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一位物理学出身的数学家讨论了这两个学科的交叉点、弦论的 " 思想僵局 " 以及他对糟糕的科学论文的不满。

采访  | FirstPrinciples

翻译  | 1/137

彼得 · 沃伊特（Peter Woit）是哥伦比亚大学数学系的高级讲师，自 1989 年以来他一直在该校工作。在此之前，他在普林斯顿大学获得粒子物理学的博士学位，并在纽约州立大学石溪分校做了博士后。尽管物理学和数学是密切相关的学科，但是各自群体使用的语言往往存在障碍；沃伊特独特的背景使他具有一种双语能力。

图为受访者彼得 · 沃伊特在巴黎休假期间

以他在数学领域所具有的独特视角，沃伊特成为了弦论的直言不讳的批评者，他甚至在 2006 年写了一本书，名为《连错误都算不上：弦论的失败和寻求物理定律的统一》（Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law）。与同样于 2006 年出版的李 · 斯莫林（Lee Smolin） [ 译者注 1 ] 所著的《物理学的困惑》（The Trouble with Physics）一道，这两本书激起了广泛争议。在沃伊特看来，这场论战最终导致了某种部落主义（tribalism），偏离了他对所希望的智识对话的意义。20 多年来，他一直维护着一个博客，旨在产生这些理性的交流。就像他的书一样，他的博客借用了同样的名字，Not Even Wrong，它出自泡利（Wolfgang Pauli）对 " 连被检验或证伪资格都没有的缺陷理论 " 的著名嘲讽。

近期，沃伊特接受了 FirstPrinciples 的采访，回顾了他有趣的职业生涯，探讨了其著作出版近 20 年后弦论的现状，以及他在物理学统一性方面的最新研究。

清楚起见，以下访谈内容经过精简和编辑。

FirstPrinciples（以下简称 FP）：你认为你的职业道路是如何影响你对当今物理学现状看法的？

彼得 · 沃伊特（以下简称 PW）：在普林斯顿大学获得博士学位后，我于 1984 年秋天在（纽约州立大学）石溪分校开始了理论物理的博士后研究，当时恰逢所谓的第一次超弦革命（first superstring revolution）爆发。其时我（的办公室）与数学系在同一栋楼里，我自己的研究兴趣涉及很多数学。实际上，我与数学家交流的时间比和物理学家的还多。

在石溪的四年结束时，我很清楚我走理论物理学职业道路难有前景。在那个时候，专注于数学但对弦论不感兴趣的人几乎都找不到职位。我觉得自己在数学系可能会做得更好，于是最终在伯克利的 MSRI 找到了一个博士后职位 [ FP 编辑注：MSRI 即西蒙斯 · 劳弗数学科学研究所（Simons Laufer Mathematical Sciences Institute），前身为数学科学研究所（Mathematical Sciences Research Institute），是加州大学伯克利分校校园内的一个独立研究所 ] 。

那是我转向数学圈子的开始。然后，我来到哥伦比亚大学，在一个非终身教职（non-tenure-track）的职位上工作了几年。当我正琢磨接下来该何去何从时，他们正在寻找一个人来接手这个奇怪的职位，职责是教一门课，还要负责确保系里的计算机系统正常运行。我说：" 好吧，我想我能做这个。" 于是，我很快学会了大量 Unix 系统相关内容，从那以后，我一直在做这个工作，只是头衔有所变化。我现在正式的头衔是资深讲师，这也是一个非终身教职的职位。

FP：计算机方面是你的兴趣所在，还是继续支撑你研究的务实方式？

PW：更多是出于现实考量。在我的博士论文和一些研究工作中，我试图弄清楚如何在格点规范理论（lattice gauge theory）中恰当地定义拓扑量，同时我也在做相当严肃的蒙特卡罗计算。我确实有一些计算方面的背景，但更多的是因为我非常享受在纽约的生活，以及在哥伦比亚大学数学系的经历。留在这里非常有吸引力。

尽管数学和物理学之间有很多联系，但它们的确是完全不同的圈子。它们有着完全不同的语言、完全不同的文化、完全不同的历史，而且关注的问题也完全不同。如果我设法留在物理学界，我的职业生涯将会截然不同。

