的意义与未来的争论却仍在继续。

对于许多人来说,平行宇宙的想法只会永远存在于形而上学的领域中。然而,正如泰格马克在他的著作《穿越平行宇宙》中写道:

“判断一个理论是属于真实的物理学还是形而上学,并不是看它有多古怪,也不是看它包含的实体是否可见,而应当考察它是否可用实验来验证。

随着科技的不断进步,实验物理学已经取得了许多突破性的进步,许多曾经被认为是形而上学的抽象的概念都已得到了验证,比如地球是圆的、隐形的电磁场、高速运动下时间会变慢、量子纠缠、弯曲的空间和黑洞。以现代物理学为基础的理论其实都是可检验、可预测和可证伪的。多重宇宙也不例外。

人......与所有已知和不可知的现实之间存在着千丝万缕的联系......从海上磷光点点的浮游生物到飞旋的星系,直至膨胀着的宇宙,一切都被时间的弹性之弦绑在一起。立足海隅,放眼星际,再回眸海隅,这是明智的做法。

——《科尔茨海航星记》

《弯曲的旅行》

本书回顾了二十世纪早期物理直到当今粒子物理和弦理论最前沿的发现,化解了当今有关相对论、量子力学和引力的争议和纠纷。

《穿越平行宇宙》

跟随平行宇宙的超级英雄泰格马克教授穿越平行世界,共同找寻宇宙的终极本质,一探物理学前沿和哲学边界上那些令人叹为观止的奇景。

《星际穿越》

最简明清晰的时间与空间理论入门读本。作者以浅显易懂的语言解释所有推动电影《星际穿越》剧情的天体物理学理论,解开时空旅行之谜!

《生命3.0》

作者迈克斯·泰格马克在此书中,帮你构建起应对人工智能时代动态的全新思维框架,抓住人类与人工智能共生演化的焦点。

《理论最小值》

本书讲述了经典物理学的本质,揭示了运动、动力学、能量等关键原理与概念,是一本经典物理学的入门书。

| 内容整理自:《史蒂芬·温伯格:给科学家的四则金玉良言——2003年麦吉尔大学讲辞》 | 公众号:数理人文;《诗人科学家:斯蒂芬•温伯格》 | 《科学家》杂志社。

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