弦理論之戰(zhàn)的總指揮官

鮑勃·亨德森 田也

看看彼得·沃伊特在哥倫比亞大學課堂上教授量子力學的場景——一邊輕言細語地講課，一邊在黑板上列出方程式。這個場景讓你很難想象，一位哈佛的物理學家會將他與恐怖分子相提并論，并對他恨之入骨。

“我非常擔心，”與沃伊特相處很久的女朋友帕梅拉·克魯茲說，“簡直寢食難安?！?/p>

難道沃伊特是一名罪犯？“連錯誤都算不上”是物理學家沃爾夫?qū)づ堇拿?，沃伊特用它作為自己博客和著作的名稱，來對付弦理論——物理學圣杯最強有力的競爭者。弦理論被很多人看作萬有理論，認為它能夠?qū)⒛壳拔锢韺W家描述宇宙所需的兩種理論結(jié)合起來。

第一種理論是量子場論，涵蓋亞原子領(lǐng)域、基本粒子的行為以及自然界四種基本相互作用中的三種。第二種就是愛因斯坦的廣義相對論，在更廣闊的層次上解釋了第四種相互作用——重力。對物理學家來說，很不幸的是，這兩種理論在邏輯上和數(shù)學上互不相容。弦理論就是通過提出用弦代替基本粒子作為自然界最基本的物質(zhì)的觀點，來調(diào)和這兩種理論之間的矛盾，從而解決問題。

但沃伊特可不買弦理論的賬。

“越來越離譜，越來越荒謬了，”沃伊特記得自己2004年第一次開通博客時這樣描述弦理論，“人們對弦理論大肆宣傳，稱它如何如何了不起……”沃伊特頓了頓，搖著頭輕笑了幾聲，表示他并不相信這回事。2004年時，弦理論已作為熱門課題被物理學界研究了20年之久，但“它其實什么用都沒有”。

他被有些人稱為“無能而貪權(quán)的笨蛋”，是像本·拉登一樣卑劣有罪且令人不齒的“口吃司令”。

無論是以前還是現(xiàn)在，沃伊特對弦理論最大的抱怨就是，它沒法做出可實驗的預(yù)測，因此沒法對它進行檢驗，它甚至“連錯誤都算不上”。而與此形成鮮明對比的是，其他理論，比如廣義相對論，可以讓愛因斯坦做出各種預(yù)測，其中之一就是能夠預(yù)測恒星光線經(jīng)過太陽時的偏折。如果這一效應(yīng)的測量結(jié)果與愛因斯坦的預(yù)測不一致，那么廣義相對論將被拋棄?？勺C偽性是被人們普遍應(yīng)用的確認一個命題是否科學的標準，這一概念由卡爾·波普爾提出。此外，廣義相對論只花費了愛因斯坦10年的時間，而人們對弦理論的討論已經(jīng)有30多年了。

沃伊特的第二個不滿關(guān)乎審美。跟其他很多物理學家一樣，他感覺到了廣義相對論里潛在的微妙的數(shù)學之美。相比之下，弦理論的數(shù)學“混亂透頂”。

因此，他在博客中經(jīng)常譴責弦理論是“失敗的理論”，而對該理論的物理學擁躉，他則用“趨炎附勢”、“狂熱分子”和“傲慢無禮”來形容，并曾公開呼吁美國國家科學基金會之類的機構(gòu)切斷弦理論研究的經(jīng)費。針對他的這些言行，網(wǎng)絡(luò)上的反應(yīng)也很直接，稱他為“無能而貪權(quán)的笨蛋”，像本·拉登一樣卑劣有罪且令人不齒的“口吃司令”。

在他哥倫比亞大學局促的辦公室里，墻上密密麻麻全是書，論文覆蓋了辦公室每一寸裸露的表面。即使場面如此，沃伊特還是從椅子上跳起來，把桌子上的文件撥到地上，然后從書架上抽出《星球大氣與內(nèi)部介紹》的復(fù)印件擺在桌子上。他在書頁間翻閱，找到那些令他投身物理學的方程式?！斑@里面有人們對這個幾乎完全陌生而又神秘的世界的深刻理解，但事實上它們都非常精確，可進行驗證，而且都是真實的?！?/p>

在康涅狄格州達里恩讀高中時，沃伊特常用一個不那么專業(yè)的望遠鏡凝視星空，繼而被上文提到的那本書和一些同類的書籍引進了物理學的殿堂。他回憶說：“我那時真的癡迷于這些星星，想對它們有更多的了解。那些書中有神秘的公式，可以告訴你星球的運行方式?！?/p>

他一直是個優(yōu)等生，父親是一位畢業(yè)于哈佛大學的律師，母親從事抽象畫藝術(shù)。在雙親的鼓勵下，沃伊特在哈佛大學獲得了物理學學士和碩士學位，繼而在普林斯頓大學獲得了博士學位。在紐約州立大學石溪分校做博士后期間，他偏離了傳統(tǒng)物理學的軌跡。

