史上最牛跨界!为什么说他是继爱因斯坦后又一个跨界神人?!
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1951年,爱德华威腾出生在美国马里兰州的巴尔的摩市,很小的时候就能展现出惊人的高智商。威腾的父亲路易.W.威滕,是当时著名的理论物理学家。
爱德华威腾
路易.W.威滕在一次接受英国《卫报》的采访时曾经提起:“我与爱德华谈科学的方式就像同成年人谈科学一样”。
按照正常的发展路线,家庭熏陶加上自身的天赋,威腾应该是自小立志成为一个物理学家。
但天才就是天才,总是和一般人不同。威腾表示自己的确很喜欢物理,但——
“我想做一名记者,或政治家。”
1968年,威腾高中毕业后,考上了约翰·霍普金斯大学,后又转到了布兰迪斯大学,专攻历史学。
然而,凭借着出色的成绩,在1971年顺利拿到文学史学位的威腾,毕业后却并不顺利。
先是在毕业后才幡然醒悟,自己并不适合做一个历史研究者,转而向经济学发起了进攻,向威斯康星大学麦迪逊分校,研究生院经济学专业提出了,研究生就读申请,并且被顺利录取。但一个学期不到,他就对经济学不感兴趣为由!辍!学!了!
并且,就在威腾就读一个学期不到的经济学研究生期内,他还把手伸向了政治界。因为威腾本身反对越战,因此参加了当时正在和尼克松竞争总统的乔治·麦戈文的竞选团队。
但很快的,威腾又发现自己并不具备参与政治所需要的能力和品质,又放弃了这条路。
此时的威腾相当郁闷:
研究历史?并不适合。
攻读经济?不感兴趣。
从事政治?没有品质。
深夜中的威腾,突然灵光一闪,说不定我是更适合研究数学呢?
说做就做。1973年,威腾向普林斯顿大学提出申请,开始就读数学专业。在数学系研究了近一年时间后,终于发现了自己的真爱其实是物理,决定转向物理专业,主修粒子物理学,开始踏踏实实的研究了起来。
尽管威腾是“半路出家”,但他凭借着自己惊人的物理直觉、超凡的数学能力,以及导师—戴维·格罗斯(2004年诺贝尔物理学奖得主)的强力助攻下,在1976年,顺利获得博士学位,并先后在哈佛大学和普林斯顿大学担任教授。
戴维·格罗斯
自此,威腾开始在物理学界,特别是弦论领域上,杀出了一条血路。
20世纪七十年代,人们已经成功的用量子理论描述了电磁力、弱力和强力,但是在构建引力的量子理论时,遭遇到了重重阻碍:
引力是由广义相对论描述的,一个使人尴尬的事实是,把广义相对论和量子力学融和起来的所有计算,都得到一个相同的答案——无穷大。
1968 年,有物理学家偶然发现欧拉β 函数能描述强力的大量性质。1970 年,物理学家们证明,如果用一维的振动的“弦”来模拟基本粒子,那么它们的强力就能精确地用欧拉函数来描写,弦理论由此诞生。
1984年11月,威腾在普林斯顿大学做了和弦有关的研究报告。
要知道,相比于其他物理学家,威腾在弦理论和量子场论上的研究时间并不长,但就在威腾报告完,关于卡拉比-丘流形紧化的研究结果后,马上在物理界就引起了一场研究热潮,这就是我们所说的“第一次超弦革命”。
六维的卡拉比-丘成桐空间,正是超弦理论所需要的额外维
超弦理论将广义相对论与量子力学和谐地统一起来,用来回答有关自然最基本的物质构成和力的原初问题。
将引力自然引进量子理论是超弦理论最吸引人的特点之一,而无须“重整化”数学技巧无穷大就会消失是另一个吸引人的特点
但这场热议时期只是持续了一段时间。
事实上,超弦理论作为弦论的一种,是物理学家追求 量子场论 和 广义相对论 的统一理论的最自然的结果,简单的说,就是寻找一条统一之路,将所有的物质和相互作用,都包含在一个框架中。就是在理论物理上,但就这个研究方向,连爱因斯坦,花费了近40年研究,都毫无成果。
因此,在1990年之前,弦论的研究还一直处于低谷。
