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史蒂文·溫伯格(美國物理學(xué)家,提出基于對(duì)稱性自發(fā)破缺機(jī)制的電弱理論)

史蒂文·溫伯格(Steven Weinberg,1933年5月3日-2021年7月23日),美國物理學(xué)家,因提出基于對(duì)稱性自發(fā)破缺機(jī)制的電弱理論獲得1979年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

史蒂文·溫伯格是美國國家科學(xué)院院士、文學(xué)和科學(xué)院院士,英國皇家學(xué)會(huì)外籍會(huì)員,國家天文學(xué)會(huì)會(huì)員,美國哲學(xué)和科學(xué)史學(xué)會(huì)會(huì)員,美國中世紀(jì)學(xué)會(huì)會(huì)員。曾任美國軍備控制和裁軍機(jī)構(gòu)顧問,美國防御分析研究所顧問等職。他的《廣義相對(duì)論與引力論》《最初三分鐘》《終極理論之夢(mèng)》等書曾風(fēng)行世界 。

2021年7月23日(北京時(shí)間2021年7月24日?),史蒂文·溫伯格去世。?

人物經(jīng)歷

1933年5月3日,史蒂文·溫伯格出生于美國紐約。

1954年畢業(yè)于康奈爾大學(xué),

1957年-1959年博士畢業(yè)后,溫伯格到哥倫比亞大學(xué)做博士后。

1959年在加州大學(xué)伯克利分校做博士后。

1960年-1966年成為伯克利的教師。在此期間他研究過粒子物理中的許多課題,包括量子場(chǎng)論的高能行為,對(duì)稱性破缺,π介子的散射,紅外光子和量子引力。同時(shí)他還發(fā)展了導(dǎo)出量子場(chǎng)論的方法,這些方法成為后來他的著作《場(chǎng)的量子理論》的第一章。并且著手寫《引力與宇宙學(xué)》。這兩本書,特別是后者,是在各自領(lǐng)域最有影響力的教材之一。

1966年,溫伯格離開伯克利,接受了哈佛大學(xué)提供的講師職位。

1967年,他在《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了一篇只有三頁紙的論文,闡述電磁力和弱核力如何作為統(tǒng)一的弱電力,預(yù)測(cè)了當(dāng)時(shí)從未觀察到的基本粒子(W、Z 和希格斯玻色子)的特性,并推測(cè)“弱中性流”決定了基本粒子如何粒子相互作用的理論。后來的實(shí)驗(yàn)包括2012年在瑞士大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī) (LHC) 中發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子,都證實(shí)了他的預(yù)測(cè)。

1967年他成為MIT的客座教授。正是在MIT的這一年里,溫伯格提出了統(tǒng)一電磁作用和弱相互作用的模型,其中他把弱相互作用的中間玻色子的質(zhì)量來源歸於對(duì)稱性自發(fā)破缺,從而解決了質(zhì)量項(xiàng)破壞規(guī)范對(duì)稱性的問題。這一模型的重要結(jié)論之一是必須存在希格斯粒子。溫伯格的模型稱為電弱統(tǒng)一理論,它與格拉肖在1961年提出的模型具有相同的結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)模型都預(yù)言了當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的輕子之間的相互作用,稱為中性流,通過Z0傳播。

1973年實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了Z0,驗(yàn)證了電弱統(tǒng)一理論。溫伯格提出這一理論的文章是到2010年為止粒子物理中引用率最高的理論文章。

在這個(gè)輝煌的成果之后,溫伯格在粒子物理中的許多方向繼續(xù)研究,包括量子場(chǎng)論,引力,超對(duì)稱,超弦和宇宙學(xué),以及一個(gè)稱為Technicolor的理論。

1967年之后,基本粒子理論的標(biāo)準(zhǔn)模型在許多人的努力下逐漸發(fā)展起來。其中電弱統(tǒng)一理論由溫伯格,謝爾登·格拉肖和阿卜杜勒·薩拉姆一起完成,它與描述夸克之間強(qiáng)相互作用的理論相容,形成了一個(gè)整體的理論。

