2,689
次編輯
變更
温伯格
,無編輯摘要
{{Infobox person| 姓名 = ''' 温伯格(Steven Weinberg, '''| 圖像 = [[File:温伯格2.jpg|缩略图]]|center|[https://p1.ssl.qhmsg.com/dr/270_500_/t019d87d7e1ecf051df.jpg?size=100x141 原图链接]]]| 出生日期 = 1933-) 年| 國籍 =美国 | 職業 = 美国科学院院士 、 格拉肖(Sheldom Lee Glaschow, 1932-) 文学 和 萨拉姆(Abdus Salam, 1926-)，因 科学院院士| 知名作品 = 《广义相 对 基本粒子之间的弱作用和电磁作用统一理 论 的贡献 与引力论》 ， 尤其是对弱中性流的预言，共同 《最初三 分 享了1979年度诺贝尔 钟》《终极理论之梦》}} == '''人 物 理学奖。 简介''' ==
史蒂芬温伯格1933年出生，1954年毕业于康奈尔大学，1979年因弱电统一理论与格拉肖和萨拉姆分享当年诺贝尔物理学奖。他是美国科学院院士、文学和科学院院士，英国皇家学会外籍会员，国家天文学会会员，美国哲学和科学史学会会员，美国中世纪学会会员。曾任美国军备控制和裁军机构顾问，美国防御分析研究所顾问等职。他的《广义相对论与引力论》《最初三分钟》《终极理论之梦》等书曾风行世界 。
== '''科学成就''' == 折叠 在自然界中存在四种基本力:引力、电磁力、强力和弱力。多年以来，关于电磁力已有了很成功的理论，人们认为带电粒子之间的相互作用是由于交换光子而产生的。但是按照这种解释，不能正确地理解弱力。因为如果这样，传送弱力的粒子就应质量很大，而不象光子那样静止质量为零。另外，依据这种理论的计算总是包含无法理解的无穷大。1967-68年，温伯格和萨拉姆各自独立地提出了一种电磁作用和弱作用统一的量子场论，从而解决了这些问题。但是，他们的理论有一个不能令人满意的局限性:它只适用于一类基本粒子。1970年，格拉肖将这一概念作了进一步推广，证明了亚核粒子的某种数学性质(他称之为粲)能够使人们将电磁力和弱力之间的这种联系推广到所有的基本粒子。温伯格、萨拉姆和格拉肖的弱电统一理论预言:由于弱力的作用，当电子猛烈撞击原子核后弹回时，检测到的左旋电子和右旋电子的数目将会有明显的差别。这种"宇称破坏"，后来在斯坦福大学的直线加速器实验中心确实被发现了。根据他们的弱电统一理论，除了存在电荷流的弱相互作用外，还应存在中性流的弱相互作用，即在反应过程中入射粒子和出射粒子之间没有电荷交换。例如，p + e+ → p + e+。后来美国费米国家实验室和西欧核子研究中心都在实验中发现了他们预言的中性流。 弱电统一理论现已为许多实验所证实，它使现存的四种基本相互作用实现了部分统一。统一场论是爱因斯坦继创立相对论后毕生追求的目标，尽管弱电统一理论距离爱因斯坦所设想的包括引力场在内的统一场论还很远，但终究使人类在揭示自然奥秘的征途中又前进了一大步。 == '''学术生涯''' ==博士毕业后，温伯格分别到哥伦比亚大学(1957-1959)和加州大学伯克利分校(1959)做博士后，随后成为伯克利的教师(1960-1966)。在此期间他研究过粒子物理中的许多课题，包括量子场论的高能行为，对称性破缺，π介子的散射，红外光子和量子引力。同时他还发展了导出量子场论的方法，这些方法成为后来他的著作《场的量子 理论 》的第一章。并且著手写《引力与宇宙学》。这两本书，特别是后者，是在各自领域最有影响力的教材之一。 