FP：想必，这样跨学科的经历会让你对它们各自如何运作有一个更独特的视角？ 

PW：确实，我能理解双方的立场。对于双方的很多人来说，学科背景造成的语言障碍非常明显——即便讨论相似的问题，双方使用的术语体系也截然不同。我掌握了这门 " 双语 "。

FP：你提到你职业生涯的开始恰逢第一次超弦革命。你一直对弦论持批评态度，甚至在 2006 年写了一本关于它的书。你有没有注意到过去几十年里围绕弦论的话题有什么变化？

彼得 · 沃伊特专著   Not Even Wrong

PW：我认为这本书经受住了时间的考验。如今有越来越多的证据支持我当年提出的论点。

从大众认知来看，弦论的形象已经发生了变化。在我刚开始写作时，外界对弦论存在的问题及其严重性几乎一无所知。而现在，这些已经成为公开讨论的话题。

当时，人们总会听到各种吹捧弦论多么伟大的无稽之谈。如今，又充斥着诋毁弦论多么糟糕的愚蠢言论。外界对这个话题的讨论风向已经倒向了我这边，不知这算不算一项了不起的成就。

即便是那些曾经最积极鼓吹弦论、或在学界最具影响力的人物，也已经从弦论研究中渐渐抽身而去，很少真正从事相关研究了——比如威滕（Edward Witten），他近年已鲜少发表弦论的论文。

当我和李 · 斯莫林的书出版时，曾引发过激烈的论战。这场争论让我大开眼界：即便是极聪慧的学者，也难逃 " 非此即彼 " 的部落思维。你必须选边站队，立场比什么都重要。想要就此展开任何理性讨论都近乎徒劳——推动弦论（研究）的拥趸们已明确表示他们绝不会改变立场，或许我自己也是如此。这有些像是进入了一种思想僵局（intellectual standstill）。

FP：你认为部落主义对双方的人来说都是显而易见的吗？还是因为你在数学系的 " 阵地 "，因此有更清晰的视角？

PW：我写这本书的一个原因是，一直以来都有很多人同意我的看法，但并不想公开表达。这涉及到与一些有影响力的人对立，人们担心这会影响经费申请或自己的学生找工作。

FP：为什么弦论领域有影响力的人比在圈量子引力（loop quantum gravity）或其他研究领域拥有更大的话语权？

PW：这并不是说这些糟糕、败坏的弦论家打压异己。部落主义是双向的。弦论的支持者也不想与对弦论不满意的有影响力人士发生冲突。

这实在令人遗憾。我认为斯莫林和我写书都是希望开启一场严肃的智识交流，但很大程度上未能如愿。相反，它反倒致使人们在捍卫那些站不住脚的立场时表现出诸多怪异的行为。

FP：你个人认识威滕或其他弦论的支持者吗？

PW：我确实与其中的很多人有过个人交往。在我读哈佛大学本科的时候，威滕还是个博士后，当时我正在寻找一个人来指导我的阅读课程。在那个学期我每周都会去看他，他帮助我学习了一些关于规范理论的知识。威滕是一个彻头彻尾的天才。他极其勤奋，做了绝对了不起的工作。

现在很多资深的弦论学者当时都是和我一起读研究生的。我们的关系尚可。

FP：你写博客已经有 20 多年了，吸引了大量的读者，并引发了一些有趣的讨论。他们是否影响过你自己的研究方向？

PW：有一点吧。我自己的研究是非常专门的。对于弦论来说，这是一个技术性很强的学科，真正理解它是相当困难的。我曾开玩笑说，写博客是我测试自己理解力的一种方法。如果我是对的，那没什么反响。如果我错了，一位博学的弦论家会立即告诉我为什么错了。

FP：是什么促使你花时间进行科学传播？

PW：我觉得我所做的事情与大多数科学传播者有所不同，因为实际上我并非试图面向广大受众进行交流。我试图触及一个相对小众的群体，这个群体与我有着相似的兴趣爱好，并且能从中获得感兴趣的内容。

