被授予数学界最高奖的物理学家

爱德华·威滕  

爱德华·威滕（中）获得2024年度基础科学终身成就奖。

■本报记者 韩扬眉 孟凌霄

瘦高的爱德华·威滕拿着笔记本快步走进约定好的采访间，脸上挂着他标志性的微笑。条纹POLO衫配牛仔裤的衣着，让他看上去远没有实际年龄73岁那么大。

爱德华·威滕身上有很多“标签”：

曾经的文科生——本科主修历史学和语言学，梦想成为记者或从政，曾加入美国前民主党总统候选人乔治·麦戈文的竞选团队。

获数学大奖的物理学家——1981年，爱德华·威滕证明了广义相对论中的正能量定理；一年之后，他发现了物理中的超对称与莫尔斯理论的巧妙联系；20世纪80年代末，他开创性地提出了拓扑量子场论，用物理中的量子场论技术得到低维流形中的拓扑不变量。因为这些跨领域的卓越贡献，他于1990年获得数学界最高奖菲尔兹奖，是迄今为止唯一 一位被授予菲尔兹奖的物理学家。

爱因斯坦的后继者——爱因斯坦广义相对论中的一个重要问题是正能量定理的证明。1981年，爱德华·威滕利用源于物理中经典超引力的思想，对正能量猜测给出了一个十分简洁而直观的物理证明。同行认为他是“爱因斯坦的后继者”。

对于这些“标签”，爱德华·威滕笑着让记者“别当真”。他坦承，自己大部分时间都在困惑中度过。而面对困惑，他会让自己休息，或者换一个简单但同样有趣的问题思考。他认为，我们大多数人应“灵活地确定目标，寻找机会，这样才会做得更好”。因为鲜有人能像数学家安德鲁·怀尔斯一样，8年什么也不做，只想证明费马大定理并取得成功。

爱德华·威滕确实是个天才科学家，但他也承认自己本科期间走了弯路。也正是这段弯路，让他发现了自己在数学、物理领域的天赋，并通过潜心钻研成为弦理论和量子场论大师级科学家。

在他看来，没有所谓从事科学研究“最好的年龄”。他自认为在44岁左右才取得了重大突破。爱德华·威滕还在不断地学习，45岁学网球、快70岁学钢琴……

接受完采访，他快步走向1公里外的会场，那里有一场关于几何分析与广义相对论研究的报告。

以下是《中国科学报》对爱德华·威滕的专访。

44岁左右做得最好

《中国科学报》：你在历史、政治和理论物理等领域都有涉猎，是什么促使你作出跨界选择的？

爱德华·威滕：多数情况下，人在年轻的时候并没有意识到自己的天赋所在。如果我在本科时期就学习物理和数学，那会更容易些。但我很幸运地做出了改变。我发现在做那些事情上（文科）没有那么多天赋，并意识到自己更适合物理学。

《中国科学报》：你被大家认为是天才型学者，在你的人生中，有没有迷茫、困惑过？你是如何应对和克服这些挑战的？

爱德华·威滕：首先我不会承认自己是天才（笑）。我向你保证，我大部分时间都在困惑中度过，我想几乎所有研究者都是这样的。要找到正确的问题很难。即使你找到了正确的问题，大多数时候你也不知道该怎么做。所以，大多数的情况是，早上来到办公室，一天结束了，什么都没发生。

在研究毫无进展时，我会暂停手头的工作，换一个稍微简单但同样有趣的问题。这也许会让我在无所事事的几个月后取得进展，也能帮助我更好地理解之前做的工作。就像2023年春天，我休息了一段时间后，有了一个很有趣的想法。一旦被卡住了，我就去休息。

最近，我最感兴趣的是引力和量子力学之间的关系。然而，在过去的几个月时间里，我在这方面没有取得太多进展。所以我休息了一段时间，转而研究与弦理论在特定类型时空中的行为相关的课题。

