诺奖得主特·胡夫特：浩瀚星空写满了物理学答案，有待“聪明人”前去揭开谜底

▲特·胡夫特教授。(上海市科协供图)

虽然是高冷的粒子物理研讨会，却依然吸引了众多听众，偌大一座报告厅座无虚席。日前，由上海市科协、李政道研究所联合主办的杰拉德·特·胡夫特教授学术报告会在科学会堂举行。

身为理论物理学家，特·胡夫特教授却认为，不做实验而单靠造概念，无法真正解答诸如宇宙起源、暗物质、暗能量等当前物理学最前沿问题。“实验对于推动物理学发展非常重要。”特·胡夫特说，“但随着实验仪器越来越大、实验费用越来越高，全球物理学家需要联合起来，才能防止物理学被 ‘锁死’。”

物理学研究也需要突破原有体系

特·胡夫特于1999年获得诺贝尔物理学奖，获奖理由是阐明了物理学中弱电相互作用的量子结构。不过，他的研究兴趣不止于此，而是对维度正则化、黑洞、量子引力、量子计算等都有所涉猎。研究兴趣何以如此广泛，特·胡夫特用 “荷兰人就是好奇心强”作为解答。

宇宙是如何产生的，究竟有没有暗物质和暗能量，这是当前物理学界十分关心的问题，科学家先后用超对称性、弦理论、环圈量子引力、渐进安全等理论进行解释，但是，特·胡夫特认为，这些理论研究得都不够细致。

“不少人寄希望从过去找到答案，但我认为这条路不对。”特·胡夫特说。他鼓励物理学家不要拘泥于过去的理论学说，而要勇于提出自己的看法。他现场就开了一个“脑洞”：他有一个按照10∶1比例做的人体模型，如果他缩小到现在的 1/10，从外表看，他就和自己的模型一模一样了，但是探测内部就会发现，一个是生物、一个是非生物。那么，黑洞会不会并没有我们想象的复杂，而只是组成宇宙的一个粒子呢？因为从人类尺度观测，黑洞和某个像黑洞的“模型”有什么区别。

不过，他也坦言，任何一门学科都不是从零开始的，之所以鼓励创新，就是让更多人跳出固有的条条框框，找到新的突破口。

不要只提出概念而忽略实验

“现在许多物理学家注重造概念，而忽略了实验，这是违背物理学研究方法的。”特·胡夫特说，实验对物理学来说是至关重要的，有了实验才能解决科学争论。

比如，公元前500年时，希腊人提出了原子的概念，但原子是什么、原子有多小、原子内部是怎样的，希腊人没有办法得出结论，只有依靠实验拓展人类的知识疆域。在牛顿和伽利略时代，两位科学大师做了大量实验，最后奠定了近代物理学的基础。

对科学来说，实验重要，但理论关乎做什么样的实验。特·胡夫特说，很多理论学家的重要性就在于他们能问对问题，后人可以通过实验验证这个问题。“如果有人问对了问题，答案是错的，并不会阻碍科学的脚步，不断探索，总有人会得出答案。”特·胡夫特说，“之所以我们现在还没找到暗物质、暗能量，也很可能是没有问对问题。”

物理学正成为全球性事业

在不少物理学界人士看来，现在之所以是理论物理学家而非实验物理学家越来越多，是因为当前从事物理学研究的实验仪器越来越昂贵，直接的实验验证也越来越难。

欧洲大型强子对撞机（LHC）已经运行十年，而实验成果却非常有限。随着探索不断向前推进，对对撞机能量提出了更高要求，实验费用也更加昂贵，需求投入的工作人员也更多。这也是为什么物理学研究正在成为一项全球性事业，引力波的发现就证明了这一趋势，这是一项延续了数十年、集聚千余名世界各地科研工作者的大型科学工程。而未来，这样的举全球之力共同探索物理学新疆域的大科学计划将越来越多。

除了建造更大的科学仪器，特·胡夫特认为，还有一个方法推动物理学发展，就是将目光转向宇宙。他说，星空整合了所有已知的物理学知识，如果科学家掌握了足够的信息，再来问他们什么是暗物质或暗能量，离正确答案就不远了。

“宇宙是粒子演化的试验场，我们要的答案都写在星空里。”特·胡夫特说，“聪明的人一定会找到。”

作者：沈湫莎

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