1966年，温伯格离开伯克利，接受了哈佛大学提供的讲师职位。1967年他成为MIT的客座教授。正是在MIT的这一年里，温伯格提出了统一电磁作用和弱相互作用 的 贡献 模型 ， 尤 其 中他把弱相互作用的中间玻色子的质量来源归於对称性自发破缺，从而解决了质量项破坏规范对称性的问题。这一模型的重要结论之一是必须存在希格斯粒子。温伯格的模型现在称为电弱统一理论，它与格拉肖在1961年提出的模型具有相同的结构。这两个模型都预言了当时尚未发现的轻子之间的相互作用，现在称为中性流，通过Z0传播。1973年实验上发现了Z0，验证了电弱统一理论。温伯格提出这一理论的文章 是 到2010年为止粒子物理中引用率最高的理论文章。 在这个辉煌的成果之后，温伯格在粒子物理中的许多方向继续研究，包括量子场论，引力，超 对 称，超弦和宇宙学，以及一个称为Technicolor的理论。 1967年之后，基本粒子理论的标准模型在许多人的努力下逐渐发展起来。其中电 弱 统一理论由温伯格，谢尔登·格拉肖和阿卜杜勒·萨拉姆一起完成，它与描述夸克之间强相互作用的理论相容，形成了一个整体的理论。1973年温伯格提出了标准模型的一个不含有希格斯粒子的修改理论。 1973年温伯格成为了哈佛大学的希金斯教授。 1979年温伯格提出了对量子场论重整化的现代观点，认为所有的量子场论都是有效理论，并且改变了对以往理论(包括他自己在1967年文章中提出的理论)的看法，提出合理的量子场论都应该是可重整的。这个观点开辟了一系列有效理论的发展，包括量子引力，低能QCD和重夸克有效场论，它在目前的研究中仍然有相当的吸引力。 1979年，在发现 中性流 -即发现Z玻色子-六年之后，以及在1978年实验验证了由於Z玻色子与电磁作用混合引起的宇称破缺的一年之后，温伯格和格拉肖，萨拉姆一起获得了当年的诺贝尔物理学奖。 1982年温伯格作为一个基金会的科学部主席来到德州大学奥斯汀分校，并且成立了该物理系的理论组。 2008年，温伯格在1976年提出的一种新的强相互作用(被李奥纳特·苏士侃称为Technicolor)再度成为热点，因为LHC计划开始运行，它作为排序问题的一个解决问题有可能被观测到。 温伯格是拥有最高的一些研究效应指标的的顶尖科学家，例如H指数和创造力指数，这充分证实了他的影响力和重要性。 除了他的科学研究，史蒂芬温伯格已经成为突出的科学发言人，在国会出庭作证支持超导对撞机的、写文章为纽约书评、各种讲座，并给予科学史更大的意义。他书上写的公众科学相结合传统上认为历史和科学哲学与和无神论的典型科学普及。温伯格是一个主要参与者，什么是所谓的科学战争，站在保罗 R?格罗斯、诺曼莱维特、阿兰索卡尔、刘易斯沃伯特、理察道金斯，一边争论艰苦的现实主义的科学知识和科学知识，反对建构主义提出了这样的社会科学家斯坦利罗诺威、巴里巴恩斯、大卫布鲁尔、大卫边缘、哈里柯林斯、史蒂夫富勒和布鲁诺拉图尔。温伯格也很出名，他支持以色列。他写了一篇文章，标题为「犹太复国主义及其文化敌手「来解释他在这个问题上的观点。温伯格已经取消了前往英国的大学在英国的抵制，因为针对以色列。他解释:「由於历史的袭击以色列的压迫和侵略性和其他国家在中东和其他地区，抵制以色列表示道义上的盲目，这就是它很难找到任何解释以外反犹太主义。「 他的观点对宗教是在一次讲话中表示，从1999年在华盛顿特区:「不管有没有宗教的，善良的人可以表现很好，不好的人可以做坏事，但对於善良的人做坏事，这需要宗教。「 他还表示:「越了解宇宙，更多的毫无意义。「 他参加一个发言者超越信仰研讨会。 == '''直面挑战''' == 斯蒂芬·温伯格不仅是一位杰出的理论物理学家，还是一位富于挑战精神的作家，其影响超出了自身的专业范围，而为哲学家、社会学家、文化学者及公众所关注。遗憾的是，他在中国的知名度远不如另一位斯蒂芬--斯蒂芬·霍金。 "一分钟"科学史上的"一分钟" "既然宇宙起源于一次大爆炸，那么在大爆炸之前发生了什么呢?"在原本不可思议、莫测高深的宇宙大爆炸理论变得日渐时髦的今天，这个问题也就成了一个为普通人所关心的问题。 任何一门艰深的专业理论在变得无比时髦的同时，必定会受到广泛的误解。热寂说是如此，大爆炸理论也是如此。但碰巧有那么一回，提出这个外行问题的不是别人，而是一位有权有势的人。 在温伯格的文集《科学反击文化敌手》中，就讲述了这样一个略显尴尬的场面:提问者是当时的美国副总统戈尔，回答者是包括温伯格在内的一群顶尖的物理学家。时间是1992年。当时的形势是，他们试图游说戈尔拨钱(83亿美元)建造一个庞然大物--一台超级粒子加速器，仅对撞环部分，直径就达到87.1公里! 本来，以这群精英中的精英的才智，回答它应该是区区小事。 "呵呵，副总统先生，你问得很好!但……这个问题是没有意义的，就像问在绝对零度以下会发生什么一样。" 像这样的回答似乎有点儿粗鲁，或者说不够厚道。其实有时候，在特殊的场合下，对付外行提出的外行问题，这种快刀斩乱麻的方式不失为一种有效的策略:虽然不能解惑，却能使其继续保持某种神秘感乃至敬畏感。 但他们没有采取这个策略，而是用一种更礼貌、更专业的方式去回答这个问题。有趣的是，几年后就连温伯格本人也不记得是如何回答的了。但有一点是肯定的，戈尔先生听了一头雾水。 这或许就是科学史上的"一分钟"啊! 奥地利作家茨威格曾用其生花妙笔描写过历史上的一个重要瞬间--滑铁卢的一分钟。滑铁卢战役打响后，拿破仑手下的一位手握重兵的元帅成了决定整个战役命运的人，但这位元帅只思考了一分钟，就做出了一个决定。 当然，把此一分钟与彼一分钟相比，肯定有诸多的不合适，况且这83亿美元最后还需国会批准。但两者的结局却是相同的:滑铁卢以拿破仑的失败而告终，而这个拟议中的项目以物理学家 的 预 失败而告终。 "那种支持最终变得不冷不热，且这项工程也被国会取消了。"温伯格在一条注释中写道，大概意识到这件事的重要性。 学术反击根据杨振宁的看法，20世纪的物理学有两段好时光，一段是第一个1 / 4世纪，这是物理学的黄金时代，标志是两大革命性的理论--相对论和量子力学的创立;另一段是二战之后的二三十年，大体上相当于第三个1 / 4世纪，这是物理学的白银时代。在理论的革命性方面，白银时代不能与黄金时代相比，但是这个时期，物理学家在核物理、固体物理、基本粒子构造、量子场论等方面取得了一系列的进展。而杨振宁和温伯格都是隶属于白银时代的代表人物。 对于专业人士而言，温伯格是基本粒子和量子场论领域里的大家，在弱力与电磁力的统一方面，他走了一步很关键的妙棋;对于科学爱好者而言，温伯格是一部关于宇宙起源的畅销书《最初三分钟》的作者;而对于很多人文学者而言，温伯格是那位惹是生非并暴得大名的索卡尔的老师。 1996年5月，美国著名的左派杂志《社会文本》发表了索卡尔在1994年11月投寄的一篇文化论文，作为物理学家的索卡尔随即自我揭发，这是一篇胡 言 乱语、用一些时髦的学术词汇(后现代理论)拼凑成的诈文，这一事件在整个西方知识界引起了轩然大波，并由此引发了两个几乎互不相干的领域--科学与人文之间的一场大争论，即所谓的科学战争(science war)。具有讽刺意味的是，当《社会文本》的编辑决定发表索卡尔的诈文时，一个次要的考虑是 ， 他是大名鼎鼎的温伯格的学生。 《科学反击文化敌手》共收有23篇文章，时间跨度15年，最后一篇是发表在1999年《泰晤士报文学增刊》上的书评，算得上是厚积薄发。