1973年溫伯格提出了標(biāo)準(zhǔn)模型的一個(gè)不含有希格斯粒子的修改理論。

1973年溫伯格成為了哈佛大學(xué)的希金斯教授。

1979年溫伯格提出了對(duì)量子場(chǎng)論重整化的現(xiàn)代觀點(diǎn),認(rèn)為所有的量子場(chǎng)論都是有效理論,并且改變了對(duì)以往理論(包括他自己在1967年文章中提出的理論)的看法,提出合理的量子場(chǎng)論都應(yīng)該是可重整的。這個(gè)觀點(diǎn)開辟了一系列有效理論的發(fā)展,包括量子引力,低能QCD和重夸克有效場(chǎng)論,它在研究中仍然有相當(dāng)?shù)奈Α?/p>

1979年,在發(fā)現(xiàn)中性流-即發(fā)現(xiàn)Z玻色子-六年之后,以及在1978年實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了由於Z玻色子與電磁作用混合引起的宇稱破缺的一年之后,溫伯格和格拉肖,薩拉姆一起獲得了當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

1982年溫伯格作為一個(gè)基金會(huì)的科學(xué)部主席來到德州大學(xué)奧斯汀分校,并且成立了該物理系的理論組。

2008年,溫伯格在1976年提出的一種新的強(qiáng)相互作用(被李?yuàn)W納特·蘇士侃稱為Technicolor)再度成為熱點(diǎn),因?yàn)長HC計(jì)劃開始運(yùn)行,它作為排序問題的一個(gè)解決問題有可能被觀測(cè)到。

溫伯格是擁有最高的一些研究效應(yīng)指標(biāo)的的頂尖科學(xué)家,例如H指數(shù)和創(chuàng)造力指數(shù),這充分證實(shí)了他的影響力和重要性。

除了他的科學(xué)研究,史蒂文·溫伯格已經(jīng)成為突出的科學(xué)發(fā)言人,在國會(huì)出庭作證支持超導(dǎo)對(duì)撞機(jī)的、寫文章為紐約書評(píng)、各種講座,并給予科學(xué)史更大的意義。他書上寫的公眾科學(xué)相結(jié)合傳統(tǒng)上認(rèn)為歷史和科學(xué)哲學(xué)與和無神論的典型科學(xué)普及。溫伯格是一個(gè)主要參與者,什么是所謂的科學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng),站在保羅·R·格羅斯、諾曼萊維特、阿蘭索卡爾、劉易斯沃伯特、理察道金斯,一邊爭(zhēng)論艱苦的現(xiàn)實(shí)主義的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)知識(shí),反對(duì)建構(gòu)主義提出了這樣的社會(huì)科學(xué)家斯坦利羅諾威、巴里巴恩斯、大衛(wèi)布魯爾、大衛(wèi)邊緣、哈里柯林斯、史蒂夫富勒和布魯諾拉圖爾。溫伯格支持以色列也很出名。他寫了一篇文章,標(biāo)題為《猶太復(fù)國主義及其文化敵手》來解釋他在這個(gè)問題上的觀點(diǎn)。溫伯格已經(jīng)取消了前往英國的大學(xué),因?yàn)橛槍?duì)以色列。他解釋:“由于歷史的襲擊以色列的壓迫和侵略性和其他國家在中東和其他地區(qū),抵制以色列表示道義上的盲目,這就是它很難找到任何解釋以外反猶太主義?!彼挠^點(diǎn)對(duì)宗教是在一次講話中表示,從1999年在華盛頓特區(qū):“不管有沒有宗教的,善良的人可以表現(xiàn)很好,不好的人可以做壞事,但對(duì)於善良的人做壞事,這需要宗教。”他還表示:“越了解宇宙,更多的毫無意義。”他參加一個(gè)發(fā)言者超越信仰研討會(huì)。

