爱德华·威滕

作者: 数理科学  发布:2019-12-26

1951年8月26日出生,是犹太裔美国数学物理学家,菲尔兹奖得主,普林斯顿高等研究院教授。他是弦理论和量子场论的顶尖专家,创立了M理论。 威滕生于美国马里兰州巴尔的摩。父亲路易斯·威滕是研究广义相对论的理论物理学家,母亲是洛兰·沃拉克·威滕。威滕原先就读于约翰·霍普金斯大学,在转学布兰代斯大学获得学士学位后,曾参与民主党候选人乔治·麦戈文的总统竞选工作一段短时间。他于1976年获得普林斯顿大学博士学位,导师是戴维·格娄斯。在此之后,他先后任哈佛大学Junior Fellow和普林斯顿大学教授。他现在是普林斯顿高等研究院的查尔斯·希莫尼数学物理学教授。威滕具有深刻的物理直觉和高超的数学能力。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。 威滕受同行的广泛赞赏。数学家迈克尔·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。” 威滕获得很多奖项,包括麦克阿瑟基金、菲尔兹奖,和美国国家科学奖章。他被选入《时代杂志》2004年影响最大的100位人士中。现在的物理学家中威滕的H指数最高。

澳门新浦京8455com,演讲人:刘克峰(浙江大学数学中心执行主任兼数学系主任、光彪讲座教授、美国加州大学洛杉矶分校数学系教授)时 间:2010年10月12日地 点:上海世博会法国馆开场白 法国高等科学研究院(IHES),位于法国巴黎郊外的一个从事数学和理论物理的基础研究的私立研究机构。在上海举办世博会期间,该院联系到法国馆,于2010年10月12日在法国馆的报告厅,举办了一个极富特色的“会见解码者”公众报告会,由八位法国顶级的数学家与中国数学家一起,为中国公众做了一系列的学术报告,目的是吸引公众来了解一些现代数学,会见一些在一线工作的第一流数学家。数学家们以公众可以接受的语言,深入浅出地介绍现代数学的一些美妙结果,这样的大数学家和公众见面交流的机会,在世界范围内都是不多见的。我们从中撷取法国和中国几位专家的报告,以飨读者。曾经有一些伟大的数学公式改变了人类历史的进程,如牛顿的第二力学定律,F=ma,爱因斯坦的质能方程,E=mc^2,以及牛顿的万有引力定律。这些公式极其简单,却蕴含了万物的相互作用和变化规律。今天我们能够制造飞船登上月球,能够利用核能量为人类服务,这些公式为此提供了重要的理论基础。这些美妙的公式也印证了老子的名言:“大道至简。”“政治是暂时的,而数学方程式是不朽的。”古今科学家们都坚信,数学是表达大自然规律最好的语言。任何科学理论最终和最完美的表达方式应该是数学方程式。爱因斯坦曾说过:“政治是暂时的,而数学方程式是不朽的。”作为数学家和物理学家,我们苦苦追寻的就是这样的方程式,它们简单、漂亮,能够深刻地揭示大自然的奥秘。历史上有许多伟大的数学物理学家,比如阿基米德,他发现了杠杆原理和穷竭法;牛顿,发现了万有引力定律,发明了微积分;欧拉,发现了流体力学的欧拉方程和数学的变分法;高斯,发现了电磁场的高斯定律,也奠定了微分几何基础;爱因斯坦,其广义相对论不仅是宇宙学的基础,也推进了现代微分几何与微分方程的发展。在历史上,最成功的两个物理理论是量子场论和广义相对论许多主要的数学领域,也是由于物理的刺激而发展起来的,如微分方程、微分几何、算子代数等等。我这里要阐述的是近三十年来由弦理论激发出的一系列数学成果。在历史上,最成功的两个物理理论是量子场论和广义相对论,他们分别精确地描述了微观世界里的粒子和宏观世界里的星球的运动规律。量子场论中的基本方程是薛定谔方程,广义相对论的基本方程是爱因斯坦场方程,它们在一定程度上却互不相容。从爱因斯坦开始,几代物理学家梦寐以求的就是将这两组方程统一到同一个理论框架下,这样大至星球,小到粒子这些宇宙万物的运行规律和相互作用都由这一组方程式来描述。这就是大统一理论,被人们称为“万有理论”,或者“终极理论”。经过几代物理学家的努力和无数次的失败,弦理论到目前为止被认为最有希望完成大统一的梦想。弦理论的基本假设是,宇宙最基本的粒子是一些高速震荡的弦。就像振颤的小提琴琴弦给我们美妙的旋律一样,弦理论中这些震动的弦作为最基本的元素构成了我们五彩缤纷的世界。