但比时间跨度更广阔的是领域跨度，温伯格在文中表达了他对哲学、历史、宗教、诗歌、戏剧、未来社会、科学哲学、生物学、物理学史等方面的看法。哈佛大学出版社2001年出版此书时，大概是为了好卖，起了这样一个名称Facing Up? Science and Its Cultural Adversaries(可直译为"直面:科学及其文化敌手们")，这个略具攻击性的书名并不确切，其中只有7篇涉及到所谓的Cultural Adversaries。 毫无疑问，温伯格会坚定地站在索卡尔一边，倒不是因为索卡尔是他的学生，也不仅仅是因为他们都是搞理论物理出身的，而是因为一种更深刻的 共同 经验，亦即最基本的近代自然科学方法的训练和熏陶。甚至在文体上，他们的喜好也是相同的，都热爱那种精确、明晰、朴素的文风--但凡受过自然科学训练的人，这几乎是一种天然倾向。 对索卡尔的支持，温伯格不光是停留在口头上，年过耳顺的他亲自在报刊上撰写评论文章。发表在《纽约书评》上的《索卡尔的恶作剧》便是此类文章之一，这篇总的调子看似温和的文章不但使温伯格立刻进入到论战的最前沿，而且还显示了其性格中严厉的一面，他比索卡尔更进了一步，认为这种思潮不仅危及科学本身的健康发展，甚至还会危及人类的文明(虽然是含蓄地指出这一点)。 在很多场合下，温伯格都显示出了这种严厉性，常常给人以"严厉一击"，而他所谓的"文化敌手们"也不仅仅是那些擅自闯入科学领地并大肆践踏的文人们。 非社会建构即便是在物理学中，温伯格也处于一个相当特殊的位置--基本粒子领域。这个位置不但造就了温伯格的物理思想，对于其一般的科学思想(譬如广义的科学方法)乃至世界观和哲学观的形成，也是有影响的。 温伯格反对科学是一种社会建构，即便部 分 享了1979 地是一种社会建构，也是错误的。这个时候他所代表的是科学界的主流观点。 而当温伯格以逼近不动点现象为例进行说明时，则显示出了物理学领域的经验对他的影响。 "物理学理论就好像是一些吸引我们走向它们的不动点，起点可能由文化决定，过程可能受个人哲学影响，可是不动点仍然在那里。那是任何物理理论都会朝着它们运动的某种东西:一旦我们到达那里，我们就会知道它，然后停下来。"此刻，在逼近的过程中诸如此类的影响已经被清除掉了，"除了像我们所用的数学符号那种不重要的东西外，我们现在所理解的这些物理规律仅仅是对实在的一种描述。" 对于哲学，温伯格表示自己是一位快乐的门外汉，不喜欢阅读自亚里士多德、阿奎那直至现代的大多数哲学著作。实际上，他跟他的同行们一样，骨子里就不相信这种哲学能够提出、当然更谈不上解决任何有意义的问题。他一方面瞧不起这类"醉汉的胡言乱语"(爱因斯坦评黑格尔语)，另一方面却又希望哲学中的杂交水稻--科学哲学能够给科学带来某种实在的帮助。当他以物理学家的谨慎和严厉来检验这些思想时，却发现经常是失望远大于希望。 由于库恩的研究成果及其所发明的术语诸如"范式"、"不可通约"等对后现代主义的滥觞影响甚广("在这方面我的朋友库恩要负责任")，他便对他的科学哲学做了一番研究，得出了一个值得广而告之的结论:只有当科学中的革命达到从前科学(亚里士多德学说)到现代科学在认识自然的某些方面的转变程度，科学革命才似乎符合库恩的描述。牛顿力学的诞生是一个大的范式转变，从那以后，我们对运动的认识就没有符合库恩所描述的转变。 还原论者1974 年 ，乘着基本粒子理论取得阶段性胜利的东风，温伯格在《科学美国人》杂志上意气风发地写道:"人们持久的希望之一就是，找到几条简单而普遍的规律，来解释拥有其全部外在复杂性和多样性的大自然为什么会如此。