科學(xué)成就

在自然界中存在四種基本力:引力、電磁力、強(qiáng)力和弱力。多年以來,關(guān)于電磁力已有了很成功的理論,人們認(rèn)為帶電粒子之間的相互作用是由于交換光子而產(chǎn)生的。但是按照這種解釋,不能正確地理解弱力。因?yàn)槿绻@樣,傳送弱力的粒子就應(yīng)質(zhì)量很大,而不象光子那樣靜止質(zhì)量為零。另外,依據(jù)這種理論的計(jì)算總是包含無法理解的無窮大。1967-68年,溫伯格和薩拉姆各自獨(dú)立地提出了一種電磁作用和弱作用統(tǒng)一的量子場(chǎng)論,從而解決了這些問題。但是,他們的理論有一個(gè)不能令人滿意的局限性:它只適用于一類基本粒子。1970年,格拉肖將這一概念作了進(jìn)一步推廣,證明了亞核粒子的某種數(shù)學(xué)性質(zhì)(他稱之為粲)能夠使人們將電磁力和弱力之間的這種聯(lián)系推廣到所有的基本粒子。溫伯格、薩拉姆和格拉肖的弱電統(tǒng)一理論預(yù)言:由于弱力的作用,當(dāng)電子猛烈撞擊原子核后彈回時(shí),檢測(cè)到的左旋電子和右旋電子的數(shù)目將會(huì)有明顯的差別。這種“宇稱破壞”,后來在斯坦福大學(xué)的直線加速器實(shí)驗(yàn)中心確實(shí)被發(fā)現(xiàn)了。根據(jù)他們的弱電統(tǒng)一理論,除了存在電荷流的弱相互作用外,還應(yīng)存在中性流的弱相互作用,即在反應(yīng)過程中入射粒子和出射粒子之間沒有電荷交換。例如,p + e+ → p + e+。后來美國費(fèi)米國家實(shí)驗(yàn)室和西歐核子研究中心都在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了他們預(yù)言的中性流。

弱電統(tǒng)一理論現(xiàn)已為許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí),它使現(xiàn)存的四種基本相互作用實(shí)現(xiàn)了部分統(tǒng)一。統(tǒng)一場(chǎng)論是愛因斯坦繼創(chuàng)立相對(duì)論后畢生追求的目標(biāo),盡管弱電統(tǒng)一理論距離愛因斯坦所設(shè)想的包括引力場(chǎng)在內(nèi)的統(tǒng)一場(chǎng)論還很遠(yuǎn),但終究使人類在揭示自然奧秘的征途中又前進(jìn)了一大步。

溫伯格(Steven Weinberg)、格拉肖(Sheldom Lee Glaschow)和薩拉姆(Abdus Salam,),因?qū)玖W又g的弱作用和電磁作用統(tǒng)一理論的貢獻(xiàn),尤其是對(duì)弱中性流的預(yù)言,共同分享了1979年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

史蒂文·溫伯格于2020年獲得基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)。

代表作品

《解釋世界》、《終極理論之夢(mèng)》、《最初三分鐘》和《仰望蒼穹》等。

直面挑戰(zhàn)

史蒂文·溫伯格不僅是一位杰出的理論物理學(xué)家,還是一位富于挑戰(zhàn)精神的作家,其影響超出了自身的專業(yè)范圍,而為哲學(xué)家、社會(huì)學(xué)家、文化學(xué)者及公眾所關(guān)注。遺憾的是,他在中國的知名度遠(yuǎn)不如另一位斯蒂芬——斯蒂芬·霍金。

科學(xué)史上的“一分鐘”

“既然宇宙起源于一次大爆炸,那么在大爆炸之前發(fā)生了什么呢?”在原本不可思議、莫測(cè)高深的宇宙大爆炸理論變得日漸時(shí)髦的今天,這個(gè)問題也就成了一個(gè)為普通人所關(guān)心的問題。

任何一門艱深的專業(yè)理論在變得無比時(shí)髦的同時(shí),必定會(huì)受到廣泛的誤解。熱寂說是如此,大爆炸理論也是如此。但碰巧有那么一回,提出這個(gè)外行問題的不是別人,而是一位有權(quán)有勢(shì)的人。

在溫伯格的文集《科學(xué)反擊文化敵手》中,就講述了這樣一個(gè)略顯尷尬的場(chǎng)面:提問者是當(dāng)時(shí)的美國副總統(tǒng)戈?duì)?,回答者是包括溫伯格在?nèi)的一群頂尖的物理學(xué)家。時(shí)間是1992年。當(dāng)時(shí)的形勢(shì)是,他們?cè)噲D游說戈?duì)枔苠X(83億美元)建造一個(gè)龐然大物——一臺(tái)超級(jí)粒子加速器,僅對(duì)撞環(huán)部分,直徑就達(dá)到87.1公里。

本來,以這群精英中的精英的才智,回答它應(yīng)該是區(qū)區(qū)小事。

“呵呵,副總統(tǒng)先生,你問得很好!但……這個(gè)問題是沒有意義的,就像問在絕對(duì)零度以下會(huì)發(fā)生什么一樣。”

