从“理想社会”到“终极理论”




南方周末　 　2006-07-06 14:42:11



　　从“理想社会”到“终极理论”
　　———记弦论领军人物之一施特罗明格
　　
　　□张旭　□实习生　袁癑
　　
　　■他少年热血，中断刚刚开始的哈佛学业，为了寻找梦中的理想社会；
　　■他学习中文，几经周折来到中国，加入了“文革”晚期的人民公社；
　　■他最终矢志于物理学，年龄已然偏大，教授们也怀疑他的能力；
　　■他现已成为弦论的领军人物，与霍金、威顿齐名，却罕为中国公众所知。
　　
　　6月19日，北京人民大会堂，弦论2006大会在此开幕。每年，遍布世界各地的弦理论科学家，都会聚集在一起，相互讨论问题，激发灵感，希望超弦理论在不久的将来一统物理学，成为宇宙的终极理论。今年，中国第一次迎来了主办权。
　　开幕式以三场公众演讲为主，因为有2004年诺贝尔奖得主戴维·格罗斯(David　Gross)和著名物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen　Hawking)的报告，所以会场上还出现了很多中小学生。另外一个报告人是谁呢？赶场的记者和听众都开始挠头。
　　这位个头不高的中年演讲者，所讲的题目是“弦论、黑洞和自然界的基本定律”。一张手绘的黑洞时空示意图被投射到大屏幕上，名叫乔治·布什(George　Bush)的小卡通人正悲惨地落入黑洞。他的幽默感染了不少人。这位主讲者是谁呢？
　　他叫施特罗明格(Andrew　Strominger)，哈佛大学理论物理学教授，弦理论领军人物之一，有着传奇般的经历，且与中国结下了不解之缘……
　　
　　辍学种地
　　施特罗明格15岁时就成为了哈佛大学的新生。“那时，我对自己(的未来)有很多的想法，”施特罗明格说，“我一直都对物理感兴趣，但没有想过以物理作为职业。”艺术、数学……他都喜欢，不过他不想沾学术的边。那时候，最令他痴迷的是如何通过实践的方式来解决社会问题。在1970年代的美国，存在很多自发而成的微型公社，形形色色的人抱着对理想社会的梦想，相互结成“公社”。上了一年大学，施特罗明格不顾父母的反对，中断了学业，也加入了一个30人上下的小公社。“在美国，小孩都不太听父母的话，我也不听。”
　　“我们公社的人都有一个梦，一个理想，”他慢慢地回忆在公社度过的三年时光，“就是，种地！……但后来却完全不成功。”“第一，不赚钱，第二，不能合作，大家永远在吵架。所以，三年以后我们的公社失败了。每个方面都失败了。我最不高兴的是，公社的30个人，完全不能合作。”刚到公社的时候，他认为自己有解决社会问题的方法，现在看来当时过于幼稚了。
　　“在美国，我们经常听说中国有很大、很成功的公社，人民公社。所以，我就想来学习。”美国的公社纷纷失败了，但是施特罗明格并不甘心。“那时候在美国，大家真的不知道中国怎样。我现在(还是)觉得很不明白，这么大的一个国家，怎么可能那时候我们一点都不了解呢？”于是，他第二次来到哈佛大学，主要是学习了一年中文。“同时，我(想)找到办法来中国。那个时候，美国人完全不可能来中国。”
　　
　　来中国，当社员
　　很幸运，在哈佛学中文期间，他听说周总理准备通过定居中国的美国人，私下邀请一些美国人去中国参观。他设法联络被邀请的人，要求对方带上他，“最后他们总算带上我了”。那个时候，“中国不让你来，美国不让你去”。他们无法通过海关，只能在香港和内地接近的地方，“非法”徒步越过边境。1975年，几经周折，他终于来到北京。“原本应该是周总理，可我们来的时候他住院了，所以是陈永贵接待的，他是副总理。”
　　他来到中国的一个公社，在那里实践了三个月，“天天种地，可是也天天开会，自我批评。”