大统一理论应该是唯一的,但是在过去三十年间,弦论学家们发展了五种自恰的弦理论,这五种理论看起来很不相同,但每一种都很合理地揭示了一些物理中的奥秘。在1994年的第二次弦理论革命中,威滕提出了M-理论将这五种理论联系在一起,发现它们彼此是通过弦对偶互相等价的。我们说两种理论相互对偶,如果他们可以描述同一种物理现象。过去十几年间,弦对偶已经产生出了很多惊人的数学与物理成果。把在不同的弦理论中的计算公式通过对偶等同起来,人们得到了许多令人叹为观止的数学公式和方程。数学中的流形翻译于英文的manifold,取自于文天祥的著名诗句:天地有正气,杂然赋流形,下则为河岳,上则为日星。弦理论中一个最基本的研究对象是卡拉比—丘流形。数学中的流形翻译于英文的manifold,取自于文天祥的著名诗句:天地有正气,杂然赋流形,下则为河岳,上则为日星。它可以描述任何可以用局部平坦空间所覆盖的物体。在1976年,丘成桐先生证明了著名的卡拉比猜想,此猜想断言,任何第一陈类为零的特殊流形,叫作紧凯勒流形,都具有黎奇平坦的度量,这一类流形现在被称为卡拉比—丘流形。而这里的陈类是以陈省身先生的名字命名的一种深刻的几何不变量,由陈先生在上世纪四十年代所发现。复三维的卡拉比—丘流形在弦理论中非常重要,它们代表着弦理论所需要的,我们目前无法看到的四维时空之外的六维空间。弦理论断言,有了这神秘的六维空间,就有了万有理论。通过比较不同弦理论的数学描述,人们常常发现意外而深刻的数学猜想,得到许多令人兴奋的数学结果。比如镜对称,大N陈—赛蒙斯与拓扑弦理论的对偶。而所有这些又往往与卡拉比—丘流形紧密地联系在一起。通过弦对偶,人们找到了实三维流形的拓扑几何与复三维流形的复几何之间的惊人联系。很多困难的数学计算,在转化到实的三维空间后变得异常简单。而实三维和四维空间中的一些意想不到的联系也通过复三维的卡拉比—丘流形被发现。基于对偶理论的猜想和新的想法,许多困难的数学问题得到解决,而这些新的方法和结果又往往是数学家们此前连做梦都想不到的。这些来自弦对偶的猜想的解决又反过来帮助物理学家最精确地验证了这些物理理论的正确性,这也是当今世界还无法用传统的试验方法能够做到的。“上帝是个数学家”为了让大家能够对历史上数学与物理之间激动人心的交融有所了解,我这里介绍几个我过去二十年间亲身经历的例子。我们将看到卡拉比—丘流形与弦对偶在这些进展中所起的奇妙作用。我的第一个例子是IIA与IIB两种弦理论的对偶,这也被称为镜对称理论。这种对偶的一个基本的假设是,一个卡拉比—丘流形都有它的一个镜像,它们描述等价的物理理论。通过镜对称理论得到的最惊人的数学发现是著名的坎德拉斯镜公式。这个1991年发现的公式曾经令数学界与物理学界都兴奋异常。它使得数学家们开始密切关注弦论的进展,而物理学家们也开始学习最深刻的数学。这里涉及的数学问题有近百年的历史。数学家们一直想要计算出,对每一个给定的正整数,我们称作阶,在一个特殊的卡拉比—丘流形,即五次卡拉比—丘超曲面中有多少条有理曲线。用更通俗的语言就是说在这个特殊的卡拉比—丘空间中,对每一个阶,我们能够放进多少个球。当阶为1的时候,我们知道为2875,而阶为二的时候为60925。这两个数字的计算曾花费了数学家上百年的时间。令人惊奇的是,这个问题在IIA弦理论的计算中也出现了,他们把这些数叫做瞬子数。通过镜对称理论,坎德拉斯研究小组把这个问题转化为IIB弦理论中一个简单的,计算镜像卡拉比—丘流形的周期问题,而这只需要求解一个常规的四阶常微分方程。这样我们就可以一下子非常轻松地算出所有想要的数字。比如3阶时,我们得到317206375;而10阶时,我们会得到704288164978454686113488249750。坎德拉斯公式在1997年由我与连文豪、丘成桐以及吉文图分别独立证明。陈省身、杨振宁、丘成桐是三位伟大的华人科学家。陈省身的重要贡献包括陈—韦伊理论和陈—赛蒙斯理论,这都与他的陈类相关;除了以宇称破缺获得诺贝尔奖;杨振宁在理论物理中以杨—米尔斯方程和杨—巴克斯特方程最为著名;丘成桐则以卡拉比—丘流形,正质量猜想的证明而广为人知.他们的这些贡献在数学与理论物理中都有划时代的意义.我们将看到他们的工作通过弦对偶理论深刻地联系在一起。