像這樣的回答似乎有點(diǎn)兒粗魯,或者說不夠厚道。其實(shí)有時(shí)候,在特殊的場(chǎng)合下,對(duì)付外行提出的外行問題,這種快刀斬亂麻的方式不失為一種有效的策略:雖然不能解惑,卻能使其繼續(xù)保持某種神秘感乃至敬畏感。

但他們沒有采取這個(gè)策略,而是用一種更禮貌、更專業(yè)的方式去回答這個(gè)問題。有趣的是,幾年后就連溫伯格本人也不記得是如何回答的了。但有一點(diǎn)是肯定的,戈?duì)栂壬犃艘活^霧水。

這或許就是科學(xué)史上的“一分鐘”啊!

奧地利作家茨威格曾用其生花妙筆描寫過歷史上的一個(gè)重要瞬間——滑鐵盧的一分鐘。滑鐵盧戰(zhàn)役打響后,拿破侖手下的一位手握重兵的元帥成了決定整個(gè)戰(zhàn)役命運(yùn)的人,但這位元帥只思考了一分鐘,就做出了一個(gè)決定。

當(dāng)然,把此一分鐘與彼一分鐘相比,肯定有諸多的不合適,況且這83億美元最后還需國會(huì)批準(zhǔn)。但兩者的結(jié)局卻是相同的:滑鐵盧以拿破侖的失敗而告終,而這個(gè)擬議中的項(xiàng)目以物理學(xué)家的失敗而告終。

“那種支持最終變得不冷不熱,且這項(xiàng)工程也被國會(huì)取消了?!睖夭裨谝粭l注釋中寫道,大概意識(shí)到這件事的重要性。

反擊“文化敵手”

根據(jù)楊振寧的看法,20世紀(jì)的物理學(xué)有兩段好時(shí)光,一段是第一個(gè)1 / 4世紀(jì),這是物理學(xué)的黃金時(shí)代,標(biāo)志是兩大革命性的理論——相對(duì)論和量子力學(xué)的創(chuàng)立;另一段是二戰(zhàn)之后的二三十年,大體上相當(dāng)于第三個(gè)1 / 4世紀(jì),這是物理學(xué)的白銀時(shí)代。在理論的革命性方面,白銀時(shí)代不能與黃金時(shí)代相比,但是這個(gè)時(shí)期,物理學(xué)家在核物理、固體物理、基本粒子構(gòu)造、量子場(chǎng)論等方面取得了一系列的進(jìn)展。而楊振寧和溫伯格都是隸屬于白銀時(shí)代的代表人物。

對(duì)于專業(yè)人士而言,溫伯格是基本粒子和量子場(chǎng)論領(lǐng)域里的大家,在弱力與電磁力的統(tǒng)一方面,他走了一步很關(guān)鍵的妙棋;對(duì)于科學(xué)愛好者而言,溫伯格是一部關(guān)于宇宙起源的暢銷書《最初三分鐘》的作者;而對(duì)于很多人文學(xué)者而言,溫伯格是那位惹是生非并暴得大名的索卡爾的老師。

1996年5月,美國著名的左派雜志《社會(huì)文本》發(fā)表了索卡爾在1994年11月投寄的一篇文化論文,作為物理學(xué)家的索卡爾隨即自我揭發(fā),這是一篇胡言亂語、用一些時(shí)髦的學(xué)術(shù)詞匯(后現(xiàn)代理論)拼湊成的詐文,這一事件在整個(gè)西方知識(shí)界引起了軒然大波,并由此引發(fā)了兩個(gè)幾乎互不相干的領(lǐng)域——科學(xué)與人文之間的一場(chǎng)大爭(zhēng)論,即所謂的科學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)(science war)。具有諷刺意味的是,當(dāng)《社會(huì)文本》的編輯決定發(fā)表索卡爾的詐文時(shí),一個(gè)次要的考慮是,他是大名鼎鼎的溫伯格的學(xué)生。

《科學(xué)反擊文化敵手》共收有23篇文章,時(shí)間跨度15年,最后一篇是發(fā)表在1999年《泰晤士報(bào)文學(xué)增刊》上的書評(píng),算得上是厚積薄發(fā)。但比時(shí)間跨度更廣闊的是領(lǐng)域跨度,溫伯格在文中表達(dá)了他對(duì)哲學(xué)、歷史、宗教、詩歌、戲劇、未來社會(huì)、科學(xué)哲學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)史等方面的看法。哈佛大學(xué)出版社2001年出版此書時(shí),大概是為了好賣,起了這樣一個(gè)名稱Facing Up? Science and Its Cultural Adversaries(可直譯為“直面:科學(xué)及其文化敵手們”),這個(gè)略具攻擊性的書名并不確切,其中只有7篇涉及到所謂的Cultural Adversaries。