此时此刻，我们所能得出的最接近大自然的统一观点是按照基本粒子及其相互作用来描述的。" 以我个人的愚见，温伯格的意思大概有两点:第一点是希望找到几条最基本的规律来解释宇宙间的所有现象，即要圆一个"终极理论之梦"(他本人就写过这样一本书);第二点则规定了实现这一"宇宙大梦"的方向，即从更微观而非更宏观的层面上去解决，且宏观层面的事情最终或原则上都可以还原到最微观的层面上。 这一回，轮到温伯格受到严厉一击了。这是物理学家思维方式的一个可怕的例子，恩斯特·迈尔(Ernst Mayr)如此评论道。迈尔是哈佛大学著名的生物学教授，是进化论"综合学说"的创始人之一。尽管温伯格是他的老朋友，但他一点也不客气(呵呵，跟温伯格一样严厉)。 在获悉迈尔的批评后，温伯格在态 度 上似乎有所松动，认为《科学美国人》上的那段话不过是些老生常谈，况且爱因斯坦也曾说过类似的话(这个古老的梦想至少应该追溯到牛顿那里)。他断然拒绝迈尔赠给他的那顶"不折不扣的还原论者"帽子，谦虚地表示自己只是个"折衷的还原论者"。 但从温伯格所做的辩解中("我愿意努力阐述基本粒子物理学何以比其他物理学更基本")，我们仍然可以发现，他其实一点也不"折衷"。 迈尔对当代生物学的各个分支有着深刻的理解，著有《生物学思想发展》一书，大概是最有资格攻击温伯格的少数人之一(在这少数人中，应该包括凝聚态物理学家菲利普·安德森，安德森早在1972年就在《科学》杂志上发表挑战还原论的文章，文章的标题More is different后来成了一句名言，可直译为"多了就是不一样";顺便说一句，安德森也是反对超级粒子加速器项目的主要人物之一)。物理学与生物学，这是20世纪最具活力，同时也是对人类生活的影响最为深远的两大学科，但《终极理论之梦》的作者与《生物学思想发展》的作者并没有形成类似爱因斯坦和波尔那样持久、热烈、面对面的思想交锋和碰撞，应该是科学史上的一大憾事。 史学家英国作家乔伊斯在写作小说《尤利西斯》时，需要借助一个古代范例(荷马的《奥德赛》);温伯格在叙述他一生中最重要的发现时，也需要借助一个范例，他所借助的是爱德华·吉本，在一切说英语的国家中最伟大的历史学家。 1764年10月，27岁的吉本来到罗马游历，虽然胸中怀有某些含糊的想法，却又不知道自己到底要干什么。在到处都是古迹、遗址和传说的罗马城，吉本坠入了一种如痴如醉般的反常情绪中。10月15日傍晚，当他坐在罗马议会大厦遗址上沉思默想，忽然听到赤脚的托钵僧正在朱 诺 贝尔 神庙唱着晚祷，情绪的酝酿到达了顶点，灵感之光就在这时闪现了:在他的内心第一次产生了要为罗马帝国的这座"永恒之都"撰写一部衰亡史的念头。 "那是在马萨诸塞的剑桥大学，当时我正开着那辆红色的卡玛洛，在驶往我在麻省理工学院物理系办公室的途中，我忽然产生了有关这项我最著名的工作的想法。"温伯格模仿起吉本来，但用的不是吉本的文风。对于科学家而言，吉本的那种澎湃汹涌的文体过于华而不实了，既不精确，也不节制。 吉本的灵感更像是一种感召，他所接受的是命运之神的眷顾;而温伯格的灵感则是对问题的思考积累到一定程度，豁然开朗，产生突变的结果。 温伯格最著名的工作，就是在所谓的电弱统一理论方面，该理论把自然界中四种最基本的力的两种--电磁力和弱力统一起来了。在灵感出现的两个星期后，温伯格就完成了他的论文，一篇简短的论文。而对于吉本，从最初的灵感到《罗马帝国衰亡史》的最终完成，需要长达23年的时间。 但这并不意味着科学上的成果要来得容易些。从温伯格1954年去哥本哈根大学读理论 物理 专业的博士，到1967年建立电弱统一理论，其间用了13年的时间;而从理论的发表，到它最终被实验证实--得到了1978年斯坦福大 学 直线加速器中心的一项关键实验的有力支持，又用了11年的时间。 