Steven Weinberg
史蒂芬·温伯格被认为是当今世界仍然健在的最杰出的理论物理学家之一。他在基本粒子和宇宙学研究领域的卓越贡献曾为他赢得无数奖项，包括1979年的诺贝尔物理学奖、1991年的国家科学奖章和2004年的本杰明·富兰克林物理学奖章。除了研究本身，史蒂芬·温伯格同时还是科学研究领域重大课题的公共代言人，时常对公众关心的国际重大科研项目和物理学前沿学科等问题发表演讲和评论。近日，赛先生邀请本刊“品质委员会”的8位物理学家提问温伯格教授，请他分享了自己对一些物理学基本问题和未来方向的看法。
采访 赛先生品质委员会特邀物理学家
翻译 凌复华（旅美退休物理学教授）
文小刚 赛先生主编
麻省理工学院格林讲席教授
文小刚：目前量子场论是描写我们世界的一个标准方法，包括您所发展的描写所有基本粒子的标准模型。但量子场论中有一个众所周知的问题：紫外发散。您认为量子场论有可能成为自然界的一个基本理论吗？在我们寻求自然界基本理论的过程中，量子场论会不会代表一个错误的方向？那什么是正确的方向？
温伯格：无论量子场论会不会是自然界的一个基本理论，它肯定是物理学的一个重要工具，因为任何满足一定物理要求的理论，在足够低的能量下都表现为量子场论。紫外发散未必是一个严重问题，因为总可以通过重新定义该理论的参数而予以消除。对一些所谓的“可重整理论”，即便当该理论只涉及有限个自由参数时也可以做到。基本粒子的标准模型就属于这一类。其他理论，包括任何涉及重力的量子场论，必须容许无限个参数。仅当能量与表征这些参数尺度的某种基本能量（如普朗克质量）相比很小时，这样的理论才保留其预测能力。在较高能量下，该理论便失去效用，除非（a）它并入某种非场论的理论，如弦理论；（b）理论中的无限多个参数在重整化群变换下获得的能量依赖关系趋于一个固定点（即渐近安全性的可能性）。
祁晓亮 斯坦福大学物理系副教授
祁晓亮：有无可能在不久的将来实验观测量子引力效应？对超对称性您怎么看？您是否认为超对称性将很快被LHC（译注：大型强子对撞机（Large Hadron Collider）的缩写，它是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器，将质子加速后对撞。大型强子对撞机坐落在日内瓦近郊，位于瑞士和法国的交界侏罗山地下100米深处，总长17英里（含环形隧道）的隧道内。2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。）证实或证伪？
温伯格：短期内观测到量子引力效应的唯一希望在宇宙学中——例如，观测极早期宇宙中量子涨落的遗迹。关于超对称性，谁知道呢？可能很快就会被观测到，这也是我的期望。
许岑珂
加州大学圣塔芭芭拉分校物理系副教授
许岑珂：弦理论早先提出时被认为是物理宇宙的“万有理论”，特别是量子引力的候选理论。但现在，越来越多的弦理论学者开始研究凝聚态物理学。这是否意味着我们需要重新评估弦理论的意义和未来？
温伯格：但愿我们能知道如何评估弦理论的意义和未来。它对基础物理而言或许是一条死胡同，但我不曾听说任何其他更有前景的想法。
翁征宇 清华大学教授
翁征宇：您对代表基本定律两个相反观点的还原论和演生论怎么看？多体复杂系统如凝聚态和生物学中的演生规律在低能量无法进一步简化，从这个意义上看，它也是一条基本定律。例如，凝聚态强关联电子系统中演生出的基本元激发粒子和规范场，对生活于其低能世界的“外星人”来说，就是基本的，除非它们有高于1eV的加速器来揭示出背后的“高能”电子才是系统的构造砖块。
温伯格：复杂宏观系统中发现的任何“定律”，其成立都是由于更深层的微观定律。否则我们如何能理解这样的“定律”适用于什么系统呢？
赵平 哈佛－史密森天体物理中心研究员