毫無疑問,溫伯格會(huì)堅(jiān)定地站在索卡爾一邊,倒不是因?yàn)樗骺柺撬膶W(xué)生,也不僅僅是因?yàn)樗麄兌际歉憷碚撐锢沓錾淼?,而是因?yàn)橐环N更深刻的共同經(jīng)驗(yàn),亦即最基本的近代自然科學(xué)方法的訓(xùn)練和熏陶。甚至在文體上,他們的喜好也是相同的,都熱愛那種精確、明晰、樸素的文風(fēng)——但凡受過自然科學(xué)訓(xùn)練的人,這幾乎是一種天然傾向。

對(duì)索卡爾的支持,溫伯格不光是停留在口頭上,年過耳順的他親自在報(bào)刊上撰寫評(píng)論文章。發(fā)表在《紐約書評(píng)》上的《索卡爾的惡作劇》便是此類文章之一,這篇總的調(diào)子看似溫和的文章不但使溫伯格立刻進(jìn)入到論戰(zhàn)的最前沿,而且還顯示了其性格中嚴(yán)厲的一面,他比索卡爾更進(jìn)了一步,認(rèn)為這種思潮不僅危及科學(xué)本身的健康發(fā)展,甚至還會(huì)危及人類的文明(雖然是含蓄地指出這一點(diǎn))。

在很多場(chǎng)合下,溫伯格都顯示出了這種嚴(yán)厲性,常常給人以“嚴(yán)厲一擊”,而他所謂的“文化敵手們”也不僅僅是那些擅自闖入科學(xué)領(lǐng)地并大肆踐踏的文人們。

不是一種社會(huì)建構(gòu)

即便是在物理學(xué)中,溫伯格也處于一個(gè)相當(dāng)特殊的位置——基本粒子領(lǐng)域。這個(gè)位置不但造就了溫伯格的物理思想,對(duì)于其一般的科學(xué)思想(譬如廣義的科學(xué)方法)乃至世界觀和哲學(xué)觀的形成,也是有影響的。

溫伯格反對(duì)科學(xué)是一種社會(huì)建構(gòu),即便部分地是一種社會(huì)建構(gòu),也是錯(cuò)誤的。這個(gè)時(shí)候他所代表的是科學(xué)界的主流觀點(diǎn)。

而當(dāng)溫伯格以逼近不動(dòng)點(diǎn)現(xiàn)象為例進(jìn)行說明時(shí),則顯示出了物理學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)對(duì)他的影響。

“物理學(xué)理論就好像是一些吸引我們走向它們的不動(dòng)點(diǎn),起點(diǎn)可能由文化決定,過程可能受個(gè)人哲學(xué)影響,可是不動(dòng)點(diǎn)仍然在那里。那是任何物理理論都會(huì)朝著它們運(yùn)動(dòng)的某種東西:一旦我們到達(dá)那里,我們就會(huì)知道它,然后停下來?!贝丝?,在逼近的過程中諸如此類的影響已經(jīng)被清除掉了,“除了像我們所用的數(shù)學(xué)符號(hào)那種不重要的東西外,我們現(xiàn)在所理解的這些物理規(guī)律僅僅是對(duì)實(shí)在的一種描述?!?/p>

對(duì)于哲學(xué),溫伯格表示自己是一位快樂的門外漢,不喜歡閱讀自亞里士多德、阿奎那直至現(xiàn)代的大多數(shù)哲學(xué)著作。實(shí)際上,他跟他的同行們一樣,骨子里就不相信這種哲學(xué)能夠提出、當(dāng)然更談不上解決任何有意義的問題。他一方面瞧不起這類“醉漢的胡言亂語”(愛因斯坦評(píng)黑格爾語),另一方面卻又希望哲學(xué)中的雜交水稻——科學(xué)哲學(xué)能夠給科學(xué)帶來某種實(shí)在的幫助。當(dāng)他以物理學(xué)家的謹(jǐn)慎和嚴(yán)厲來檢驗(yàn)這些思想時(shí),卻發(fā)現(xiàn)經(jīng)常是失望遠(yuǎn)大于希望。

