物理学家需要更诚实地面对公众

美国哥伦比亚大学理论物理学家皮特·沃伊特

哥伦比亚大学的理论物理学家皮特·沃伊特（Peter Woit）算是物理学界一位颇为特立独行的人物。在进行研究之余，他开设了一个名为“连错误都算不上”（Not Even Wrong）的科学博客，对于在理论物理学界发生的各种新闻进行实时报道和评论。在十多年的时间里，这个博客唯一不变的主题就是旗帜鲜明地反对被很多物理学家寄予厚望的“弦论”（String Theory）。沃伊特坚持认为，弦论只是一个让人看上去眼花缭乱的数学架构而已，作为一个科学理论，它甚至“连错误都算不上”。他还曾以同样的题目出版过一本专门批评弦论的物理学科普著作。

沃伊特为什么对弦论相关的一些理论长久以来都持严厉的批评态度？物理学研究遇到了哪些困难，科学家应该以怎样的态度与公众交流？一个春日的下午，在哥伦比亚大学数学系的办公室里，沃伊特接受了本刊的采访。

一些科学理念“连错误都算不上”

三联生活周刊：你的博客“连错误都算不上”已经开设很多年了，能说一下最初开设它的原因吗？是什么让你坚持了这么长的时间？

沃伊特：我也刚刚才意识到这个博客已经开设15年了，这确实是很长的一段时间。我写东西的速度很快，所以在博客上写东西并不太费时间，但我需要耗费很多时间在网络上寻找值得报道和评论的科学信息。

2000年的时候，我在网络上陷入了一些关于弦论的辩论——这几乎是20年前的事情了！在那之后，我逐渐对弦论有了越来越多的评论。关于弦论的评价是一个非常复杂又非常重要的话题，因此我决定为此写一本书。于是我从2002年开始写一本评论弦论的书，题目就叫《连错误都算不上》（Not Even Wrong）。完成书稿之后，在寻找出版商的时候，我发现一些科学家在写自己的博客，所以我从2004年3月份也开始写博客。

三联生活周刊：当你在博客上写作时，想象中的读者是谁？

沃伊特：我在写《连错误都算不上》这本书的时候，非常清晰地感觉到，这本书是为我自己写的，是为了当初更年轻、对于很多知识并不完全理解的自己所写。所以我想象中的读者就是像我当年一样，十七八岁，对弦论充满好奇的人。当然博客又稍有不同，因为它会报道很多最新的科学进展。无论是物理学家还是数学家，只要和我有相同的兴趣，都是我的“目标读者”。很多人都发现我的博客很有用。

三联生活周刊：在这十多年的时间里，你对弦论的看法有没有发生过改变？

沃伊特：我的看法从未改变过。我想我对于弦论的看法越来越清晰，我认为弦论存在着非常大的问题。

三联生活周刊：这句名言“连错误都算不上”是来自于奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli），算是一句非常尖刻的批评了。你用这句话来评论弦论和其他一些理论物理学的理论，比如多重宇宙理论，是否太过严厉？

沃伊特：对我来说，这句话具有双重的意义。一层意思是非常严厉的批评：（某个理论）实在是太差了，甚至连个错误都算不上；而另一层意思可能更准确：某个想法还没有经过充分发展，我们目前无法判断它是正确或是错误的，因此只能称它“连错误都算不上”。

没有人真正理解当时泡利在说这句话的时候究竟指的是哪一种情况。在写这本书的时候，我联系过泡利的一个博士后，他向我证实泡利当年确实说过这句话以评价某一篇论文。但是我们不清楚他是说这篇论文太差了，连错误都算不上，还是说论文中的理念太过模糊，无法验证，连错误都算不上。

三联生活周刊：那么当你评价弦论“连错误都算不上”时，它是属于哪一种情况呢？

沃伊特：目前对弦论发表任何评价都会面对一个困难：你不知道自己谈论的对象究竟是什么。目前已经出现了超过2万篇关于弦论的论文，而很多弦论学家在做着完全不同的事情，因此我们很难对弦论做出任何直接的评论。我所认识到的现实是，在过去30年里，所有试图利用“弦”的概念，在多维时空中实现一个大统一理论的尝试全都失败了。我在和很多弦论学家交流的时候，他们大多也承认这些失败，认为应该做更多的探索。但也有很多人不愿意承认弦论的理念走不通，开始创造出诸如弦论的“图景”（Landscape）或是多重宇宙理论等借口——这几乎可以算是弦论最糟糕的一方面了（不愿承认自身的失败）。当然也有很多的弦论学家在做有趣的研究，发展出有趣的数学。只是当一个人说起“弦论”的时候，他可能指的是各种各样不同的东西，让我们无法评价。