作家温伯格先生有着广博的人文知识，获得过刘易斯·托马斯奖(以《细胞生命的礼赞》的作者命名的这个奖，是专门用来 奖 励科学家中的作家的)，并因此被人称为诗人科学家，但以我个人的眼光，在温伯格身上，艺术更多的是一种修养，而非气质。在比他年岁稍长的费曼身上，这种气质要明显些。不过在这里，我更愿意作一个严厉的比较--把他与谁都知道的爱因斯坦作比较，并让他相形见绌。并不是因为爱因斯坦会拉小提琴，而温伯格不会，我所指的是某种心灵深处的东西，这种东西不仅通过文字，也通过行为反映出来。爱因斯坦本人在为其传记写序时就曾说过这样的话: "为作者所忽视的，也许是我性格中那些非理性的、自相矛盾的、可笑的、近乎疯狂的方面。这些东西似乎是那个无时不在起作用的大自然为了它自己的取乐而隐藏在人的性格中的。" 在温伯格那里，这种"可笑的、近乎疯狂的方面"要少得多。这也可以从一个他与一位诗人的争论中看出来。这位诗人叫安东尼·赫克特，诗写得怎样我不知道，但显然，他拥有一颗像诗人一样的叛逆之心。当温伯格声称自己活得幸福时，诗人则用叫板的口吻提醒道，他希望温伯格这样说是出于口误，因为古希腊的梭伦使他懂得，人应该把生活中的好事归功于运气。 温伯格在一位朋友的帮助下，充当了一回考据家。在希罗多德的著作中，记载了一段梭伦拜访吕底亚末代国王的故事。国王让梭伦列出一个最幸福的人的名单，梭伦说了几个名字，但都是已经死了的普通人。被激怒的国王质问梭伦，为什么他认为这些普通人比身为国王的他更幸福，梭伦回答说:在人死之前生活是如此地难以预料，因此"幸福"一词应该留待身后，通常，活着的人只有幸运可言。 温伯格指出，梭伦慎言"幸福"，是因为古人生活中的风险(尤其是政治家，国王本人的命运即为一例)，而这种风险对于他自己，即便是存在，概率也很小，因此他这样说并无不妥。 在这场遭遇战中，温伯格获胜了。这是科学家的思维对诗人的思维的胜利。尽管战场是历史领域，获胜的依然是作为物理学家的温伯格，而不是作为诗人的温伯格。此时此刻的温伯格，与那个他所喜爱的历史学家吉本，以及那个有着强烈命运感的爱因斯坦相距是何等的遥远啊。== '''自身局限''' ==很多杰出的学者都是严厉、偏激和自私的。温伯格的可贵之处在于他尽管严厉，却不偏激，更不自私。 对于他所不理解的事物，他不是简单地嗤之以鼻，而是抱着尽可能理解的态度。他的确也曾多次闯入到他人的领地，且决不是带着一种轻松的、观赏的心情，但他并没有想到去"殖民"，因此称他为"物理帝国主义者"--一种时髦的后现代称呼--是不确切的。在我看来，这位"白银时代"的英雄既不是诗人科学家，也不是物理帝国主义者，而只是一位拥有广泛兴趣的物理学家，只不过生性好辩，在辩论时态度有点严厉罢了。在某种意义上，我们还应该感谢他的严厉，因为这种严厉对于发掘其自身经验，将思考结果充分地、精确地表达出来，实在是一个必要条件。也正因为如此，温伯格的很多观点才值得别人洗耳恭听。 任何人都有其视野上的局限或盲区，对于才智如温伯格者，也不例外。因此，如果有人碰巧发现温伯格其实并不理解契诃夫的《三姐妹》，同样也是不奇怪的。对于在工作中找到乐趣、在婚姻中找到幸福的温伯格，契诃夫笔下那些高谈阔论、醉生梦死、看破红尘的俄罗斯知识分子过于遥远了，简直像是生活在另一个星球上的人。如果他能够对契诃夫极其微妙、深刻的晚期戏剧表现出足够敏锐的辨析力，一如他在大爆炸宇宙学或者科学哲学那里所表现的那样，那反倒是令人奇怪的事。 的确，在这个世界上，有很多东西是不能单凭心智的力量加以解决的。对温伯格是如此，即便是对伟大的牛顿，也是如此 。