在过去二十年间,通过几何工程化技巧,弦论学家们已经成功地把陈—赛蒙斯、杨—米尔斯理论等同为弦理论的一部分。通过弦对偶,人们发现了许多与扭结不变量,黎曼面模空间等有关的惊人而美妙的数学公式。这其中很关键的工具是诺贝尔奖获得者特胡福特的大N展开技巧,就是在李群SU(N)中令N趋于无穷,并以此发现全新的现象。1986年,当代伟大的弦论学家威滕首先意识到陈—赛蒙斯理论是一种量子场论,并用它构造出了扭结不变量,即著名的琼斯不变量。随后数学家用量子群重新构造了扭结与三维流形的不变量,这样陈—赛蒙斯不变量就可以通过量子群来构造。而量子群中最基本的方程就是杨—巴克斯特方程。黎曼面的模空间是经过几代伟大数学家的发展而成为数学许多学科中最基本的研究对象,对许多研究领域的发展起到了重要的作用,许多数学工具也都可以应用到模空间的研究中去。计算模空间上的浩治积分是很重要也很困难的数学问题。从1980年开始,经过近十年的努力,数学家们也只能计算出一些很简单的特例。直到1990年,威滕根据物理中的矩阵模型与二维引力场的对偶作了一个惊人的猜测,认为一大类浩治积分的无穷生成函数满足一系列的偏微分方程。1992年,康切维奇证明了这个猜想,这揭开了这个研究领域激动人心的序幕。在2007年,通过找出威滕方程的循环精确解,我与徐浩证明了著名的法波猜想。数学家法波1992年提出的这个猜想给出了无穷多个浩治积分精巧的显式表达式。在过去的二十年间里,通过对卡拉比—丘流形做手术,威滕、大栗博司、瓦法等一批弦论学家把陈—赛蒙斯理论系统地发展成为弦理论的一部分。基于这一理论,在2001年,对于一大类浩治积分的无穷生成函数,马利诺和瓦法提出了一个由陈—赛蒙斯不变量表达的有限闭公式猜测。在2003年,我与刘秋菊、周坚一起证明了这个漂亮的公式。而前面提到的威滕猜想和其他几个有关浩治积分的著名公式都可以通过对马利诺—瓦法公式求极限来得到。弦论学家拉巴斯提达、马利诺、大栗博司、瓦法等进一步发展了陈赛蒙斯理论并将其与M理论联系在一起。2000年他们作出了另一个惊人的猜测,我们称作LMOV猜想。他们的猜想宣称由无穷多个陈—赛蒙斯扭结不变量组成的生成函数具有不可思议的代数性质并可以转化成另一个整系数的生成函数。在2007年我与彭磐一起证明了LMOV猜想。在上面的几个例子里,我们从弦理论中学到了生动的一课。很多时候计算单个的积分也许会非常困难,但把无穷多个积分放在一起的生成函数可能会很容易一起算出来,因为这些生成函数往往满足一些犹如天赐的规律和方程。受弦论学家的启发,数学家们发展了一系列新的猜测来理解一些不变量的整性,而这些新的不变量本质上都是从陈—赛蒙斯或者杨—米尔斯理论中来的。到这里我们看到,陈省身、杨振宁、丘成桐这三位伟大的华人科学家的工作通过弦理论密切地联系在了一起。数学中还有其他许多由物理启发出来的激动人心的发展。数学家唐纳森在1980年用杨—米尔斯理论革命性地推动了四维拓扑学的进步;物理学家赛博格—威滕在1996年发现了著名的新方程,再次革新了低维拓扑学。受弦理论的启发,在2002年,佩雷尔曼扩展了哈密尔顿的黎奇流,这是他开始解决庞加莱猜测的出发点。1986年数学家与弦论学家们互相启迪,并一起发现了椭圆亏格,把几何中的指标理论与数论中的模形式神奇地联系在一起,而指标理论中的关键是物理学家狄拉克发明的狄拉克算子。1990年,通过研究共形场论,弦论学家维林德发现了著名的维林德公式,给出了黎曼面上平坦向量丛模空间上一个奇妙的公式,这立刻刺激了这个领域的飞速发展。数学家辛钦受物理的启发,构造了西格斯模空间,而这个模空间是2010年费尔兹奖得主吴宝珠解决基本引理的基础。综上所述,我们看到,弦理论帮助数学家们发现了数学中许多主流分支之间不可思议的联系,他们的想法和远见帮助数学家解决了许多极为困难的数学问题。由此,物理的大统一理论引发出了数学大统一理论的可能性。从这个意义上讲,我们也许可以说:“上帝是个数学家。”成功=工作 玩耍 闭上嘴巴最后,我想把爱因斯坦的一个有趣的公式送给国内的孩子们。令A代表生活中的成功,X代表工作,Y代表玩耍,Z代表闭上嘴巴。那么,我们有A=X Y Z。我想说的是现在的孩子们也许玩儿得太少了,过多的考试消磨了他们创造力,所以我们的教育至今还没有培养出大师。(2011-01-17)