三联生活周刊：如果欧洲核子中心（CERN）的大型重子对撞机（LHC）在实验中发现了超对称理论所预测的超粒子（Superparticles），你会作何评价？

沃伊特：超对称理论与弦论有所不同，这是一个比较一般性的想法。人们希望把标准模型理论做一个扩充，就得到了超对称理论。虽然也有很多人对这个理论充满信心，但众多的实验也证明了，超对称理论也不大行得通。因此如果真的发现了超粒子，我也会觉得非常吃惊。

如果我们把超对称理论与其他一些理念相结合，也有成功的可能。我现在的一些工作就包含了一些超对称理论的数学结构。而且一个情况与弦论也有所类似：当我们谈到超对称理论时，你需要说清楚自己谈的是某一个特殊类型的超对称理念，还是更为通俗意义上的超对称理论。相比弦论，人们对于超对称理念的理解更为深刻。当你说在量子场论领域研究超对称理论，人们会大致理解你的意思。

三联生活周刊：你对于多重宇宙理论的态度是否也和弦论类似？

沃伊特：我们必须分清多重宇宙理论内部的区别。当我们谈到多重宇宙，究竟是说有很多宇宙存在，每个宇宙中的物理定律都一致——比如说它们都在我们的视界之外，还是说在大爆炸过程中产生了多个宇宙，发生了多次宇宙大爆炸等等。这并不算是一个非常有趣的理论。

多重宇宙理论之所以得到如此之多的关注，就在于它的另外一个版本：各个不同的宇宙内存着各种不同的物理定律。于是相信多重宇宙的人又利用这个借口来解释，为什么在我们这个宇宙中的物理定律无法被理解——他们会说，因为在每一个不同的宇宙中，物理定律都是不同的。在我看来这是非常非常危险的。

我们需要注意，当有人谈论起多重宇宙理论时，他们是不是在谈论某个具体的理论模型，他们是不是在利用多重宇宙的借口来试图解释我们这个宇宙的种种难以理解之处。这不仅对于人们目前所面对的一些科学难题来说是一种借口，对于试图揭开这些科学难题的科学家来说也是令人沮丧的——因为多重宇宙的信徒试图说明这些问题压根就没法被理解。

如果我们最终发现了一个所谓的大统一理论，从其中必然能够推导出无穷无尽的宇宙，那个时候我们才不得不承认多重宇宙的存在。问题就在于目前没有任何关于多重宇宙的证据。一个科学家必须为自己的理论寻找实验证据。用一个没有任何证据的理论来解释世界为何如此，这肯定不是科学——“连错误都算不是”就是一个非常合适的描述了。

物理学的困境在于缺乏实验数据

三联生活周刊：从这一点来说，目前理论物理学的发展很大程度上依赖物理学家个人的理念。

沃伊特：这确实是其中的危险之所在。而且很不幸的是，理论物理学变得越来越意识形态化。一个学者只要说自己是在研究弦论，声称自己是弦论学家，就像是加入了某个部落一样，在这个群体里人们都拥有类似的理念。这实在不是一种健康的科学研究氛围。

三联生活周刊：弦论是否与原子论有相似之处？人们可能都需要花费数千年的时间去证实或证伪？

沃伊特：这只是一个借口。一个无可逃避的事实是，弦论学家们对于自己的理论没有任何实验证据。所谓因为多重宇宙的存在，所以没有实验证据，或是需要数千年的时间才能找到实验证据之类，都是为一个失败的理论所找的借口——而且这也算不上是说得通的借口。

如果我们回顾原子论发展的历史，就会发现它与弦论的历史非常不同。弦论有非常具体的主张，处理的是非常具体的问题——但是行不通；而在希腊时代的原子论，人们从来没有提出具体的主张，古希腊人也没有去细致地寻找原子论在当时行不通的原因。而人们为了证明弦论已经辛苦工作了30年，发表了2万篇论文，世界上最聪明的人都在为此而努力……他们失败的原因非常清楚。

三联生活周刊：现在是一个成为理论物理学家的好时机吗？

沃伊特：实际上我非常高兴能够成为一个数学家。如果我们比较当今数学界和理论物理学界的状况，会发现数学界的发展更加健康一些。我经常对学生说，如果你对两个领域都感兴趣，那么最好来数学系工作。

在美国的一流大学里，一个非常聪明的人有很大机会在数学界找到终身教职；而他如果想要在理论物理学界找工作的话，就要和太多人竞争，大约只有十分之一的机会能够拿到永久职位……

如果在物理学领域出现一个职位空缺，贴出广告招聘，一定会收到大量杰出人才的申请，那么大学该怎么选择呢？他们只能选择在最热门的领域进行研究的人，而忽略冷门领域的人才，结果就会导致所有人都去研究同一个领域。相比之下数学研究更分散。