赵平：您怎样看待暗物质和暗能量？它们可能是什么？它们会不会就像100多年前迷惑物理学的以太那样，到头来一个崭新的革命性理论告诉我们，其实无须暗物质和暗能量就能解释我们的可观测宇宙？如果它们确实存在，您认为其发现是否会创建新的物理学？
温伯格：我看不出如何能够使目前的天文观测结果与任何不包含暗物质和暗能量的理论相契合。暗物质只是某种有待发现的弱相互作用粒子——也许是很轻的轴子，或者是根据超对称理论预测的重粒子之一。暗能量则更神秘一些，它并不存在于粒子之中，而是存在于空间本身。其神秘性并不在于暗能量为何存在，而在于它为何如此之少，因为量子涨落中能量的粗略估计给出的数值远大于所观测到的数值。
是的，暗物质粒子的发现，或者能够解释暗能量观测值的理论，将是物理学向前迈进的一大步。
赵平：斯蒂芬·霍金教授警告我们不要接触外星文明，因为先进的外星文明可以轻松地毁灭人类，就像一个人毁灭一窝蚂蚁。您怎么看？人类是否应该积极地寻找并努力接触外星文明？
温伯格：如果只是像SETI(译注：是一项利用全球联网的计算机共同搜寻地外文明（Searchfor Extraterrestrial Intelligence）的缩写，中心平台位于加州萨克拉门托伯克利空间科学实验室，于1984年创立。)所做的那样听取地外文明信号，并不会造成什么危害。至于接触外星文明，或许我们已经在这样做了，我们所使用的电磁波，其频率足以穿透大气电离层，逸入太空。
陈学雷 国家天文台研究员
陈学雷：我知道您向来支持多重宇宙理论。我听说过一则玩笑：2005年，马丁·里斯说他愿意赌上他自家狗的性命来支持多元宇宙的存在，安德烈·林德说他愿意堵上他自己的性命来支持多元宇宙的存在，而您说您愿意赌上马丁·里斯的狗和安德烈·林德的性命来支持多重宇宙的存在。经过这么多年，您对多重宇宙和人择原理（译注：人择宇宙学原理由鲍罗和泰伯拉提出。这条原理的大意为：正因为人类的存在，才能解释我们这个宇宙的种种特性，包括各个基本自然常数。因为宇宙若不是这个样子，就不会有我们这样的智慧生命来谈论它。）的观点是否有任何改变？
温伯格：从我开的小玩笑可以很明显看出，我不至于像里斯或林德那样，赌上我自己或者宠物的性命来支持多元宇宙。多重宇宙只是一种猜测，但我想这是一种合理的猜测，应当认真对待。
曹则贤 中国科学院物理研究所研究员
曹则贤：关于人择原理，海因里希·赫兹曾在他的著作《力学原理》中指出，我们只在特殊意义上谈论合适性，也就是在不考虑人在自然界中的偶然位置的前提下，尝试客观地接受我们的全部物理知识，并以简单方式阐述这种知识。人择原理是为了把人与理论联系起来。您认为这种类型的理论可以给出一种清晰的数学表达式吗？如果不能，我们还能称其为理论吗？
温伯格：人择原理在多重宇宙理论中是说得通的，它在其中是一种常识。但它当然永远不能提供精确的预测。
毛淑德 清华大学/国家天文台教授
毛淑德：意识能否最终用物理学来解释？人脑中会发生量子纠缠吗？
温伯格：我对量子纠缠与意识之间的任何联系都深感怀疑。我们也许能发现意识的客观基础，但我看不出它究竟能如何描述意识感觉。
凌复华 译者，退休物理学教授
凌复华：16~17世纪科学革命对18世纪第一次工业革命产生了怎样的影响？未来的科学革命或重要科学进展对下一步工业革命将可能造成何种影响？
温伯格：根据我从历史著作中所搜集的资料看来，第一次工业革命的先驱们并未过多受到科学革命的影响。影响的方向似乎恰恰相反，蒸汽机的发展导致了热力学的形成，而非相反的情况。但之后的电子、光学、核能等方面的工业发展，肯定是建立在科学发现的基础上的。
凌复华：您能否进一步说明文艺复兴可能对科学革命造成的影响？
温伯格：我所知道的就是我在书中所说的，15世纪的文艺复兴使人们重新燃起了对自然界的兴趣。
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