　　访问期结束了，他们以同样的方式返回香港。但是，他没有回到美国，“我那个时候觉得，社会方面的问题是最有意思的问题。”他留在香港《大公报》当记者，“我有点喜欢那里了，不想离开。”那时，他的兴趣还是集中在实践上，“我不喜欢学，我要去做！”不过渐渐地，他“觉得有点糊涂了”，“社会的问题很有意思，但我不知道自己怎么去做。”
　　
　　矢志物理
　　这次中国之行，显然促使施特罗明格对自己的人生目标进行了重新审视。“我想做很多事情，但只有物理真正清晰。我能明确地知道自己能做什么，怎样做出成果。做政治或者新闻工作，你总是不得不在最终做出很多妥协，很难知道该怎么做。我不(能)确定如果我做新闻记者，能有什么贡献。我也想过其他事情，但只有物理最清晰，只要不断努力去思考问题。因此，我做了这样的选择。选择理论物理还有一个原因，这世界上有很多不幸，你不想过多理会……”
　　“我不能每一年都换题目。所以那个时候我说，好，我决定要做什么了。”万心归一，他又回到了哈佛。
　　“虽然，我不大会物理，但是我知道我会做，我知道我有这个能力。我那个时候20岁，20岁开始做物理算是非常老的。”施特罗明格培养过来自中国科大少年班的博士生尹西，他以此作了对比：“尹西，他很聪明，21岁就读完了博士。”“20岁，我觉得我要做物理，时间不多了。尹西读出(来)的年纪，我才刚刚开始。”而且，学校的教授都告诉他，现在开始太晚了，你也不够聪明，并且兴趣太多。另外，“我开始学习弦理论和量子引力的时候，大家都告诉我这个题目不好，你不要研究这个问题……但我比较固执。我不听话。”
　　
　　领军人物
　　1982年，施特罗明格顺利地在麻省理工学院拿到了博士学位。他确定了自己的方向———弦理论。
　　不久，他(当时在加利福尼亚大学，圣巴巴拉分校)和威顿等人合作，使用卡拉比－丘(Calabi－Yau)流型，提出消除弦论中多余维度的方法。这种被称作紧致化的方法指出，在真实世界中理论预言但是实际感知不到的其他维度，已经卷缩起来了。不过，与弦论中的其他重要结论处境相似，它们都还暂时无法得到实验的验证。后来，施特罗明格任教于哈佛大学。在1990年代，弦论进入第二次研究高潮。施特罗明格和他人合作，描述了时空自身拓扑结构的相变和弦论中的各种真空态连接。
　　施特罗明格最精彩的工作出现在1996年。富于戏剧性的是，霍金同年早些时候在一次演讲中指出：“弦理论迄今为止的表现相当悲惨：它甚至不能描述太阳结构，更不用说黑洞了。”很快，施特罗明格和瓦法(Vafa)合作，用弦论研究了一种黑洞的特例，令人吃惊的是，通过弦论可以计算出黑洞的熵。计算得到的公式与霍金曾经使用广义相对论和量子场论得到的黑洞熵与面积公式一致。黑洞熵的微观起源得到了解释，并且暗示黑洞内部并不存在其他未知的结构，从而有可能彻底解决“霍金黑洞信息佯谬”。
　　在此之前，超弦理论一直是空中楼阁。物理学其他分支和超弦理论联系松散，关系飘忽不定。这篇论文的出现，令物理学界看到了弦论实在的一面，成为弦理论的一次重要进步。这也是弦论第二次革命的一个高潮，最明显的效果就是他们的论文发表之后，很多美国大学开始信任弦论，并提供相应的研究职位。
　　当我们问及威顿(Witten)对施特罗明格工作的评价，他说：“施特罗明格的工作很有趣。他从弦论的角度研究关于黑洞的所有有趣问题，他是弦论领域中最杰出的人物之一，在寻找研究黑洞的新方法上极富创见。我想他最大的兴趣就是在理解黑洞上。”
　　诺贝尔奖得主格罗斯也称赞道：“他最有名的工作是把弦论应用到计算黑洞熵上，这是弦论的巨大成功之一。”
　　
　　工作与生活
