这是普林斯顿的一个周五早晨，我收到了我认识的一位资深教授发来的这样一封邮件，我感到惊喜。
主题：一封不好写的邮件…… 亲爱的 Max：
你那些疯子的论文对你没有帮助。首先，你把它们投稿给好期刊，又不走运地发表了，你就剥夺了它们“有趣”的一面…… 我是某顶级期刊的编辑…… 你的论文根本不可能通过。
这也许不算什么大事，但同事们会认为你性格的这一面预示着你未来的发展不妙…… 你必须认识到，如果你不完全将这些活动与你的严肃研究分开，也许彻底消除它们，并将它们 relegated 到酒吧或类似的地方，你可能会发现你的未来岌岌可危。
我曾被泼过冷水，但这却是我意识到自己创下了新的个人记录的时刻之一，一个要努力超越的新高分。当我把这封邮件转发给我父亲时，他极大地启发了我科学上的追求，他引用了但丁的话：Segui il tuo corso et lascia dir le genti! “走你自己的路，别管别人说什么！”
我正是因为着迷于最宏大的问题而爱上了物理学，但似乎很清楚，如果我只听从我的心，那么我的下一份工作将在麦当劳。我制定了一个我称之为“ Jekyll 博士/ Hyde 先生策略”的秘密策略，它利用了一个社会学上的漏洞：你下班后做什么是你自己的事，只要不影响你的本职工作，就不会被追究。
因此，每当权威人士问我做什么的时候，我就会变成受人尊敬的 Jekyll 博士，告诉他们我研究的是宇宙学的主流课题。但秘密地，在没人看着的时候，我会变成邪恶的 Hyde 先生，做我真正想做的事情。
这个狡猾的策略发挥了超乎我想象的作用，我非常感激我能够一边工作一边思考我最感兴趣的事情。但现在，作为麻省理工学院的一名物理学教授，我觉得我对科学界有所亏欠。我负有道德义务，对那些年轻的科学家们，将 Hyde 先生从学术界的“柜子”里解放出来，尽我所能，稍微拓宽一下边界。
那么，是我的哪篇论文触发了上面那封“停止，否则你会毁了你的职业生涯”的邮件呢？它关于我即将讨论的核心思想：我们物理世界是一个巨大的数学对象。
数学，处处皆数学！
生命、宇宙和一切的终极问题的答案是什么？在道格拉斯·亚当斯的科幻讽刺小说《银河系漫游指南》中，答案是 42；事实证明，最困难的部分是找到真正的问题。我觉得亚当斯开关于 42 的玩笑非常贴切，因为数学在我们在宇宙认识的增长中扮演了引人注目的角色。
“一切在某种意义上都是数学的”这一思想至少可以追溯到古希腊的毕达哥拉斯学派，并引发了物理学家和哲学家们几个世纪的讨论。在 17 世纪，伽利略曾有名言说，我们的宇宙是一本“宏伟的书”，用数学语言书写。最近，诺贝尔奖得主尤金·维格纳在 20 世纪 60 年代论证，“数学在自然科学中的不合理有效性”要求一个解释。
很快，我们将探讨一个非常极端的解释。但是，我们首先需要弄清楚我们究竟要解释什么。请暂停阅读片刻，环顾四周。我们一直在说的这些数学在哪里？数学不就是关于数字的吗？你可能到处都能发现一些数字——比如这本杂志的页码——但这些只是人们发明和印刷的符号，所以很难说它们在任何深刻的意义上都反映了我们的宇宙是数学的。
当你环顾四周时，你看到任何几何图案或形状吗？同样，杂志本身的矩形形状等人类设计的样式不算。但试着扔一块石头，看看大自然为它的轨迹创造出的优美形状！
你扔出的任何东西的轨迹都有相同的形状，称为倒抛物线。当我们观察物体在太空中绕轨道运动时，我们会发现另一种重复出现的形状：椭圆。此外，这两种形状是相关的：一个非常细长的椭圆的尖端几乎与抛物线完全相同。所以，实际上，所有这些轨迹都只是椭圆的一部分。
人类逐渐发现了自然界中许多额外的重复出现的形状和模式，这些模式不仅涉及运动和引力，还涉及电、磁、光、热、化学、放射性以及亚原子粒子。这些模式被我们称之为物理定律所概括。就像椭圆的形状一样，所有这些定律都可以用数学方程来描述。
方程并不是自然界内置数学的唯一线索：还有数字。与杂志页码等人类创造物不同，我现在谈论的是构成我们物理现实基本属性的数字。
例如，你能排列多少支笔，使它们彼此之间都相互垂直（成 90 度）？答案是 3 支，将它们放在房间角落发出的三条边上。这个数字 3 是从哪里来的？我们称这个数字为我们空间的维度，但为什么是三个维度而不是四个、两个或 42 个呢？
我们的宇宙在某种程度上是非常数学的，我们越仔细地观察，似乎发现的数学就越多。那么，我们应该如何看待这些物理世界中暗示着数学的线索呢？我的大多数物理学同事认为，这意味着自然界出于某种原因（至少近似地）可以用数学来描述，然后就此打住。但我坚信，这其中还有更多，让我们看看这是否比那位说它会毁了我的职业生涯的教授更能让你理解。
