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词条 爱德华·威顿
释义

爱德华·威顿(Edward Witten)是美国著名物理学家,菲尔兹奖得主,普林斯顿高等研究院查尔斯·希莫尼(Charles Simonyi)教授。威顿是超弦理论最明智与最坦率的倡导者之一,他创立的M理论结合了所有超弦理论(共五种)和十一维的超引力理论,被认为是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。在转向超弦理论之前,他对粒子物理学和量子场论特别是量子色动力学以及更高维理论做出过许多重要贡献。 威顿作为第二次弦革命的主将,被美国《生活》周刊评为第二次世界大战后第六位最有影响的人物。现在的物理学家中威顿的H指数最高,被普遍认为是当代最有影响的物理学家。

中译名:爱德华˙威顿 研究领域:理论物理 数学物理

英文名: Edward Witten 毕业院校:布兰代斯大学 普林斯顿大学

国籍:美国 主要成就:创立M理论

民族:犹太人 代表作:《超弦理论》

出生时期:1951年8月26日 导师:戴维˙格罗斯(David Gross)

出生地:马里兰州巴尔的摩 荣誉:美国国家科学院院士、英国皇家学会外籍会员

居住地:新泽西州普林斯顿 奖项: IMU菲尔兹奖、美国国家科学奖章、ICTP狄拉克奖、
阿尔伯特˙爱因斯坦奖、亨利˙庞加莱奖、克拉福德奖、牛顿奖章

职业:物理学家 数学家成长履历

威顿(Witten)于1951年8月26日出生于美国马里兰州巴尔的摩,中学毕业后进入约翰·霍普金斯大学学习,后转学布兰代斯大学,并于1971年获得学士学位。他在大学里主修的是历史,并对语言学、经济学有着浓厚的兴趣,他原打算成为政治家或者新闻记者。为此,他曾在1972年民主党候选人乔治·麦克格文(George Mcgovern)的总统竞选团队工作过一段时间。但威顿后来担心,如果投身政界或者新闻界,容易迷失自我。1973年起,他进入普林斯顿大学研究生院学习应用数学,一年后转入物理系,主修粒子物理学,并分别于1974年和1976年获得硕士和博士学位,他的导师是2004年诺贝尔物理学奖获得者戴维·格罗斯教授。在获得博士学位后,威顿前往哈佛大学从事博士后研究。1980年9月,威顿被聘为普林斯顿大学物理学教授。1987年起任普林斯顿高等研究院教授,1997年起任查尔斯·希莫尼(Charles Simonyi)教授。

Princeton University, Ph.D. 1976;

Harvard University, Junior Fellow, Harvard Society of Fellows, 1977–80;

Princeton University, Professor 1980–87;

Institute for Advanced Study, Member 1984, Professor 1987–97,

Charles Simonyi Professor 1997–;

MacArthur Fellowship 1982

科学成就

威顿是一位享誉世界的物理学家。在他年仅29岁时,由于在量子场论方面表现出了超人的想象力和理解力,被普林斯顿大学物理系聘为教授。此后,他的研究重点集中在弦理论,并逐渐成为这一领域的领袖科学家。

弦理论(string theory),即弦论,是理论物理学上的一门学说。弦论的一个基本观点就是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子。这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦),闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。尽管弦论中的弦尺度非常小,但操控它们性质的基本原理预言,存在着几种尺度较大的薄膜状物体,后者被简称为"膜".直观的说,我们所处的宇宙空间也许就是九维空间中的三维膜.弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。

1984—1985年,弦理论发生第一次革命,其核心是发现“反常自由”的统一理论;1994-1995年,弦理论又发生既外向又内在的第二次革命,弦理论演变成M理论。威顿所创立的M理论结合了所有超弦理论(共五种)和十一维的超引力理论。尽管M理论已取得累累硕果,由于目前的条件限制,不可能用实验手段对其进行检验。目前无法获得实验证明的原因主要有两个:其一是目前尚没有人对弦理论有足够的了解而做出正确的预测;另一个则是目前的高速粒子加速器还不够强大。科学家们使用目前的和正在筹备中的新一代的高速粒子加速器试图寻找超弦理论里主要的超对称性学说所预测的超粒子。种种迹象表明,M理论最深层的奥秘尚待揭示,什么是M理论的真面貌,仍然是一个悬而未决的问题。为了充分了解它,威顿认为需要发明新的数学工具。