由于庫恩的研究成果及其所發(fā)明的術(shù)語諸如“范式”、“不可通約”等對(duì)后現(xiàn)代主義的濫觴影響甚廣(“在這方面我的朋友庫恩要負(fù)責(zé)任”),他便對(duì)他的科學(xué)哲學(xué)做了一番研究,得出了一個(gè)值得廣而告之的結(jié)論:只有當(dāng)科學(xué)中的革命達(dá)到從前科學(xué)(亞里士多德學(xué)說)到現(xiàn)代科學(xué)在認(rèn)識(shí)自然的某些方面的轉(zhuǎn)變程度,科學(xué)革命才似乎符合庫恩的描述。牛頓力學(xué)的誕生是一個(gè)大的范式轉(zhuǎn)變,從那以后,我們對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)就沒有符合庫恩所描述的轉(zhuǎn)變。

不折不扣的還原論者

1974年,乘著基本粒子理論取得階段性勝利的東風(fēng),溫伯格在《科學(xué)美國人》雜志上意氣風(fēng)發(fā)地寫道:“人們持久的希望之一就是,找到幾條簡單而普遍的規(guī)律,來解釋擁有其全部外在復(fù)雜性和多樣性的大自然為什么會(huì)如此。此時(shí)此刻,我們所能得出的最接近大自然的統(tǒng)一觀點(diǎn)是按照基本粒子及其相互作用來描述的。”

以我個(gè)人的愚見,溫伯格的意思大概有兩點(diǎn):第一點(diǎn)是希望找到幾條最基本的規(guī)律來解釋宇宙間的所有現(xiàn)象,即要圓一個(gè)“終極理論之夢(mèng)”(他本人就寫過這樣一本書);第二點(diǎn)則規(guī)定了實(shí)現(xiàn)這一“宇宙大夢(mèng)”的方向,即從更微觀而非更宏觀的層面上去解決,且宏觀層面的事情最終或原則上都可以還原到最微觀的層面上。

這一回,輪到溫伯格受到嚴(yán)厲一擊了。這是物理學(xué)家思維方式的一個(gè)可怕的例子,恩斯特·邁爾(Ernst Mayr)如此評(píng)論道。邁爾是哈佛大學(xué)著名的生物學(xué)教授,是進(jìn)化論“綜合學(xué)說”的創(chuàng)始人之一。盡管溫伯格是他的老朋友,但他一點(diǎn)也不客氣(呵呵,跟溫伯格一樣嚴(yán)厲)。

在獲悉邁爾的批評(píng)后,溫伯格在態(tài)度上似乎有所松動(dòng),認(rèn)為《科學(xué)美國人》上的那段話不過是些老生常談,況且愛因斯坦也曾說過類似的話(這個(gè)古老的夢(mèng)想至少應(yīng)該追溯到牛頓那里)。他斷然拒絕邁爾贈(zèng)給他的那頂“不折不扣的還原論者”帽子,謙虛地表示自己只是個(gè)“折衷的還原論者”。

但從溫伯格所做的辯解中(“我愿意努力闡述基本粒子物理學(xué)何以比其他物理學(xué)更基本”),我們?nèi)匀豢梢园l(fā)現(xiàn),他其實(shí)一點(diǎn)也不“折衷”。

邁爾對(duì)當(dāng)代生物學(xué)的各個(gè)分支有著深刻的理解,著有《生物學(xué)思想發(fā)展》一書,大概是最有資格攻擊溫伯格的少數(shù)人之一(在這少數(shù)人中,應(yīng)該包括凝聚態(tài)物理學(xué)家菲利普·安德森,安德森早在1972年就在《科學(xué)》雜志上發(fā)表挑戰(zhàn)還原論的文章,文章的標(biāo)題More is different后來成了一句名言,可直譯為“多了就是不一樣”;順便說一句,安德森也是反對(duì)超級(jí)粒子加速器項(xiàng)目的主要人物之一)。物理學(xué)與生物學(xué),這是20世紀(jì)最具活力,同時(shí)也是對(duì)人類生活的影響最為深遠(yuǎn)的兩大學(xué)科,但《終極理論之夢(mèng)》的作者與《生物學(xué)思想發(fā)展》的作者并沒有形成類似愛因斯坦和波爾那樣持久、熱烈、面對(duì)面的思想交鋒和碰撞,應(yīng)該是科學(xué)史上的一大憾事。