《中国科学报》：许多人认为35岁是一个年龄门槛，你认为科学研究有“最好的年龄”吗？

爱德华·威滕：每个科学家的情况都不一样，就我而言，我在1994年和1995年做得最好，而当时我已经四十三四岁了。

每10年就有一个亲密的合作者

《中国科学报》：你曾掀起弦理论的两次革命，请问是什么样的学术环境或个人特质帮助你取得了这样的成就？

爱德华·威滕：我很幸运能在正确的时间和地点与合适的人合作，尤其是我在1994年和1995年的工作，也就是你提到的弦理论工作，部分是我和同事内森·塞伯格合作完成的。我们研究的问题不是我一个人就能解决的，所以我很幸运能找到合适的合作者。

我只是发现了一些不错的线索，但有时记者会夸大我的贡献，其实工作是由许多研究者共同完成的。我做研究将近半个世纪，50年里有四五个亲密的合作者，这意味着大约每10年就有一个。

《中国科学报》：你与中国科学家有过许多合作经历，比如著名理论物理学者文小刚曾在你的指导下学习超弦理论。你对中国合作者的印象如何？

爱德华·威滕：我和许多年轻有为的中国学者合作过，他们曾在美国普林斯顿大学学习过。

文小刚曾是我的学生，那时他正在研究弦理论和粒子物理学。他所做的值得关注的工作是关于弦理论中的磁单极子。实际上，我们共同获得了与分数电荷相关的发现。我认为这是一个有趣的结果。

后来文小刚去美国加州大学圣巴巴拉分校做博士后，那里有很多关于凝聚态物理与粒子物理关系的有趣研究。他在凝聚态物理方面最重要的工作涉及拓扑场论，这也是我参与开创的一个方向。但我只在拓扑场论在凝聚态物理应用方面做了少部分研究，主要研究是文小刚做的。

我认为文小刚是极其优秀的研究者，也是我最好的学生之一。

至于中国学者的共同特点，在很大程度上与特定的文化无关。与杰出的中国物理学家交流，就像与其他国家的杰出物理学家交流一样。

近年来，中国在理论物理领域的进步非常迅速，我相信用不了多久，中国将成为该领域的领导者之一。

“唯一的办法就是去尝试”

《中国科学报》：不少人认为理论物理研究似乎进入了平台期，你怎么看？你觉得下一个突破口会是什么？

爱德华·威滕：科学进步从来都不容易。它永远需要努力工作，也永远无法保证你能取得什么成就。我们不知道极限在哪里、不知道还能走多远。要想知道，唯一的办法就是去尝试。

至于下一个突破口，最近我被问过好几次这个问题。

我的一个想法与我一直提到的量子力学和引力的方向有关，它也许是最先可能取得突破的“黑马”——在时间依赖背景下的弦理论。不过，我们对此了解得并不多，我已经琢磨了很久，但仍有待突破。

我认为科学研究最难的就是找到合适的问题。你必须找到一个既简单又有趣的问题，既能让你取得进展，又能让你在解决问题的过程中有所学习。而这样的问题很难找到。

很少有人像安德鲁·怀尔斯那样，8年来什么也不做，一心只想证明费马大定理，并最终取得了成功。对我们大多数人来说，花8年时间执着于一件非常想做的工作，最终很可能一无所获。因此，对我们大多数人而言必须更加灵活，在某一段时间做自己能做的工作。

虽然有时候进步没有那么快，但如果你回顾过去几十年，就会发现确实发生了变化。

年轻时，尽其所能灵活地学习

《中国科学报》：在科研领域，是什么让你保持动力？

爱德华·威滕：科学研究很艰苦，但我充满好奇和兴趣。我相信，对于那些在物理和数学研究领域取得成功的人来说，虽然偶尔会感到疲倦，但保持动力并不是问题。

我的导师戴维·格罗斯曾将科研比喻为登山。意思是，偶尔我们会到达山顶，但在大部分时间里，我们都在一步一步的登山途中。虽然没有发生质变，但乐在其中。

也许10年后你问我这个问题，我会告诉你“我太累了，没时间做研究了”。但现在，我还没有失去动力。

《中国科学报》：对于有志于从事物理学研究的年轻学者，你有什么建议或忠告？

爱德华·威滕：年轻时尽其所能去学习，并且要灵活。不要对你想解决的问题抱有太多成见，要对不同的机会持开放的态度。有些人决心只解决一个问题，他们成功了。但大多数人，在大多数时候，如果能灵活地确定目标，寻找机会，会做得更好。年轻人需要应对不同的环境，对别人提出的、你想不到的新想法作出反应。