作为一名物理学家,威顿有着非凡的数学能力,他不仅精通物理学和数学,而且将这两门学科紧密地结合在了一起。看他专长量子场论,弦理论和相关的拓扑和几何。他的主要贡献包括广义相对论的正能定理证明,超对称和莫尔斯理论,拓扑量子场论,超弦紧化,镜像对称,超对称规范场论,和对M理论存在性的猜想。 他提倡的方法和途径,在科学界产生了巨大的影响。因此,他在物理学界和数学界都享有极其崇高的荣誉。由于在理论物理学的指引下解决了一些数学难题,威顿于1990年在东京举行的国际数学家大会上获得了菲尔兹奖。威顿也是迄今为止唯一获得菲尔兹奖的物理学家,他的工作集中于理论物理、数学物理领域,是当今少有的能在数学和物理两大学科上都做出第一流成果的科学家。

奖项

爱因斯坦奖,1985年(Einstein Medal 1985)

狄拉克奖,1985年(International Centre for Theoretical Physics,Dirac Prize and Medal 1985)

Alan T. Waterman Award ,1986年(National Science Foundation, Alan T. Waterman Award 1986)

菲尔兹奖,1990年(Fields Medal 1990)

Dannie Heineman奖,1998年(American Institute of Physics and American Physical Society, Dannie Heineman Prize for Mathematical Physics 1998)

美国国家科学奖章,2003年(National Medal of Science 2003)

亨利·庞加莱奖,2006年(Henri Poincaré Prize 2006)

克拉福德数学奖,2008年(Crafoord Prize in Mathematics 2008)

洛伦兹奖,2010年(Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, Lorentz Medal 2010)

伊萨克·牛顿奖章,2010年(Institute of Physics, Isaac Newton Medal 2010)

主要荣誉

美国科学与艺术院院士,1984年当选

美国国家科学院院士,1988年当选

英国皇家学会会员,1988年当选

工作评价

弦理论问世已经有近40年历史,其间受到过一些人的讽刺和质疑,但也受到过热烈的赞扬和吹捧。因提出电弱统一理论而共享1979年诺贝尔物理学奖的温伯格、萨拉姆和格拉肖三位物理学家就对弦理论有着截然不同的态度。萨拉姆在晚年把注意力转向超弦理论,温伯格是该理论热情而雄辩的支持者,格拉肖则是一位彻底的超弦理论反对者,他说自己“正在等待着超限的断裂”。加拿大圆周理论物理研究所的创始人斯莫林则认为弦论作为一个科学理论,它失败了。因为它吸引了大量的资源,招揽了最优秀的头脑,严重伤害了在其他路线上追求的年轻物理学家。所以它也拖累了其他物理学的前进步伐。

爱因斯坦晚年致力于统一电磁理论和引力理论,但从未取得真正令人满意的成功,但他建立统一理论的思想却始终吸引着成千上万的物理学家。M理论在一定程度上可以说实现了统一场论的初衷,尽管它至今没有获得任何强有力的实验证据的支持。目前,有利于M理论的证据与日俱增,已取得令人振奋的进展。此外,M理论(弦理论)对数学的发展起到了极大的推动作用。这也正是威顿这位“非专业数学家”能够获得数学界最高荣誉菲尔兹奖的原因。 不管最后的结果怎样,威顿对物理学的贡献都将是物理学史上浓墨重彩的一笔。

人物评价

威顿具有深刻的物理直觉和高超的数学能力,受同行的广泛赞赏。

英国著名数学家、菲尔兹奖获得者迈克尔·阿蒂亚曾说:

“虽然他肯定是物理学家,不过他对数学的掌握很少数学家能比得上……他一次又一次超越了数学界,以巧妙的物理直觉导出新颖深刻的数学定理……他对现代数学影响巨大……凭着他物理再次成为数学的丰富灵感和直觉源头。”

英国物理学会的现任主席Jocelyn Bell Burnell教授在2010年牛顿奖章颁奖典礼上说:“威顿教授的独创性、物理直觉和数学才能革新了物理学科,他是一名极具创造力且多产的理论物理学家,他在量子场论、广义相对论、超弦理论等领域的工作对其他物理学家产生了巨大的影响。”

英国牛津大学的Rouse Ball数学讲席终身荣誉教授罗杰·彭罗斯在其著作《通向实在之路》中对爱德华·威顿的特殊地位给出了评价:

“通常人们认为他是上个世纪80年代以来引领弦论(和M理论)的最权威的人物。我已经说过他在1995年发动“第二次超弦革命”中的作用,而且自那以后,他通过开启弦论以及与弦论有关(不总是十分明显)的其他领域的几次重大进展从而确立了领袖地位。弦论在其30年的历史中曾出现过好几位“导游”,而不论从哪方面,威顿始终是最杰出的一位。他走到哪里,哪里就会起一片欢腾。”

经典语录

“我相信21世纪是生物学的黄金时代,但我同样相信,21世纪也是物理学的黄金时代。”

“弦理论是21世纪的物理偶然落在了20世纪。”

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更新时间:2025/2/26 5:38:19