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下一位爱因斯坦会是冲浪高手吗?

六位特立独行者可能再次彻底改变物理学。

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阿尔伯特·爱因斯坦如此突然、如此出乎意料地登上科学舞台,这让我们不禁想知道他的继任者是否已经埋头在某个实验室或专利局里工作。如果爱因斯坦2.0真的存在,我们又会如何认出他或她呢?

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加拿大安大略省理论物理周界研究所的李·斯莫林提出了一些关键的品质来寻找。当然,对物理学深刻的理解至关重要,但定义下一位爱因斯坦的特质,却不那么科学:大胆。爱因斯坦1905年的论文在抱负和范围上都令人惊叹,它不仅借鉴了当时的哲学和思想问题,还吸取了当时的研究成果。斯莫林说,下一位爱因斯坦将“进入物理学领域,同时解决一些关键的基础性问题,从而推动立即产生实验影响的重大进展”。当然,挑战是存在的。例如,还没有人能够将量子力学与爱因斯坦广义相对论的规则相协调;在更深的层面上,我们甚至仍然不知道物理定律为何会是它们现在的样子。

在斯莫林的帮助下,《发现》杂志搜寻了整个领域,找到了六位顶尖的候选人,他们都展现出了令人着迷的爱因斯坦式火花。斯莫林过于谦逊,不愿提及自己,但他或许可以算作第七位;他与物理学家福蒂尼·马尔科波卢-卡拉马拉(我们的第五位人选)一起研究圈量子引力,这是一种很有前景、出人意料的方法,旨在调和量子世界和相对论世界。

斯莫林说,像爱因斯坦一样,这六位研究人员“一次又一次地用新想法、新方法来激发我们,这些方法可能是正确的。”但正如爱因斯坦警告的那样,“任何聪明的傻瓜都能把事情做得更大更复杂。要朝着相反的方向前进,需要一点天才和大量的勇气。”我们这些旁观者仍在等待,看那天才何时何地再次降临。

1. 加勒特·利西:40岁,没有教职,但在加州大学洛杉矶分校获得博士学位;靠补助金和软件咨询为生。主要工作:最近发表了《一种极其简单的万物理论》,旨在基于一个名为E8的248维图形的几何学来统一物理学。这个图形与已知的力场和粒子有着显著的联系。但利西的方程可能在质量和自旋方面存在问题。爱因斯坦特质:“冲浪高手”利西比曾经的专利职员爱因斯坦更像个局外人。

2. 史蒂芬·霍金:66岁,英国剑桥大学。主要工作:通过研究黑洞边界或事件视界附近的量子效应,证明黑洞并非完全是黑色的,但他的工作尚未引发物理学的根本性革命。爱因斯坦特质:公开关注我们未来的宏大图景;是物理学界的公众形象。

3. 莫德海·米尔格罗姆:61岁,以色列魏茨曼科学研究所。主要工作:他的修正牛顿动力学(MOND)认为,当引力非常微弱时,它不遵循牛顿定律。MOND解释了星系奇特的旋转,而无需假设暗物质的存在。但它没有将引力与量子理论统一起来。爱因斯坦特质:在爱因斯坦曾经的活动场所——普林斯顿高等研究院提出了MOND。

4. 乔瓦尼·阿梅利诺-卡梅利亚:42岁,意大利罗马大学萨皮恩扎分校。主要工作:他的“双重狭义相对论”假设,理论上恒定的光速实际上取决于其波长,并且空间存在一个最小距离。他的理论可能统一物理学并有助于解释宇宙的早期膨胀,但实验证明似乎是一个艰巨的任务。爱因斯坦特质:基于逻辑论证拒绝既定物理学。

5. 福蒂尼·马尔科波卢-卡拉马拉:36岁,加拿大周界理论物理研究所。主要工作:研究圈量子引力,该理论认为抽象的圈构成了物质和空间。该理论从纯数学中推导出了一些真实的物理性质;它量化了空间的本质,并统一了量子和引力领域,但缺乏实验证明。爱因斯坦特质:马尔科波卢-卡拉马拉小时候梦想过除了物理学家之外的几乎任何职业。

6. 爱德华·威滕:56岁,新泽西高等研究院。主要工作:弦理论教父;在创建M理论方面发挥了重要作用,M理论统一了各种弦理论。M理论没有确凿的证据,这引发了它可能只是一个极其困难的数独版本的可能性。爱因斯坦特质:他超凡的智慧让一些人开玩笑说他是外星人,这和对爱因斯坦的指控如出一辙。

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