但尽管如此,威腾非但没有放弃对超弦理论的研究,相反,他还在研究弦理论的过程中,将琼斯多项式的有关理论带到了物理学界,将规范场理论中使用的陈省身- 西蒙斯理论(Chern–Simonstheory)与琼斯多项式结合起来,而这个研究成果,对低维拓扑的研究有重大且深远的影响。
而正是这个研究,让威滕获得了数学界最高奖项--菲尔兹奖。这也是是迄今为止唯一一位获得该奖的物理学家。
20世纪最伟大的数学家之一,迈克尔·阿蒂亚(MichaelAtiyah)曾经如此评价威腾:
“虽然他绝对是一位物理学家,但他对数学的驾驭能力,足以与数学家媲美……他一次又一次超越了数学界,以巧妙的物理直觉导出新颖深刻的数学定理……他对现代数学影响巨大……凭着他,物理再次成为数学的丰富灵感和直觉的源头。”
1995 年,威腾在弦理论上的提出了 M 理论,即是说:存在着一个所谓的对偶性的关系网,可以把五种弦理论以及十一维超引力连接在一起。不同的弦理论只不过是同一基本理论的不同表述。
M理论:将五种超弦理论与超引力联系在一起
除了弦,它还包含了高能的“膜”(Brane)。M理论预言了大额外维度的可能,“大”意味着“可能被观测到”。
威腾提出的这个理论,不仅震惊了物理学界,可以说还极大地推动了理论物理近几十年的发展。这让威腾在数学界和物理界中,拥有着不容质疑的学术影响力,被誉为数学物理界的“教皇”。
其实,我们回看威腾几十年的研究生涯,他作为一个物理学,却能够获得菲尔兹奖,也并不是非常奇怪的事情。数学和物理本身就是相互促进,相互影响。从高斯、傅里叶,到现在的杨振宁。你既可以说他是数学家,也可以是物理学家。
最重要的是,这些为人类、社会发展做出重要贡献的科学家们,都具备了强大的理科思维。
理科思维通俗一点说,就是一种善于按步骤解决问题、推演答案的能力。
任正非曾经说过:
“修桥、修路、修房子只要砸钱就行。但芯片砸钱不行,得砸数学家、物理学家、化学家……”
“我们在全世界有26个研发中心,拥有在职的数学家700多人,物理学家800多人,化学家120多人。我们还有一个战略研究院,拿着大量的钱,向全世界著名大学的著名教授‘撒胡椒面’,对这些钱我们没有投资回报的概念。”
“对世界各国的优秀大学生,从大二开始,我们就给他们发offer。这些孩子超级聪明,举一个例子,新西伯利亚大学连续六年拿到世界计算机竞赛冠军、亚军,但是所有冠军、亚军都被Google用五六倍的工资挖走了,从今年开始,我们要开出比Google更高的薪酬挖他们来。
这些数学家、物理学家抢手的背后,是因为他们强大的技术以及理科思维,是现代社会发展不可或缺的资源!
进一步说,不论是当今的高薪热门职位,比如基金证券、互联网、计算机等;
还是未来的新兴职业:人工智能、5G技术、生物科技等都需要理科思维强大的人才。
因此对孩子来说,理科思维一定要越早培养越好!
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这套书,来自全球顶级科普童书出版社:尤斯伯恩出版社。
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而这套书的主要作者,也是世界儿童科普界的重要人物,英国知名儿童科普作家:亚历克斯·弗里斯。
他是尤斯伯恩出版社的专职作者,从2005年开始就一直为孩子们写科普书,至今已出版50多本。更曾两度入围了英国皇家学会青少年图书奖。
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来源:超级数学建模
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