澳门新葡8455手机版,7月29日上午,在中国科学院大学中关村校区教学楼,诺贝尔奖获得者、中国科学院外籍院士戴维•格罗斯(David J. Gross)和菲尔兹奖获得者爱德华•威滕(Edward Witten)双双接受国科大授予其名誉博士学位,并发表公众演讲。

名誉博士学位授予仪式上,中科院院长、国科大名誉校长、国务院学位委员会副主席、国科大学位评定委员会主席白春礼致辞,中科院国际合作局局长曹京华宣读国务院学位委员会授予决定,并由白春礼向两位名誉博士颁发学位证书。仪式由国科大副校长吴岳良主持。

随后,戴维•格罗斯和爱德华•威滕作为国科大名誉博士,在由国科大、联合国教科文组织亚太国际理论物理中心、中科院卡弗里理论物理研究所和中科院理论物理研究所等联合举办的“量子宇宙物理前沿科学论坛”国际会议(2016年7月29日至31日)的开幕式上做了大会特邀报告。报告由菲尔兹奖获得者、中科院外籍院士丘成桐主持。

白春礼在致辞中,首先代表中科院和国科大向戴维•格罗斯和爱德华•威滕表示衷心祝贺,向所有来宾表示热烈欢迎,并表示国科大此次同时为两位教授授予名誉博士学位,可谓是中国人所说的“好事成双”。