紅色的卡瑪洛

英國作家喬伊斯在寫作小說《尤利西斯》時(shí),需要借助一個(gè)古代范例(荷馬的《奧德賽》);溫伯格在敘述他一生中最重要的發(fā)現(xiàn)時(shí),也需要借助一個(gè)范例,他所借助的是愛德華·吉本,在一切說英語的國家中最偉大的歷史學(xué)家。

1764年10月,27歲的吉本來到羅馬游歷,雖然胸中懷有某些含糊的想法,卻又不知道自己到底要干什么。在到處都是古跡、遺址和傳說的羅馬城,吉本墜入了一種如癡如醉般的反常情緒中。10月15日傍晚,當(dāng)他坐在羅馬議會(huì)大廈遺址上沉思默想,忽然聽到赤腳的托缽僧正在朱諾神廟唱著晚禱,情緒的醞釀到達(dá)了頂點(diǎn),靈感之光就在這時(shí)閃現(xiàn)了:在他的內(nèi)心第一次產(chǎn)生了要為羅馬帝國的這座“永恒之都”撰寫一部衰亡史的念頭。

“那是在馬薩諸塞的劍橋大學(xué),當(dāng)時(shí)我正開著那輛紅色的卡瑪洛,在駛往我在麻省理工學(xué)院物理系辦公室的途中,我忽然產(chǎn)生了有關(guān)這項(xiàng)我最著名的工作的想法?!睖夭衲7缕鸺緛?,但用的不是吉本的文風(fēng)。對(duì)于科學(xué)家而言,吉本的那種澎湃洶涌的文體過于華而不實(shí)了,既不精確,也不節(jié)制。

吉本的靈感更像是一種感召,他所接受的是命運(yùn)之神的眷顧;而溫伯格的靈感則是對(duì)問題的思考積累到一定程度,豁然開朗,產(chǎn)生突變的結(jié)果。

溫伯格最著名的工作,就是在所謂的電弱統(tǒng)一理論方面,該理論把自然界中四種最基本的力的兩種——電磁力和弱力統(tǒng)一起來了。在靈感出現(xiàn)的兩個(gè)星期后,溫伯格就完成了他的論文,一篇簡短的論文。而對(duì)于吉本,從最初的靈感到《羅馬帝國衰亡史》的最終完成,需要長達(dá)23年的時(shí)間。

但這并不意味著科學(xué)上的成果要來得容易些。從溫伯格1954年去哥本哈根大學(xué)讀理論物理專業(yè)的博士,到1967年建立電弱統(tǒng)一理論,其間用了13年的時(shí)間;而從理論的發(fā)表,到它最終被實(shí)驗(yàn)證實(shí)——得到了1978年斯坦福大學(xué)直線加速器中心的一項(xiàng)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)的有力支持,又用了11年的時(shí)間。

科學(xué)家中的作家

溫伯格先生有著廣博的人文知識(shí),獲得過劉易斯·托馬斯獎(jiǎng)(以《細(xì)胞生命的禮贊》的作者命名的這個(gè)獎(jiǎng),是專門用來獎(jiǎng)勵(lì)科學(xué)家中的作家的),并因此被人稱為詩人科學(xué)家,但以我個(gè)人的眼光,在溫伯格身上,藝術(shù)更多的是一種修養(yǎng),而非氣質(zhì)。在比他年歲稍長的費(fèi)曼身上,這種氣質(zhì)要明顯些。不過在這里,我更愿意作一個(gè)嚴(yán)厲的比較——把他與誰都知道的愛因斯坦作比較,并讓他相形見絀。并不是因?yàn)閻垡蛩固箷?huì)拉小提琴,而溫伯格不會(huì),我所指的是某種心靈深處的東西,這種東西不僅通過文字,也通過行為反映出來。愛因斯坦本人在為其傳記寫序時(shí)就曾說過這樣的話:

“為作者所忽視的,也許是我性格中那些非理性的、自相矛盾的、可笑的、近乎瘋狂的方面。這些東西似乎是那個(gè)無時(shí)不在起作用的大自然為了它自己的取樂而隱藏在人的性格中的?!?/p>

