史蒂文温伯格(1933-2021):个人观点

2021-07-25 17:15:46

史蒂文温伯格也许是 20 世纪物理学最后一位真正的杰出人物。 1967年,他写了一篇长达3页的论文,说在他看来,宇宙四种基本力中的两种——即电磁力和弱核力——实际上是相同的力,直到很小的一部分。大爆炸后一秒钟,对称性破坏导致它们解耦。奇怪的是,他已经为强核力开发了这个想法的数学基础,但它在那里不起作用,但它似乎对弱核力和电磁有效。史蒂夫指出,如果这是真的,这将需要一个尚未被发现的新粒子——Z 玻色子——的存在,并且还需要先前提出的希格斯玻色子的存在。到 1979 年,这张照片(特别是 Z 玻色子)已经被发现足够多,以至于史蒂夫与谢尔顿·格拉肖(Sheldon Glashow)——史蒂夫的前高中同学——以及阿卜杜斯·萨拉姆(Abdus Salam)分享了诺贝尔物理学奖,他们两人都分别发展同一拼图的碎片。作为可以说是我们现在所说的基本粒子标准模型的核心设计师,史蒂夫属于极其稀薄的一类,如果他没有获得诺贝尔物理学奖,这将成为诺贝尔奖的污点,而不是在他身上。史蒂夫曾回忆说,理查德·费曼最初对电弱理论嗤之以鼻。然而,一天深夜,史蒂夫被一个电话吵醒。是费曼。 “我现在相信你的理论了,”费曼宣布。 “为什么?”史蒂夫问道。费曼,作为费曼,给出了一些他为自己解决的特殊理由。过去经常发生的是,有人会提出一个关于最基本的自然规律的大胆的新提议……然后实验者实际上会出去确认该提议。除了标准模型之外,在当今大多数物理学家的记忆中,大约还发生过一次这种情况。也就是说,当天文学家在 1998 年发现宇宙的膨胀正在加速时,显然是由于暗能量的表现类似于爱因斯坦很久以前被拒绝的宇宙常数。很少有人预料到会出现这样的结果。不过,有一个突出的例外,一位在 1987 年写道,他认为没有理由为什么宇宙常数不应该取一个仍然小到足以与星系形成等保持一致的非零值。你猜对了,史蒂文温伯格。在他漫长而辉煌的职业生涯中,六年前史蒂夫所做的最不重要的事情之一就是在招募我和我的妻子达娜到奥斯汀大学的过程中发挥核心作用。我第一次见到史蒂夫时,他问我的第一个问题是“我们以前见过面吗?你看起来很面熟。”事实证明,他在 1970 年代遇到了我的父亲史蒂夫·亚伦森,当时我父亲(当时是一名年轻的科学作家)为一篇杂志文章采访了温伯格。我很惊讶温伯格会在几十年后记住这样的事情。作为我和 Dana 招聘之旅的一部分,Steve 非常客气地带我、Dana 和我的父母去奥斯汀共进晚餐。我们谈到了康奈尔大学的特柳赖德之家,史蒂夫在 1950 年代初作为本科生住在那里,近半个世纪后我作为本科生住在那里。史蒂夫说,虽然他喜欢特柳赖德大学的知识分子氛围,但他试图尽可能少地与“自治”方面发生关系,因为他发现让许多人文专业学生震惊的政治争吵是一种浪费时间。我大笑起来,因为……好吧,想象一下你必须和 James Clerk Maxwell 共进晚餐,他公开谈论了他大学时代的一些可笑的特定宠物,这是你大学时代的可笑特定宠物。在 Dana 和我来到 Austin 之后,Steve 很友好地邀请我参加高能理论物理午餐,我每周都在那里与他和他小组的其他成员聊天(或者更好的是,只是听他们说话)。我通常会提前十分钟步行到教师俱乐部。开车来的史蒂夫会独自坐在扶手椅上看报纸,同时等待其他物理学家步行到达。不管德克萨斯州的太阳有多热,史蒂夫总是穿着西装(通常是棕褐色)和领带,手杖放在身边。我,通常穿着破烂的短裤和 T 恤,坐在他旁边的扶手椅上,我们会谈论量子计算和信息的最新发展(史蒂夫,一个永久的学生,会向我提出问题),或者他最近在量子力学非线性修改方面的工作,或者他对剑桥、马萨诸塞州、气候变化或奥斯汀的反以色列抗议或其他任何事情的记忆。