我猜大多数访问我个人博客的人都会说：" 这家伙是怎么回事？" 这很正常。我很清楚要将我感兴趣的一些问题传达给尽可能多的受众是多么困难。我对那些努力去做这件事的人怀有极大的敬意，但我自己很少愿意花时间去这样做。

FP：你觉得应该有更多的科学家尝试向公众宣传他们的工作吗？

PW：我最近和各种播客（podcaster）聊过，有些人尝试以非常严肃的方式做到这一点，这很好。我更关心的是看到学者们改进他们撰写技术性论文的方式。这与我们在科学领域所给予的奖励有关，那就是缺乏良好的阐述。在数学和物理学领域，大多数论文的设计初衷只是为了少数从事相同研究工作的人能够读懂。总的来说，我希望人们能够以我能理解的方式解释他们的研究成果，而无需阅读他们写得糟糕的论文。

FP：能否让我们对你最近在做的事情先睹为快？

PW：大约在几年前，由于新冠疫情的缘故，我的研究方向真正发生了变化。在 20 世纪 80 年代我还是研究生的时候，就开始进行有关格点规范场（lattice gauge fields）几何结构的计算。标准模型中这部分内容至少在概念上还算清晰。但当触及物质粒子和旋量场（spinor field）时，有些东西就变得非常模糊不清了。

在量子场论中，如果要进行计算的话，就必须能够在标准的时间概念和我们自爱因斯坦时代起就熟知的时空几何之间来回转换。存在一种正常的四维几何，其中所有方向的表现都相同，还有一种其值始终为正的距离的概念——这就是所谓的欧几里得四维几何。事实证明，在量子场论中想要写下的一些计算在闵可夫斯基几何（Minkowski geometry）中实际上是没有意义的，但在欧几里得几何中却行得通。

很久以前人们就意识到，能够在这些时间概念之间来回切换是很有必要的。如果将时间乘以 -1 的平方根（i），就能让它表现得与其他方向一样。对大多数人来说，这看起来像是一个奇怪的数学技术细节。但借助旋量的几何结构，当你插入 -1 的平方根时，就空间和时间方面而言，它对计算只产生轻微的影响，却完全改变了旋量的行为。

对于这种旋量几何结构的深层机制，我们从来都没有一个清晰明确的认识。我曾有过一个想法，它或许能为规范理论中所谓的内部对称性（internal symmetry）与时空对称性联系起来提供一种新的方式，但我曾说服自己这个想法行不通。后来，在几年前（在新冠疫情期间），我又重新开始思考这个问题。

大约一年前，我写了一篇短文，试图指出关于旋量几何（spinor geometry）存在一种不同的思考方式，并且尽可能地以物理学家能够理解的语言来写。我想，那些对这个想法感兴趣的人看了之后会说：" 这家伙只是给出一个模糊的想法，而且表达得也不精确。" 所以，我一直在努力试着写一些篇幅更长、更精确的东西。

越是深入研究，我就越确信这里面肯定有一些非常有趣的东西，但这也需要花费大量的时间和精力，因为这确实需要重新调整一些基础的内容。

译注

[ 1 ] 李 · 斯莫林（Lee Smolin）是美国著名理论物理学家，自 2001 年以来一直是圆周理论物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）的创始和高级教员。他对量子引力理论的发展做出很大贡献，是圈量子引力（Loop Quantum Gravity）和变形狭义相对论（Deformed Special Relativity）两个研究方向的主要贡献者。他撰写了 150 多篇科学论文，并为公众撰写了大量关于科学的论文和著作，著有《宇宙的生命》（Life of the Cosmos，1997）、《通往量子引力的三条道路》（Three Roads to Quantum Gravity，2001）、《物理学的困惑》（The Trouble with Physics，2006）和《时间重生》（Time Reborn，2013）。最近，他与 Roberto Unger 合著了《单一的宇宙与时间的现实》（The Singular Universe and The Reality of Time）。 

本文经授权译自 FirstPrinciples，In conversation: Peter Woit on math and physics，原文地址：https://www.firstprinciples.org/article/peter-woit-on-math-and-physics

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