在溫伯格那里,這種“可笑的、近乎瘋狂的方面”要少得多。這也可以從一個(gè)他與一位詩人的爭(zhēng)論中看出來。這位詩人叫安東尼·赫克特,詩寫得怎樣我不知道,但顯然,他擁有一顆像詩人一樣的叛逆之心。當(dāng)溫伯格聲稱自己活得幸福時(shí),詩人則用叫板的口吻提醒道,他希望溫伯格這樣說是出于口誤,因?yàn)楣畔ED的梭倫使他懂得,人應(yīng)該把生活中的好事歸功于運(yùn)氣。

溫伯格在一位朋友的幫助下,充當(dāng)了一回考據(jù)家。在希羅多德的著作中,記載了一段梭倫拜訪呂底亞末代國王的故事。國王讓梭倫列出一個(gè)最幸福的人的名單,梭倫說了幾個(gè)名字,但都是已經(jīng)死了的普通人。被激怒的國王質(zhì)問梭倫,為什么他認(rèn)為這些普通人比身為國王的他更幸福,梭倫回答說:在人死之前生活是如此地難以預(yù)料,因此“幸?!币辉~應(yīng)該留待身后,通常,活著的人只有幸運(yùn)可言。

溫伯格指出,梭倫慎言“幸?!?,是因?yàn)楣湃松钪械娘L(fēng)險(xiǎn)(尤其是政治家,國王本人的命運(yùn)即為一例),而這種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于他自己,即便是存在,概率也很小,因此他這樣說并無不妥。

在這場(chǎng)遭遇戰(zhàn)中,溫伯格獲勝了。這是科學(xué)家的思維對(duì)詩人的思維的勝利。盡管戰(zhàn)場(chǎng)是歷史領(lǐng)域,獲勝的依然是作為物理學(xué)家的溫伯格,而不是作為詩人的溫伯格。此時(shí)此刻的溫伯格,與那個(gè)他所喜愛的歷史學(xué)家吉本,以及那個(gè)有著強(qiáng)烈命運(yùn)感的愛因斯坦相距是何等的遙遠(yuǎn)啊。

自身局限

很多杰出的學(xué)者都是嚴(yán)厲、偏激和自私的。溫伯格的可貴之處在于他盡管嚴(yán)厲,卻不偏激,更不自私。

對(duì)于他所不理解的事物,他不是簡單地嗤之以鼻,而是抱著盡可能理解的態(tài)度。他的確也曾多次闖入到他人的領(lǐng)地,且決不是帶著一種輕松的、觀賞的心情,但他并沒有想到去“殖民”,因此稱他為“物理帝國主義者”——一種時(shí)髦的后現(xiàn)代稱呼——是不確切的。在我看來,這位“白銀時(shí)代”的英雄既不是詩人科學(xué)家,也不是物理帝國主義者,而只是一位擁有廣泛興趣的物理學(xué)家,只不過生性好辯,在辯論時(shí)態(tài)度有點(diǎn)嚴(yán)厲罷了。在某種意義上,我們還應(yīng)該感謝他的嚴(yán)厲,因?yàn)檫@種嚴(yán)厲對(duì)于發(fā)掘其自身經(jīng)驗(yàn),將思考結(jié)果充分地、精確地表達(dá)出來,實(shí)在是一個(gè)必要條件。也正因?yàn)槿绱?,溫伯格的很多觀點(diǎn)才值得別人洗耳恭聽。

任何人都有其視野上的局限或盲區(qū),對(duì)于才智如溫伯格者,也不例外。因此,如果有人碰巧發(fā)現(xiàn)溫伯格其實(shí)并不理解契訶夫的《三姐妹》,同樣也是不奇怪的。對(duì)于在工作中找到樂趣、在婚姻中找到幸福的溫伯格,契訶夫筆下那些高談闊論、醉生夢(mèng)死、看破紅塵的俄羅斯知識(shí)分子過于遙遠(yuǎn)了,簡直像是生活在另一個(gè)星球上的人。如果他能夠?qū)ζ踉X夫極其微妙、深刻的晚期戲劇表現(xiàn)出足夠敏銳的辨析力,一如他在大爆炸宇宙學(xué)或者科學(xué)哲學(xué)那里所表現(xiàn)的那樣,那反倒是令人奇怪的事。

的確,在這個(gè)世界上,有很多東西是不能單憑心智的力量加以解決的。對(duì)溫伯格是如此,即便是對(duì)偉大的牛頓,也是如此。

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