白春礼表示,中科院非常注重国际合作和科学研究的国际化,是国际化成就了今天的中科院,国际化也会持续作为今后的重要方向之一引导中科院的发展。我们相信,在科研方面的国际合作能引导我们走向更成功、更高效,获得更大的影响力。白春礼随后简要介绍了中科院国际人才计划,这个计划在各个学术层面上对来自世界各地的科学家进行支持,他诚挚地邀请在座包括戴维•格罗斯以及爱德华•威滕在内的各位科学家帮助中科院更好地推进这一计划。

在名誉博士学位授予仪式上,吴岳良向在场来宾介绍了两位名誉博士的学术成就及卓越贡献。

戴维•格罗斯是美国理论物理学家和弦理论家,美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士、欧洲科学院院士、美国物理学会会士。因为揭示了粒子物理强相互作用理论中的渐近自由现象,他与另两位美国科学家戴维•波利策(H. David Politzer)和弗兰克•维尔切克(Frank Wilczek)分获2004年诺贝尔物理学奖。他是美国加州大学圣巴巴拉分校卡弗里理论物理研究所前任所长,并主持Frederick W. Gluck基金,现任美国加州大学圣巴巴拉分校物理系教授,同时在查普曼大学量子研究所就职。自2005年起,戴维•格罗斯担任中科院理论物理所国际顾问委员会主席,2006年促成了中科院卡弗里理论物理所的建立。鉴于其巨大的科学成就和对中国基础科学发展的杰出贡献,戴维•格罗斯于2011年当选为中科院外籍院士。

爱德华•威滕是美国理论物理学家、普林斯顿高等研究院数学物理学教授,美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士、英国皇家学会外籍院士、法国科学院外籍院士。他的研究领域包括弦理论、量子引力、超对称量子场论及数学物理的其他领域。他对物理学作出广泛贡献,也促进了大量重要的数学进展。1990年,他成为第一个也是迄今为止唯一一个被国际数学联盟授予菲尔兹奖的物理学家。2004年,《时代》杂志指出,威滕被广泛认为是目前世界上最聪明的理论物理学家。

戴维•格罗斯和爱德华•威滕均为国际顶尖科学家,不仅具有高深的学术造诣和国际学术界公认的学术地位和声望,而且与国科大及中科院有着长期紧密的学术来往和交流,为推动我国学术发展、促进我国参与国际学术交流与合作做出了重要贡献,鉴于此,根据国务院学位委员会《中华人民共和国学位条例》和《关于授予境外人士名誉博士学位暂行规定》,以及《中国科学院大学学位授予工作细则》规定,2015年1月17日经国科大第四届学位评定委员会第三次会议讨论通过后提交国务院学位办,经国务院学位委员会讨论,于2015年10月10日同意国科大授予戴维•格罗斯和爱德华•威滕名誉博士学位。

爱德华•威滕对中科院及国科大对其的认可表示感谢,对有机会为数学以及物理学科的发展做一些贡献表示荣幸。他表示,看到这么多同仁为了共同的目标一直不懈努力,自己倍感振奋。这是他第五次来到中国,每次来都能看到新的变化。在发言的最后,威滕对他的老师——戴维•格罗斯以及在座的各位教授表示了感谢。

戴维•格罗斯在发言中感谢国科大授予他的这一荣誉。作为中科院的老朋友,他目睹了中国在近十几年来取得的成就。他表示欣赏中国政府对科技发展的规划、投入、担当以及强有力的领导能力,相信在未来十几年后一个令人振奋的中国的世纪将会到来。

澳门新葡8455手机版 1

白春礼向戴维•格罗斯颁发国科大名誉博士证书

澳门新葡8455手机版 2

白春礼向爱德华•威滕颁发国科大名誉博士证书

澳门新葡8455手机版 3

爱德华•威滕致答谢词

澳门新葡8455手机版 4

戴维•格罗斯在量子宇宙物理前沿科学论坛国际会议上做大会特邀报告

本文由澳门新葡8455手机版发布于数理科学,转载请注明出处:爱德华·威滕

关键词:

上一篇:科大原校长星空留英名
下一篇:没有了