在他生命的暮色中遇到这样一个伟大的人,有点忧郁。就像 80 多岁的史蒂夫·温伯格 (Steve Weinberg) 比你在鼎盛时期见过的几乎任何人都更有说服力、口齿伶俐,而且能迅速理解别人对他说的话。但是,在短暂的交谈之后,他不得不离开去小睡一下。史蒂夫对他的年龄和即将到来的死亡和其他一切事物一样清醒和直接。 “斯科特!”他有一次跟我打招呼。 “我刚刚看到你们关于量子霸权的物理讨论会的公告。我希望下个月我还活着参加它!” (碰巧,讨论会是在 2016 年 11 月 9 日,那一天我们得知特朗普将成为总统。我提出推迟谈话,因为没有人能在这一天专注于物理学。而几位物理学家同意这是正确的电话,史蒂夫说服我继续下面的信息:“我同情,但我确实想听到你的声音......只是耕耘有一些美德。”)我有时也觉得,就像我与史蒂夫交谈时跨越了一个文化鸿沟,这个鸿沟甚至比我们隔了半个世纪还要大。史蒂夫最喜欢用他蓬勃发展的纽约口音男中音详细地谈论歌剧、古典音乐或 18 世纪历史的晦涩角落。相比之下,很容易让人觉得自己是个十足的庸人……而我做到了。史蒂夫还告诉我,他从不阅读博客或其他社交媒体,因为他无法相信任何书面作品都是“真实的”,除非它已经出版,最好是在纸上发表。我只能羡慕这样的态度。如果您确实尝试通过他从未阅读过的社交媒体进行判断,您可能会得出结论,史蒂夫对物理学的划时代贡献将被更广泛的世界所铭记,而不是因为他的一句病毒式引用:无论有没有宗教好人能行善,坏人能作恶;但好人要作恶——这需要宗教。我可以证明史蒂夫完全信奉他的无神论。四年前,我邀请他(以及许多其他 UT 同事)参加我儿子丹尼尔的英国米拉。史蒂夫说他很乐意下次再来我们家(我很高兴地说他一年后来了),但不会目睹任何身体部位被切割。尽管他对犹太教以及其他所有宗教怀有敌意,但史蒂夫还是以色列国的大力支持者,几乎让我看起来像爱德华·赛义德或诺姆·乔姆斯基。对史蒂夫来说,犹太复国主义并不是因为他有自由、普世主义的启蒙理想,而是因为他们。

无论如何,甚至没有必要怀疑史蒂夫是否有任何临终转变。一想到他就会笑。 2016 年,史蒂夫出版了《解释世界》,这是一部从古希腊到牛顿的人类物理学和天文学进步史(史蒂夫说,当时科学精神达到了今天基本上仍然存在的形式)。它不同于我读过的任何其他科学史书籍。当然,我读过其他关于阿里斯塔克斯和托勒密等的书,但我从来没有读过现代作家把它们当作历史题材,而只是时间上的专业同事。史蒂夫会一次又一次地重做古老的计算,发现历史上没有注意到的小错误;他会评论埃拉托色尼或开普勒如何利用他们可用的数据做得更好;他会根据古人对现代物理学和宇宙学的正确预期来给他们打分。 《解释世界》在专业科学史学家的评论中受到了猛烈抨击。显然,史蒂夫犯了“辉格历史”不可饶恕的罪过:即以今天的标准来评判过去的自然哲学家。史蒂夫坚持天真的、被揭穿、科学的想法,即关于宇宙如何运作,存在诸如“实际正确答案”之类的东西;无论如何,我们今天比古人更接近那些正确的答案;我们可以通过古人与我们现在知道的正确答案的接近程度来判断他们。当我读到那些冷嘲热讽的评论时,我一直在想:那么假设阿基米德、开普勒和其他所有人都从死里复活了。他们更愿意与谁交谈:试图探索他们误解的方方面面的历史学家,就像拥有旧石器时代部落的人类学家一样;或者 Steve Weinberg,谁想让他们尽快跟上进度,以便他们可以继续联合任务?当谈到量子力学的基础时,史蒂夫认为没有现有的解释是令人满意的,尽管多世界解释可能是最糟糕的解释。史蒂夫觉得我们对这种事态的反应应该是更精确地测试量子力学——例如,通过寻找薛定谔方程中的微小非线性,或其他迹象表明 QM 本身只是一些更全面的理论的限制。委婉地说,这并不是高能物理学家普遍持有的观点——但它提供了对史蒂夫思想如何运作的迷人一瞥。从经验上讲,这是在世的最成功的理论物理学家,他对概念混乱的一次又一次回应不是更多地思考基本原理,而是要求更多的数据或进行更详细的计算。他从未,永远不会对正在谈论的任何事情的实际可测试后果或可能改变情况的未来实验放手一搏。众所周知,史蒂夫是地球上曾经存在过的还原论者。他是一个还原论者,不仅仅是在他相信物理基本定律的通常意义上,根据这些定律,连同初始条件,我们宇宙中发生的一切都可以原则上计算(如果不是在实践中),至少在概率上.他是一个更强烈的还原论者,因为他认为探索宇宙基本定律的探索在所有人类努力中占有特殊的地位——许多致力于研究复杂的突发行为的科学没有这个地方,有趣和尽管它们可能很重要。

