文小刚是我在科大学物理时的师兄,也是我在普林斯顿时不同系的师兄。当然他比我高好几级,所以我们并不认识。更何况,我在大学时就已经离开了近代物理,人生的道路上一直被什么信息科学啊,人工智能啊,经济学啊,金融工程啊,等等所吸引,“居无定所”。但是文师兄呢,就绝对定力十足,维基是这样介绍他的:
文小刚1977年考入中国科学技术大学物理系;1981年以全国第一名的成绩通过CUSPEA(中美联合培养物理类研究生计划)招生考试,之后到美国普林斯顿大学深造;1987年获得普林斯顿大学博士学位;1991年到美国麻省理工学院任教,先后担任助理教授、副教授、教授。2002年当选美国物理学会会士;2017年获得美国物理学会颁发的巴克利奖,同年入选“2017年度中国留学人员50人榜单”;2018年当选美国国家科学院院士。(最近刚刚获得国际物理中心颁发的狄拉克奖)。文小刚的主要研究方向为:凝聚态物理理论,从事量子霍尔液体、高温超导体、拓扑序/量子序及新的物质态,基本粒子的起源的方面的研究。
但“一朝入物理,一生物理人”,我一直对物理有着极大的兴趣,这主要是由于我对哲学非常感兴趣,而我认为,不懂物理,不懂科学,那根本无法学习哲学。有句话说,“人类一思考,上帝就发笑”,我觉得,主要是说那些不懂物理不懂科学的人。这也不是开玩笑,不懂相对论,不懂量子力学,根本不知道宇宙的运行规律,怎么可能有全面并且合适的哲学观点呢。
因此,我对文师兄的理论自然也是非常关注。当然我根本没有能读懂他理论的专业基础,但是从前的底子还是不错的,看个热闹还是可以的。
我要简单介绍一下师兄哪方面的内容呢,当然是“拓扑序/量子序及新的物质态,基本粒子的起源的方面的研究”,因为这部分对我来说才是最“激动人心”的部分嘛。为什么激动人心?因为是讨论“起源”嘛,粒子的起源,也是宇宙/世界的起源,也可以说是人类的起源,与“我是谁”,“我为什么存在”,“世界是什么?”“世界从哪里来,又到哪里去”这些人类终极问题都有关,所以激动人心。
但是呢,我也不想介绍太多,因为我读了他自己的一篇科普,觉得很通俗易懂,实在不需要我去再写了。
但是为了写写我读他的理论时所产生的哲学想法,还是要简单介绍一下。
首先,说明一下问题的背景:
上个世纪开始的爱因斯坦的(广义)相对论和量子力学是非常伟大非常有用非常让人震撼的理论。前者征服宏观,后者攻陷微观。但两者有矛盾,说明这两个理论要么都错,要么至少一个错。很可能都错。当然,这两个理论,像经典的牛顿力学一样,是很好的近似理论。很长一个时期里,一直到现在,理论物理的一个发展方向就是想找出这两个理论到底在什么地方错了,好得以进一步发展。
人们可能会问,为什么一定要找到它们错在哪,还要继续发展?广义相对论在大尺度上正确,量子力学在微尺度上正确,互不干涉不就好了?我想主要的原因是:
两个或其中一个这样伟大的理论如果有错,那说明人类还没有找到正确的理论。那就说明人类对自然的理解还不完善。这一方面是对人自尊心好奇心的打击,人类是不会善罢甘休的。另一方面,不理解自然就不会全面的利用自然啊。不了解原子物理怎么能造出原子弹?可能今天大家还在比谁造出的大炮火力大呢!不了解广义相对论或者量子力学都不会有今天的各种“技术用途”,包括现在每天说的芯片。很有可能,在我们没有认识到的这些理论“错误”的地方,蕴藏着大自然最美妙的秘密呢!
当然可能还有其它我不知道的原因。但这不是本文的重点。
由于这个问题,物理学家就研究出来所说的超弦理论(STRING),圈理论(LOOP)等等。我对圈理论没怎么了解,就不瞎说了。弦论当然更为有名,它认为物质是由分子组成。分子再到原子,到原子核,到基本粒子,到夸克,然后这些基本粒子又是由一种叫做弦的东西组成。弦坑定不是点了,可以想象成一个小琴弦。不同粒子产生于弦的各种震动方式。
但正如文师兄所说,弦论的基本看法,还是一种老看法,就是物质可以不断的分割,一直到弦。文师兄的理论不同,他并不是说粒子是由更小的弦所组成,而是某种基本单位组成的海洋的表象,更形象的说,是这个大海的“漩涡”。大概不同的粒子就是不同形式的“漩涡”吧。
这个大海的基本单位是什么呢?是比特,是量子比特,是纠缠的量子比特。比特是什么?是一个信息单位,我们的计算机,手机的存储,不是经常说是多少个兆特吗,其实就是010110 这样的信息单位。
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