時間轉(zhuǎn)眼就到了1984年，這一年被現(xiàn)在的物理學家稱為“第一次弦革命”：一系列數(shù)學領(lǐng)域的突破使很多物理學家轉(zhuǎn)而相信弦理論，認為該理論具有成為物理學的萬有理論和終極理論的潛力。研究人員開始頻繁向該領(lǐng)域大規(guī)模轉(zhuǎn)移，旨在對弦理論進行完善和充實。

在這一潮流中，從一開始就對弦理論不感冒的沃伊特拒絕隨波逐流，轉(zhuǎn)而從事其他課題的研究。想要在一個競爭已高度白熱化的領(lǐng)域?qū)で笠环莨ぷ?，困難重重。

“沒人愿意雇用你，”他說，“在那個節(jié)骨眼上，大家都在跟風研究弦理論，除此之外，數(shù)學、物理方面根本找不到工作。但是，去研究你根本不相信的理論沒有任何意義。干嗎非得趟這渾水？干點別的不好嗎？”

“弦理論之戰(zhàn)”既是一場激烈的智力競技，又是相互辱罵的運動場，是這兩者的奇怪組合。

從物理學轉(zhuǎn)到數(shù)學，沃伊特從哈佛大學一名不領(lǐng)薪水的教員做起，一路成為塔夫茨大學的微積分講師，直到今天成為哥倫比亞大學數(shù)學系的高級講師，雖然可以長期任職，但畢竟不是終身職位。然而，沃伊特說，他很享受事情最終取得成功的過程和方式。

“我發(fā)現(xiàn)與數(shù)學家共事比與物理學家共事愉快多了，”沃伊特說，“物理學家總表現(xiàn)出一種競爭性?！彼貞浾f，他的許多物理學界的同事都竭力去模仿默里·蓋爾曼和理查德·費曼——兩位高傲的諾貝爾物理學獎得主?！澳切┘一锒己苡腥ぃ疾辉趺从押??！蔽忠撂卣f，“相反，數(shù)學家都更為謙遜，他們都奉行‘知之為知之，不知為不知’的原則?！?/p>

哥倫比亞大學數(shù)學系主任亨利·平克漢姆教授在1989年聘用了沃伊特，說他與那些終身教授的“智力相當”。而且，在研究弦理論的終身教授面前，沃伊特的放肆也給他留下了深刻的印象。沃伊特的著作面世后，他開玩笑地說：“我以為大家會在休息室里打起來?！?/p>

然而，雖然休息室里的人們并沒有打起來，但爭吵確實發(fā)生了。就在2006年沃伊特的著作面世幾個月后，物理學家L.斯莫林發(fā)表了《物理學的困頓》，表達了類似的懷疑。從此，沃伊特和斯莫林成為弦理論領(lǐng)域最著名（或者，對弦理論學家來說，是臭名昭著）的牛虻。

同時，他們還挑起了物理學界的“弦理論之戰(zhàn)”，在雜志、學術(shù)討論會以及網(wǎng)絡(luò)上展開了一場聲勢浩大的“戰(zhàn)爭”。這場戰(zhàn)爭既是激烈的智力競技，也充滿著運動場上的相互辱罵。曾將沃伊特比作本·拉登的那位教授暴躁不已，甚至離開了哈佛，那些原本不怎么活躍的人也被惹惱了。

加州大學圣克魯茲分校的邁克爾·迪恩是一位物理學教授，也是弦理論的主要貢獻者之一，他曾經(jīng)這樣說：“我讀過那兩本書，當時對里面的內(nèi)容感到有些困惑?！?/p>

另一些人就更為漫不經(jīng)心一點。阿布舍克·阿加瓦爾是一位物理學家，曾經(jīng)研究弦理論多年，現(xiàn)在是物理學界重量級期刊《物理評論快報》的編輯。他說：“跟許多人一樣，我就是以看小報的心態(tài)來看待這場爭論的，這就是物理學版的《老大哥》或者《卡戴珊姐妹》。”阿加瓦爾強調(diào)說，該觀點只是他作為物理學家的個人言論，并不代表《物理評論快報》的態(tài)度。

任何人都不能決定物理學家應(yīng)該探索什么、不應(yīng)該探索什么。

當然，最刻薄的攻擊來自在線互動，這點你或許已猜到了。對手們對他寫的內(nèi)容給予了激烈的抨擊，沃伊特說：“他們隨意斷章取義，然后就開始說：‘嗯，現(xiàn)在我可以證明彼特·沃伊特就是個白癡，他根本不明白自己在說什么。’”看到“世界上最聰明的一些人”竟然會如此出言不遜，沃伊特感到驚嘆不已。

戰(zhàn)爭之火也蔓延到了學術(shù)領(lǐng)域。沃伊特有時會在arXiv.org網(wǎng)站粘貼自己的博客鏈接（譯者注：arXiv.org是在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室建立的電子預(yù)印本文獻庫，始建于1991年8月，由美國國家科學基金會和美國能源部資助，目前由美國康奈爾大學管理），但是在“弦理論之戰(zhàn)”期間，他被取消了這種粘貼鏈接的功能，他認為這是“整個事件中最可恥的行徑，是我見過的最可恥的學術(shù)不端行為”。