这在史蒂夫对斯蒂芬沃尔夫拉姆的新科学的批判性评论中清楚地体现出来,史蒂夫(即温伯格)阐明了他的观点,为什么复杂行为的“自由浮动”理论不能取代对复杂行为的简化描述我们实际的宇宙。 (当然,我在评论中也高度批评 ANKOS,但原因与史蒂夫有些不同。)史蒂夫的简化论也在他向国会作证以支持继续资助超导对撞机的证词中得到了明确表达。 (著名的菲尔安德森作证反对 SSC,认为这笔钱最好花在凝聚态物理和其他紧急行为科学上。结果:国会确实取消了 SSC,并将零钱重新分配给其他科学. 但至少史蒂夫活着看到 LHC 戏剧性地证实了希格斯玻色子的存在,就像 SSC 那样。)当然,我的职业生涯致力于理论计算机科学,你可以广泛地称之为“涌现科学”。行为”:它试图找出计算的最终可能性和限制,将基本的物理定律视为给定的。尤其是量子计算,将 1926 年已知的物理理论作为其输入,并研究可以用它做什么。所以你可能会认为我在还原论与整体论的问题上强烈反对温伯格。实际上,我很难确定任何实质性差异。大多数情况下,我看到了机会的不同:史蒂夫看到了一个千载难逢的机会,可以在粒子物理学英雄时代的末期,为探索自然基本定律的千年探索做出贡献,而我们现在称之为标准模型。他足够聪明,抓住了这个机会。我没有看到类似的机会:可能是因为它不再存在;几乎可以肯定,因为即使这样做了,我也不会对它有正确的想法。我找到了一个不同的机会,在物理学和计算机科学的交叉领域工作,在 20 世纪末终于进入高速发展阶段。有趣的是,当我从 CS 方面来到那个十字路口时,很多最初被训练为高能物理学家的人最终也来到了那里——包括史蒂夫温伯格的一位名叫约翰普雷斯基尔的明星博士生。尽管他有还原论,史蒂夫对量子计算充满好奇和热情,就像他对粒子物理学之外的一百个其他主题一样——他甚至在他的量子力学教科书中以一章关于 Shor 的因式分解算法结束。话虽如此,他对 QC 充满热情的一个核心原因是他清楚地看到了对量子力学本身的测试是多么苛刻——正如我之前提到的,史蒂夫对量子力学可能不完全正确的可能性持开放态度。称史蒂夫为“中间偏左”是轻描淡写。他相信对像他这样的富人征收更高的税,以服务于一个强大的社会安全网。当特朗普获胜时,史蒂夫对我说,特朗普所做的大部分令人作呕和令人发指的事情可能会在一代人左右的时间里被逆转——但不会是激进的气候变化否认;这实际上可能在几个世纪的规模上很重要。史蒂夫在奥斯汀发布新闻,因为他公然违反德克萨斯州法律,强迫公立大学允许隐蔽携带进入校园:他说,无论法律如何规定,他的教室都不欢迎枪支。 (路易斯,史蒂夫 67 年的妻子和德克萨斯大学奥斯汀分校法学院的教授,也许还撰写了关于可耻的布什诉戈尔最高法院裁决的权威性学术性删除,该裁决让乔治·W·布什担任总统。)在 1990 年代的“科学战争”中,史蒂夫严厉批评学术左派的后现代主义倾向,并对艾伦索卡尔用他的社会文本骗局所做的事情深表同情。史蒂夫还曾告诉我,当他(像其他 UT 教员一样)被要求写一份关于他将如何推进多元化、公平和包容性的声明时,他只提交了一句话:“我会寻找最好的候选人,不分种族或性别。”我说他可能是唯一可以逃脱惩罚的学者之一。我承认,在过去的五年里,对我来说,认识史蒂夫比从理性的角度应该是更大的心理力量来源。普通读者会知道,我一生中的几个月都在为人们在 Twitter 和 Reddit 上对我说的各种令人讨厌的事情而苦恼——我是一个性别歧视的白人男性混蛋,一个毫无头绪的技术兄弟 STEMlord,一个新自由主义的犹太复国主义者,我忘记还有什么。