　　谈到研究风格，刚刚从施特罗明格那里“出徒”的尹西很有感触：“他做研究有一个特点，就是想法特别简练，一步到位。很多问题如果给一个学生做的话，即使是一个很好的学生，拿到问题很可能就是一通狂算……但Andy大概根本就不会去算，而是首先想清楚结果可能会是什么。他想东西都是从简单的可能性想起，而不是从复杂里想。……我觉得我研究的风格方面受他影响很大。”
　　在公众眼中，理论物理学家就好似生活在一个奇异的世界中，他们的研究生活大抵和苦行僧没有区别。“我喜欢爬山，我经常爬山的时候思考物理，不带纸和笔，就在脑子里想。”他很高兴谈起自己的爱好，“也喜欢画画……这是一种很好的传达思想的方式。”他在人民大会堂的整个弦论报告，就是由一幅幅自己手绘的彩图组成的。
　　除了爬山思考问题之外，他说：“平时就是坐在那儿想，有些人看到我傻呆呆的样子，会觉得‘这个人脑子是不是有问题啊？’”尹西也提到：“当他思考某一个问题，感觉到很可能会有所突破时，他就会白天黑夜不停地工作，没有休息时间。即使是圣诞节，他也会把我叫到办公室去讨论。但平时，他会去做感兴趣的事情，去游山玩水。”
　　谈到和学生的交流，尹西回忆说：“和大部分的教授相比，他在学生身上花的时间很多，而且他这个人也非常好接近。”经常有学生约施特罗明格去健身房，他还经常在自己家里开Party，邀请学生去。
　　“我有很多朋友，平时我们经常聊天。不一定都是同行，我有各种的朋友。”他的和蔼可亲也体现在采访过程中，费力地搬动笨重的沙发让记者坐；为了照顾实习记者的英文能力，凭借自己的汉语功底用中文回答所有问题，没有一点架子。
　　早年公社失败的经历对他仍有影响。“社会主义”的情结似乎仍然萦绕在他心头，以至在采访之后，他和记者讨论起这个问题来。即使是在人民大会堂的演讲，他也会以搞笑的方式显示自己的政治倾向。对于开篇提及的“黑洞＋布什”漫画，他幽默地解释：“任何东西扔进黑洞里都会消失不见，于是我在作画的时候就想，什么东西对世界是多余的，可以扔到黑洞里不要呢？我觉得布什是可以扔掉不要的，所以就把他画到那里去了。”
　　
　　金玉良言
　　最后的话题不免落到中国学生和理论物理上。
　　施特罗明格直言不讳地说：“中国人有优点，也有缺点。优点是：第一中国人很多，第二聪明，第三努力，第四有很大的决心。可他们最大的缺点是多半不会找自己的路，总想要问年纪比较大的人自己该怎么做。这样的方法在理论物理的研究上肯定会失败，因为为了发展，我们更需要新的想法、观点和方向。”结合自己的物理学经历，他强调“经常有很多学生会问我，‘我应该做什么’，‘我应该怎么做’，我总是回答他们‘你不应该问我，最要紧的是你不要听我的，要自己去思考’”。
　　中国现在有很多学生，对可能的物理学终极理论———弦论有浓厚的兴趣，希望能有机会投身进来，却又不知是否值得一试。对此他提出自己的看法：“这样的问题我遇到过很多次。弦论确实很难，想做弦论的人都不应该犹豫，你只要做就行了。如果一开始就顾虑重重，顾虑就会越来越多，因为以后会越来越难。很多人到我办公室来说：我做弦论很有信心，我肯定能做好，等等。但即便是那样的人，后来都有很多半途而废了。因此，我从来不鼓动人做弦论。”
　　在采访中，施特罗明格感慨地指着北京饭店的地毯说，“31年前，我第一次来到北京，也是住在这家饭店。”光阴荏苒，世事沧桑，一位曾经为着自己的公社理想而来到中国的美国少年，最终却成了破解宇宙奥秘的领军人物之一……
　　(北京大学周小舟对本文亦有贡献)

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超弦我不懂，但理想主义确实是很重要的，如果你承担得起。

梭罗的理想不都成了现实了么？孟子的没有，孟子没有亲身去实践！