愛德華·威頓

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Edward Witten

愛德華·威頓(Edward Witten)是美國著名物理學家，菲爾茲獎得主，普林斯頓高等研究院查爾斯·希莫尼（Charles Simonyi）教授。威頓是超弦理論最明智與最坦率的倡導者之一，他創立的M理論結合了所有超弦理論（共五種）和十一維的超引力理論，被認為是現在最有希望將自然界的基本粒子和四種相互作用力統一起來的理論。在轉向超弦理論之前，他對粒子物理學和量子場論特別是量子色動力學以及更高維理論做出過許多重要貢獻。 威頓作為第二次弦革命的主將，被美國《生活》周刊評為第二次世界大戰後第六位最有影響的人物。現在的物理學家中威頓的H指數最高，被普遍認為是當代最有影響的物理學家。

中譯名：愛德華˙威頓	研究領域：理論物理 數學物理
英文名： Edward Witten	畢業院校：布蘭代斯大學 普林斯頓大學
國籍：美國	主要成就：創立M理論
民族：猶太人	代表作：《超弦理論》
出生時期：1951年8月26日	導師：戴維˙格羅斯（David Gross）
出生地：馬里蘭州巴爾的摩	榮譽：美國國家科學院院士、英國皇家學會外籍會員
居住地：新澤西州普林斯頓	獎項： IMU菲爾茲獎、美國國家科學獎章、ICTP狄拉克獎、 阿爾伯特˙愛因斯坦獎、亨利˙龐加萊獎、克拉福德獎、牛頓獎章
職業：物理學家 數學家

成長履歷

格羅斯，霍金，威頓，斯特羅明格，丘成桐

威頓(Witten)於1951年8月26日出生於美國馬里蘭州巴爾的摩，中學畢業後進入約翰·霍普金斯大學學習，後轉學布蘭代斯大學，並於1971年獲得學士學位。他在大學裡主修的是歷史，並對語言學、經濟學有著濃厚的興趣，他原打算成為政治家或者新聞記者。為此，他曾在1972年民主黨候選人喬治·麥克格文(George Mcgovern)的總統競選團隊工作過一段時間。但威頓後來擔心，如果投身政界或者新聞界，容易迷失自我。1973年起，他進入普林斯頓大學研究生院學習套用數學，一年後轉入物理系，主修粒子物理學，並分別於1974年和1976年獲得碩士和博士學位，他的導師是2004年諾貝爾物理學獎獲得者戴維·格羅斯教授。在獲得博士學位後，威頓前往哈佛大學從事博士後研究。1980年9月，威頓被聘為普林斯頓大學物理學教授。1987年起任普林斯頓高等研究院教授，1997年起任查爾斯·希莫尼（Charles Simonyi）教授。
Princeton University, Ph.D. 1976;
Harvard University, Junior Fellow, Harvard Society of Fellows, 1977–80;
Princeton University, Professor 1980–87;
Institute for Advanced Study, Member 1984, Professor 1987–97,
Charles Simonyi Professor 1997–;
MacArthur Fellowship 1982
科學成就
威頓是一位享譽世界的物理學家。在他年僅29歲時，由於在量子場論方面表現出了超人的想像力和理解力，被普林斯頓大學物理系聘為教授。此後，他的研究重點集中在弦理論，並逐漸成為這一領域的領袖科學家。

超弦

弦理論（string theory）-模型圖1

弦理論（string theory），即弦論，是理論物理學上的一門學說。弦論的一個基本觀點就是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的粒子。這些看起來像粒子的東西實際上都是很小很小的弦的閉合圈（稱為閉合弦或閉弦），閉弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子。儘管弦論中的弦尺度非常小,但操控它們性質的基本原理預言,存在著幾種尺度較大的薄膜狀物體,後者被簡稱為"膜".直觀的說,我們所處的宇宙空間也許就是九維空間中的三維膜.弦論是現在最有希望將自然界的基本粒子和四種相互作用力統一起來的理論。