但我最近有一个秘密的情感武器,在某种程度上有所帮助:即,史蒂文温伯格在一次脚趾甲修剪中拥有比这些推特攻击者在他们的一生中集体经历的更多的智力。就像,你听说过两个拉比争论塔木德的某个观点的笑话,然后上帝从轰隆隆的雷云中说话,宣布第一个拉比是对的,然后第二个拉比说:“好吧,现在是 2 对 1 ?”因为你预测在粒子加速器中出现的 Z 玻色子和希格斯玻色子并不是上帝从雷雨云中宣布你的思维方式与世界实际是一致的——当然,史蒂夫会畏缩建议——但它是关于这个宇宙中最接近的事物。我的秘密情感武器是,我知道这个经历过这种事情的人,可以说比其他 76 亿活着的人中的任何一个都多,而且那个人不仅没有嘲笑我,而且由于某种奇怪的巧合,他似乎已经达到了与我对超过 95% 的争议性问题的看法大致相同,在这些问题中我们都有强烈的意见。我与史蒂夫温伯格的最后一次谈话是关于笔记本电脑的。 2020 年 3 月新冠疫情开始时,80 多岁的史蒂夫和路易丝自然不想冒险,严格地居家隔离。但是出现了一个问题:史蒂夫无法在他的旧石器时代计算机上安装 Zoom,因此无法参加他自己小组的虚拟会议,也无法与女儿和孙子们进行 Zoom 通话。虽然作为一名理论计算机科学家,我通常不会自愿担任技术支持人员,但我认为在这种情况下例外是完全有必要的。最快的解决方案是为我自己的一台旧笔记本电脑配置 Steve 所需的一切,并将其带到他家。后来,史蒂夫给我发电子邮件说,虽然笔记本电脑运行良好,可以救命,但他终于买了自己的笔记本电脑,所以我应该过来接我的。我为此一拖再拖,但最终决定我应该在今年夏天初离开奥斯汀之前做这件事。所以我给史蒂夫发了电子邮件,告诉他我会来。他回复我告诉他的妻子把笔记本电脑放在门廊上——但邮件只发给我,而不是她。在那一刻,我知道有些事情发生了变化:就在一年前,令人难以置信的是,我 39 岁的时候比史蒂夫 87 岁的时候更加衰老和健忘。当时我不知道的是,史蒂夫在濒临死亡时从医院发送了那封电子邮件。这是我最后一次听到他的消息。除了关于好人、坏人和宗教的名言之外,温伯格的另一句他从未成功过的名言来自《前三分钟》的最后几页,这是他 1970 年代对大爆炸宇宙学的经典普及:在 1993 年的结尾,温伯格用一些几乎同样著名的更有希望的话缓和了这一点:理解宇宙的努力是将人类生活提升到闹剧水平之上并赋予其一些悲剧恩典的极少数事情之一。

我在这里的目的不是要解决生命或宇宙是否有意义的问题。我能说的是,即使在他生命的最后几年,史蒂夫也从未表现出生命毫无意义的样子。他已经拥有任何人可能想要的所有物质享受和学术声誉。他本可以在游泳池里度过一整天,或者听歌剧。相反,他继续出版教科书——2012 年是量子力学教科书,2019 年是天体物理学教科书。他向来访的演讲者提出了有关恒星演化的问题,很有可能是他自己重新计算了结果是在教科书中。如果上帝存在,我无法相信他或她会发现与史蒂夫有关的任何事情都不会比因他的不信而折磨他更有趣。更有可能的是,我认为,上帝现在正在与史蒂夫交谈,就像史蒂夫在《解释世界》中与阿里斯塔克斯交谈的方式一样:“是的,你很接近中微子质量的起源,但这是你遗漏的部分……”同时,当然,史蒂夫正在重做上帝的约......