诺贝尔奖得主威尔切克:“花瓶”物理学
作者|弗兰克维尔泽克
翻译|胡风、梁
来源：享受学术
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自1950年以来，基础物理研究对技术的贡献几乎为零。这是因为物理学家过于沉迷于对美的追求吗？
如果一项研究的思想与实践脱节，但想法特别美好，物理学家是否应该为这样的研究感到愧疚？应该如何评价这类作品？在现实生活中，科学家经常会遇到这样的问题。一方面是展开想象的翅膀带来的喜悦和可能的荣耀；另一方面，它是朝着既定目标稳步前进的实际回报。在这两者之间，我们必须权衡。
在基础物理研究的前沿领域，两者的冲突尤为突出。基础物理研究旨在分析现有规律无法解释，只能通过发现新规律才能理解的物理现象。直到20世纪初，基础物理研究本身还是最重要的应用物理之一。通过揭示原子和光的量子秘密，物理学为化学、材料科学和工程奠定了基础。
1929年，物理学家保罗狄拉克宣称：“对于大多数物理和化学作为一个整体，我们都知道他们的数学理论所依据的基本物理定律。”我们对这些基本规律的验证已经远远超出了实际应用所要求的精度，以至于我们放宽了“实际应用”的定义。证明这一成功的是一个具有讽刺意味的事实：20世纪50年代以后，基础物理领域的发现对技术的贡献微乎其微。
基础物理研究中还存在一些重要的“不切实际”的问题。例如，宇宙的大部分质量来自于一种所谓的“暗物质”——，它不是电子、光子、夸克、胶子或中微子。尽管研究人员为探索暗物质等问题付出了巨大努力，但研究进展仍然缓慢。那么，一个雄心勃勃的理论物理学家能做什么呢？
数学家们几千年来一直面临着一个类似的问题：是选择纯研究还是应用性工作？在G.H .哈代1940年出版的《数学家的道歉》(一个数学家的道歉)》一书中，他为纯研究提供了一个硬核的理由：“但是一个普通的应用数学家的立足点，某种程度上是不是有点可怜？‘想象的’宇宙远比这个笨拙的‘真实的’宇宙更美。”
另一方面，约翰冯诺依曼在他1947年的第《数 学 家》章(《数学家》)中谴责了这种纯粹性：“当一门数学学科远离它的经验来源时……它将面临严重的危险。越来越有美感了。在这一点上，我认为唯一的补救办法是回到原点，即或多或少结合一些实际的想法。”
我认为冯诺依曼在这个论点中占了上风。在他的职业生涯中，他利用自己的数学天赋成为博弈论和计算机科学的先驱，从而在纯科学和实用技术方面留下了巨大的科学遗产。
简单来说，有的科学家更注重理想美，有的科学家更注重经验真。我自己的方法是遵循哥白尼、伽利略、开普勒的伟大传统，以美为真理的指南。这种研究方法在纯粹的基础物理研究中变得困难和缓慢，因为我们已经学到了太多。然而，知识的积累带来的诅咒也有好的一面，让我们有信心在想象和现实之间架起一座桥梁。
所以，不！我不会因为有一个漂亮的主意而感到内疚。但我不能，也不愿忘记我心中的英雄理查德费曼（理查德费曼)含蓄的警示："不管你的理论有多美，也不管你有多聪明，如果它与实验不符，那就是错的。"
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插图：托马兹瓦伦塔
20世纪50年代以来，基础物理研究对技术的贡献微乎其微。物理学家是否过于关注美？
物理学家是否应该为研究没有现实结果的想法而感到内疚，仅仅因为它们在智力上是美丽的？这样的作品应该如何评价？这些问题经常出现在研究科学家的生活中。我们必须权衡想象飞行的乐趣和潜在的荣耀与朝着明确目标稳步前进的更坚实的回报。
这种困境在基础物理学的前沿变得尖锐。直到20世纪初，基础物理——即研究不能用现有定律解释但需要发现新定律的现象——也是最重要的应用物理。通过揭示原子和光的量子秘密，物理学为化学、材料科学和工程奠定了基础。
1929年，物理学家保罗狄拉克宣布，"大部分物理和整个化学的数学理论所必需的基本物理定律……是完全已知的。"这些基本定律现在已经以远高于实际应用所需的精确度得到了检验——甚至允许对"实际"进行宽泛的解释具有讽刺意味的是，这一胜利表明，自20世纪50年代以来，基础物理的发现对技术的贡献微乎其微。
基础物理中仍然存在一些大的"不切实际"的问题，比如宇宙中的大部分质量是由非电子、光子、夸克、胶子或中微子——即所谓的"暗物质"组成的。但是实验者和观察者必须流血来探索这些问题，并且进展缓慢。那么，一个雄心勃勃的理论物理学家要做什么呢？
几千年来，数学家们在纯工作和应用工作之间面临着类似的选择。在他1940年的著作《数学家的道歉》中，G.H。哈代为纯粹性提出了一个核心的例子，"但是一个普通的应用数学家的地位在某些方面不是有点可悲吗？……'想象的'宇宙比这个愚蠢建造的'真实的'宇宙要美丽得多。"
另一方面，约翰冯诺依曼在他1947年的论文《数学家》:中谴责了纯粹性，"作为一门远离其经验来源的数学学科……它被非常严重的危险所困扰。它变得越来越纯粹审美化，……无论何时达到这个阶段，对我来说唯一的补救办法似乎是重新回到源头：或多或少直接的经验主义思想的重新注入。"
我认为冯诺依曼在这个论点中占了上风。在他自己的职业生涯中，他利用自己的数学天赋开拓了博弈论和计算机科学等领域，留下了巨大的遗产，既有实用性，也有知识性。
简单来说，有些科学家关注的是理想的美，有些关注的是经验的真理。我自己的方法，遵循哥白尼、伽利略和开普勒的伟大传统，一直是用美作为真理的指南。这种方法在纯基础物理中变得困难和缓慢，基本上是因为我们已经知道了这么多。但是，知识的"诅咒"使我们有能力满怀信心地建造连接想象和现实的桥梁。
所以，不，我对想出好主意并不感到内疚。但是我不能也不想摆脱我的英雄理查德费曼含蓄的挑战：“你的理论有多美并不重要，你有多聪明也不重要。如果和实验不符，那就错了。”
弗兰克维尔泽克
弗兰克维尔切克(Frank Vilcek)是麻省理工学院的物理学教授，也是量子色动力学的创始人之一。他因发现量子色动力学的渐近自由而获得2004年诺贝尔物理学奖。
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