本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
我的午餐夥伴帶著一個翻蓋容器坐了下來。物理學家薩加爾·洛坎德是一位優雅而細心的人,他在桌子對面安頓好他高大的身軀。他打開了翻蓋。
“哇。那叫什麼?”
他看著那堆高聳的東西。“澆汁土豆塊。” 他停頓了一下。“我正在努力增重。我總是在努力增重。”
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“這看起來是個不錯的選擇。”
薩加爾是伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的博士後,他來到了加利福尼亞州聖巴巴拉的卡弗裡理論物理研究所 (KITP),參加為期三個月的“引力全息術”專案。在這裡,世界上一些最聰明的物理學家正在突破理解引力和量子物理學最終將如何在何處握手並宣佈某種休戰的邊界。拉斯維加斯的賠率表明,這種情況將發生在黑洞邊界附近。
戴著我作家的帽子,我被允許在 KITP 著名的象牙塔裡四處窺探,並提出各種問題,包括“為什麼是物理學?” 這些人何時以及如何知道他們將被召喚從事這項艱苦而令人興奮的工作?在疫情幾乎佔據所有對話之前的幾周,我收集了他們的思考。
薩加爾精確地回憶起事情是如何發生的,當時他大約 17 歲。“一天晚上,我只是躺在我的宿舍裡——我住在學生宿舍,遠離我的家人——我正在看著燈。” 當他思考著光線充滿他周圍的空間時,他充滿了想要理解關於它的一切的衝動,對其內在本質及其從燈泡中飛出的精確描述。
世界上一些領先的理論物理學家在這裡的 KITP 走廊裡走動,停下來在擺放得當的黑板上勾畫和剖析新想法。胡安·馬爾達西那,普林斯頓高等研究院的教授,也是包括以伽利略和愛因斯坦命名的獎章在內的許多物理學獎項的獲得者,擔任引力全息術專案的科學顧問。他之前曾說過,他對物理學的興趣源於早期對電的迷戀。我向他詢問了他在阿根廷童年的細節。他告訴我他的父親在電梯行業從事工程工作。但在家裡,“洗衣機總是壞,我和父親會修理它。” 他停頓了一下,笑了。“多年後,我父親說,‘現在你的洗衣機太好了。現在你的兒子不會對物理學感興趣了!’”
有些人將他們的開始追溯到他們童年時無法擺脫的令人不安的問題。維羅妮卡·胡貝尼,加州大學戴維斯分校的教授,量子數學與物理中心創始主任,回憶起她在捷克斯洛伐克最年幼時的一個特別問題。“我會花幾個晚上思考,例如,巨人對時間的感知是否會與矮人相同。” 請注意,她在那個年齡思考的是神話生物,而不是不同型別的恆星。但她認真而令人困擾的問題預示著她一生都在思考將質量與空間和時間聯絡起來的幾何學。
庫姆倫·瓦法,哈佛大學一位備受讚譽的數理物理學家,基礎物理學突破獎的獲得者,也是弦理論的領軍人物,他有一個不同種類的令人困擾的童年問題。瓦法正在協調 KITP 的一個關於弦“沼澤地”的專案。他在 2005 年創造了這個詞,提出了一種讓物理學家涉足弦理論的 10272,000 種可能解的方法,並將其中大部分劃為“沼澤地”,在物理上不一致,不值得當地規劃委員會考慮。他之前曾分享說,在他二年級時,他在伊朗看著月亮,想知道為什麼月亮不像其他東西一樣掉到地球上。正是這個非常實際的、類似牛頓的時刻幫助物理學為年輕的瓦法奠定了基礎。我問他是否有人為他解答了這個問題。他搖了搖頭,但表示這並不重要。“困擾我的不是我得不到好的答案,而是這件事沒有困擾其他人。”
亞歷杭德拉·卡斯特羅,阿姆斯特丹大學的物理學教授,在黑洞研究領域備受尊敬,口才也很好。與一些起源故事相比,物理學對她的召喚來得稍晚一些。“當我還是個小女孩的時候,我想成為一名空姐,因為女孩不能當飛行員,”她說。“我一直對旅行感興趣。” 在高中時,亞歷杭德拉的數學技能變得顯而易見,但也暗示了一個固定的方向。“如果你在智利數學很好,你就會成為一名工程師,”她說。“我的家人都是工程師。”
但在 17 歲時,一篇關於天文學家瑪麗亞·特蕾莎·魯伊斯的報道打開了一條新的道路。“我透過這篇報紙文章發現,天文學家掌握了很多數學和科學知識,並且有機會環遊世界。我想,哦,這聽起來很迷人。” 從那一刻起,她就出發了,但天文學無法留住她。一旦她發現了愛因斯坦的廣義相對論,她就認識到她在理論物理學中的使命。
我正在和薩加爾·洛坎德結束午餐。我需要讓他回去做他的真正工作,而且今天是他在 KITP 的最後一天。像往常一樣關上筆記型電腦時,我突然想到一些重要的事情。薩加爾說,他的目標是保持一種孩子般的驚奇感,那種對燈的審視。但還有其他東西也在推動著他。薩加爾分享說,他是他印度農業社群(孟買郊外約 70 英里)中唯一一個離開印度的人。他每年回去一次。“至少有 10 位家長來找我,讓我向他們的孩子解釋我所做的是什麼,”他說。“這是一個人們通常不會學習純科學的地方。” 他家鄉的報紙文章跟蹤報道了他的進展。他一直在進行一次有些孤獨的遠征,遠離他的家人,但人們都在關注著。
薩加爾和他的同事們從各種不同的路線和營地攀登到物理學最困難的邊緣。當我們其他人眯起眼睛瞥見他們時,很容易錯過他們工作的一個偶然副產品:開啟燈,這些燈可以激勵其他人,遠離學術邊緣,去質疑他們自己前進的道路。