人們不禁好奇，抬頭不見低頭見的沃伊特和布萊恩·格林在走廊碰面時的場景。布萊恩·格林是哥倫比亞大學的物理學家，也是美國最著名的弦理論物理學家，他的辦公室就在沃伊特的樓上。格林出版的書都很暢銷，而且定期在電視節(jié)目里露面。在這場爭論期間，格林曾在《紐約時報》的專欄撰寫支持弦理論的評論。今天，在沃伊特的網(wǎng)頁上有該文的鏈接，其標注為“帝國反擊戰(zhàn)”。

格林與沃伊特的對立不僅體現(xiàn)在學術(shù)思想方面。塞斯·奧爾森是一名24歲的哥倫比亞大學物理學專業(yè)學生，他曾經(jīng)上過沃伊特的課，認為沃伊特是位了不起的教師，就是有點怪?！暗既R恩·格林就不一樣了，”他說，“跟布萊恩·格林交談時，你會覺得自己好像被引誘了，就像他是刻意為之的，他已將這種人格面貌精心修飾過，毫無痕跡。但與沃伊特在一起時，你覺得自己甚至可以看到他的靈魂。他常常自言自語，嘴里念念有詞?！眾W爾森說，一些人將沃伊特視為“布萊恩·格林的勁敵”。

從某種程度來說，這場爭論已經(jīng)是一塊十足的燙手山芋，關(guān)于弦理論的可檢測性，就連專家都常常意見不一致。紐約大學的弦理論學家馬修·克萊本認為，理論上來說，以足夠高能量（遠超出當前科技水平的能量）運行的粒子加速器可以證明弦到底是真實存在的，還是物理學家的臆想。

“弦具有共振現(xiàn)象，”他說，“就像吉他的弦。因此，一旦觸發(fā)這些共振，就能對它的行為做出相當具體的預(yù)測。那將是可通過測量得到的相當精準和具體的預(yù)測?！?/p>

但是，加州大學圣克魯茲分校的邁克爾·迪恩不這樣認為，他指出：“如果問不同的弦理論學家什么是弦理論，他們會給出不同的答案。”與愛因斯坦的相對論不同，弦理論并不是具體的方程組，而是一個框架，或者說是一組特殊方程式的集合。就其可檢測性來說，迪恩認為，“還不清楚問題到底是什么，總之，我們沒法對此進行明確闡述”。

但對阿加瓦爾來說，弦理論的可檢測性并不是最關(guān)鍵的。他指出，物理學家胡安·馬爾達塞納1997年發(fā)現(xiàn)了弦理論的數(shù)學相關(guān)性，意味著弦理論與量子場論有著深層的數(shù)學聯(lián)系，也因此與已證實的、可檢測的物理學密切相關(guān)。這就是著名的AdS/CFT對應(yīng)，通過它，物理學家可以更深入地了解被廣為接受的物理學。阿加瓦爾認為，沃伊特“沒有對量子場論這個有趣的分支顯示出充分的信任。而我們從弦理論中得知，量子場論還是比較有趣的”。

阿加瓦爾補充說，現(xiàn)在有關(guān)弦理論的大部分研究都是在AdS/CFT的驅(qū)使下進行的，而不是奔著萬有理論的理想去的。而且，AdS/CFT對應(yīng)的發(fā)現(xiàn)也說明，不是什么人都可以嘗試并決定物理學家應(yīng)該探索什么，不應(yīng)該探索什么?！澳銢]法規(guī)劃科學的發(fā)展，總之，就是行不通?！彼f，“試想一下，如果人們在20世紀90年代就切斷弦理論研究的經(jīng)費來源，就不會發(fā)現(xiàn)AdS/CFT對應(yīng)了。通過彼特的博客我能看出來，即使如此強烈地反對弦理論，他也對AdS/CFT及其相關(guān)發(fā)展非?？春?，因為它們與他感興趣的課題有關(guān)?！?/p>

如今，曾經(jīng)的“弦理論之戰(zhàn)”已漸漸冷卻，變成了“弦理論之爭”。沃伊特的博客仍然是物理學家和數(shù)學家時常光顧的地方，而且成為此類辯論的避雷針。2014年12月，arXiv.org網(wǎng)站對沃伊特的禁言行為終于引發(fā)了一場口水大戰(zhàn)，一方是沃伊特，一方是加州大學圣巴巴拉分校的弦理論學家約瑟夫·波爾欽斯基。兩人你一言我一句，誰也不服誰，波爾欽斯基指責沃伊特說話總是“充滿火藥味”，沃伊特則認為對方“庸俗而不專業(yè)”。他們在網(wǎng)頁上的罵戰(zhàn)進行得如火如荼，就連平安夜都不消停。

“弦理論之戰(zhàn)”最終硝煙散盡，哥倫比亞大學的走廊也重歸于寧靜。沃伊特坐在辦公桌前，雙手放在腦后，顯得很輕松。他說自己與同事的關(guān)系，比如說格林，一直都很友善?！安既R恩曾開玩笑說，他應(yīng)該把日漸增長的圖書銷售額勻我一份，因為我無形之中提高了他著作的知名度?！痹谡f這句話時，沃伊特的嘴角閃過一絲壞壞的笑。