三联生活周刊：理论物理学界这样的状况，归根结底是不是因为在过去几十年里，在这个领域都没能取得重大进展造成的？

沃伊特：理论物理学研究的问题在于，当前人们的研究领域越来越集中于短距离、高能量的相互作用，而我们基本上已经没有足够的技术去进行任何验证了。人们花了20年的时间建造了大型重子对撞机，并且取得了一些成就，但现在人们已经在议论，在大型重子对撞机的对撞能量范围之外会发生些什么。想要得到这个答案，将会花费很长的时间和巨大的资金。

理论物理学领域，在传统上是由实验所驱动的。你开动一个粒子加速器，通过实验寻找新的粒子和新的物理现象，然后大家就会集中在这个领域进行研究。但现在，因为技术原因，我们已经无法再做出这样的重大实验发现，也没法再通过实验开创出一个全新的研究领域。即使我们应用与之前相同的研究方法，也已经没有更新的来自实验数据的启示了——这正是理论物理学发展越来越不健康的原因之一。

而另一方面，数学并不是一门实验性的科学，它并不在乎技术的进步，数学有其自身关于是否取得进步的标准，它不依赖任何来自外界的输入，它只需要依照自身的方向一直前进。

物理学家应该和公众对话

三联生活周刊：从爱因斯坦的时代以来，物理学研究发生了哪些改变？

沃伊特：情况已经完全不同了。在上世纪初，爱因斯坦活跃的年代，理论物理学家还是一个非常小的群体，他们也有大量的实验数据可以参照。量子力学之所以发展得那么迅速，就是因为在当时有大量的原子光谱的数据。你可以从中得到很多启发，进而发展出自己的理论。现代的理论物理学家们没有足够的数据可以分析。

但另一方面，爱因斯坦（在发展广义相对论的过程中）与现在的物理学家所面对的局面也有相似之处。在当时牛顿力学仍然可以说是非常成功的，而爱因斯坦没有很好的实验数据可以供他去验证自己关于时空本质的理论。所以他也经常和数学家交流，了解数学家们对于几何的理解，并且试着应用到自己的理论中。这对我们现在的研究也有借鉴意义，如果你没有足够的数据，那么与数学家交流，从数学结构中得到灵感也是一个好办法。

三联生活周刊：物理学家究竟是应该为自己所研究的理论感到狂热，还是应该保持冷静的态度？

沃伊特：一个著名的理论物理学家曾经说，选择一条道路进行研究是非常辛苦、也非常容易感到沮丧的。因此想每天起床之后都能充满活力地进行研究，就必须对于自己所探索的理论充满热情，让自己相信这项研究是走在了一条正确的道路上。我想，这是物理学家为自己打气的一种方式。

其中的问题在于，在面对公众的演讲中，他同样会竭力宣传自己的想法是肯定正确的。这样一个非常聪明而有活力的物理学家站出来，向大家讲述某个想法一定行得通，但是他又绝对不会说在他的理论中其实存在很大的问题，有些想法其实是行不通的，这就有误导公众的危险了。物理学家在面对公众时必须更加诚实。

三联生活周刊：大多数人都认为理论物理学太深奥难懂，另一方面现代物理学又有其自身的困境。在这样的情况下，物理学家是否应该直接与公众进行对话呢？

沃伊特：我想公众对于这个领域仍然非常地好奇。理论物理学家们思考的很多问题都非常深奥，但也正是大众所感兴趣的话题，比如这个宇宙从何而来？宇宙又将怎么发展？宇宙万物是如何运转的？公众有权从专家那里得到关于这些问题的回应。

科学家应当回答大家的问题，和公众进行沟通。而我的担心在于，有些科学家在对待公众时并不完全诚实。我们理解了什么，什么是我们还不理解的，关于这些问题应当坦诚地向公众说明。一些物理学家会直接向公众宣传诸如弦论、多重宇宙等等还没有任何证据的理论。他们只是在宣传自己所相信的理论，而不是诚实地承认，我们并没有相关的证据。

三联生活周刊：在美国情景喜剧《生活大爆炸》（The Big Bang Theory）里塑造了一个理论物理学家谢尔顿·库珀（Sheldon Cooper）的形象。你对这样一个人物有何看法？它是否能够帮助人们理解物理学家？

沃伊特：我个人还挺喜欢这个电视剧的，但我有一些同事并不喜欢，认为它是在拿理论物理学家开玩笑。但我认为这是一种友善的搞笑方式。一个很有意思的地方是，电视剧里的黑板实际上是由真正的物理学家写上去的，你可以看出他们正在研究的课题。谢尔顿肯定不是一个典型的理论物理学家，他只是喜剧人物，把物理学家的一些行为极端化。这也正是很多物理学家不喜欢这个形象的原因。 物理宇宙数学理论物理三联生活周刊科技新闻