弦理論（string theory）-模型圖2

弦理論（string theory）-模型圖3

1984—1985年，弦理論發生第一次革命，其核心是發現“反常自由”的統一理論；1994-1995年，弦理論又發生既外向又內在的第二次革命，弦理論演變成M理論。威頓所創立的M理論結合了所有超弦理論（共五種）和十一維的超引力理論。儘管M理論已取得累累碩果，由於目前的條件限制，不可能用實驗手段對其進行檢驗。目前無法獲得實驗證明的原因主要有兩個：其一是目前尚沒有人對弦理論有足夠的了解而做出正確的預測；另一個則是目前的高速粒子加速器還不夠強大。科學家們使用目前的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論里主要的超對稱性學說所預測的超粒子。種種跡象表明，M理論最深層的奧秘尚待揭示，什麼是M理論的真面貌，仍然是一個懸而未決的問題。為了充分了解它，威頓認為需要發明新的數學工具。　
作為一名物理學家，威頓有著非凡的數學能力，他不僅精通物理學和數學，而且將這兩門學科緊密地結合在了一起。他專長量子場論，弦理論和相關的拓撲和幾何。他的主要貢獻包括廣義相對論的正能定理證明，超對稱和莫爾斯理論，拓撲量子場論，超弦緊化，鏡像對稱，超對稱規範場論，和對M理論存在性的猜想。 他提倡的方法和途徑，在科學界產生了巨大的影響。因此，他在物理學界和數學界都享有極其崇高的榮譽。由於在理論物理學的指引下解決了一些數學難題，威頓於1990年在東京舉行的國際數學家大會上獲得了菲爾茲獎。威頓也是迄今為止唯一獲得菲爾茲獎的物理學家，他的工作集中於理論物理、數學物理領域，是當今少有的能在數學和物理兩大學科上都做出第一流成果的科學家。
獎項
愛因斯坦獎，1985年（Einstein Medal 1985)
狄拉克獎，1985年（International Centre for Theoretical Physics，Dirac Prize and Medal 1985）
Alan T. Waterman Award ，1986年（National Science Foundation, Alan T. Waterman Awa

威頓獲得狄拉克獎

rd 1986）
菲爾茲獎，1990年（Fields Medal 1990）
Dannie Heineman獎，1998年（American Institute of Physics and American Physical Society, Dannie Heineman Prize for Mathematical Physics 1998）
美國國家科學獎章，2003年（National Medal of Science 2003）
亨利·龐加萊獎，2006年（Henri Poincaré Prize 2006）
克拉福德數學獎，2008年（Crafoord Prize in Mathematics 2008）
洛倫茲獎，2010年（Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, Lorentz Medal 2010）
伊薩克·牛頓獎章，2010年（Institute of Physics, Isaac Newton Medal 2010）

電子、中微子和夸克-內部結構模型圖

主要榮譽
美國科學與藝術院院士，1984年當選
美國國家科學院院士，1988年當選
英國皇家學會會員，1988年當選
工作評價
弦理論問世已經有近40年歷史，其間受到過一些人的諷刺和質疑，但也受到過熱烈的讚揚和吹捧。因提出電弱統一理論而共享1979年諾貝爾物理學獎的溫伯格、薩拉姆和格拉肖三位物理學家就對弦理論有著截然不同的態度。薩拉姆在晚年把注意力轉向超弦理論，溫伯格是該理論熱情而雄辯的支持者，格拉肖則是一位徹底的超弦理論反對者，他說自己“

正在等待著超限的斷裂”。加拿大圓周理論物理研究所的創始人斯莫林則認為弦論作為一個科學理論，它失敗了。因為它吸引了大量的資源，招攬了最優秀的頭腦，嚴重傷害了在其他路線上追求的年輕物理學家。所以它也拖累了其他物理學的前進步伐。
愛因斯坦晚年致力於統一電磁理論和引力理論，但從未取得真正令人滿意的成功，但他建立統一理論的思想卻始終吸引著成千上萬的物理學家。M理論在一定程度上可以說實現了統一場論的初衷，儘管它至今沒有獲得任何強有力的實驗證據的支持。目前，有利於M理論的證據與日俱增，已取得令人振奮的進展。此外，M理論（弦理論）對數學的發展起到了極大的推動作用。這也正是威頓這位“非專業數學家”能夠獲得數學界最高榮譽菲爾茲獎的原因。 不管最後的結果怎樣，威頓對物理學的貢獻都將是物理學史上濃墨重彩的一筆。
人物評價
威頓具有深刻的物理直覺和高超的數學能力，受同行的廣泛讚賞。

英國著名數學家、菲爾茲獎獲得者麥可·阿蒂亞曾說：
“雖然他肯定是物理學家，不過他對數學的掌握很少數學家能比得上……他一次又一次超越了數學界，以巧妙的物理直覺導出新穎深刻的數學定理……他對現代數學影響巨大……憑著他物理再次成為數學的豐富靈感和直覺源頭。”
英國物理學會的現任主席Jocelyn Bell Burnell教授在2010年牛頓獎章頒獎典禮上說：“威頓教授的獨創性、物理直覺和數學才能革新了物理學科，他是一名極具創造力且多產的理論物理學家，他在量子場論、廣義相對論、超弦理論等領域的工作對其他物理學家產生了巨大的影響。”
經典語錄
“我相信21世紀是生物學的黃金時代，但我同樣相信，21世紀也是物理學的黃金時代。”
“弦理論是21世紀的物理偶然落在了20世紀。”