物理学已停滞——需要另一个爱因斯坦来革新她，物理学家艾维·劳埃伯称
哈佛教授艾维·劳埃伯声称靠一个伟大的头脑来革新物理学的潜力比以往更大
基思•斯宾塞 作
（2020年9月6日）
左 芬 译
艾尔伯特∙爱因斯坦的工作如此地革新了物理学，以致于谈论起他时很难不陷入一种圣徒言行录。的确，他的才华是如此地家喻户晓，以致于他的姓变成了“天才”的代名词，而他的大脑则被保存下来研究。
然而，尽管爱因斯坦不可否认地是一个聪明的家伙，我们在回顾历史进程时不能不注意到那些多米诺骨牌都已经在那，摆好了，就等着某个像他一样的人去开始推倒他们。爱因斯坦的部分才华不过只是认识到这一点。艾维∙劳埃伯，哈佛大学物理系的一名教授同时也是科学美国人的定期专栏作者，告诉我他认为哪怕爱因斯坦未曾出生，他的物理学启示也将被其他人所发展起来。“那可能需要多花几十年，”劳埃伯澄清道。“许多爱因斯坦独力承担的事情——大概有至少10个物理学中经典的工作，每一个都是一项重大的智力成就——你知道，他们将会被不同的人发现，我想，”劳埃伯接着说，“这说明了他的天赋。”
劳埃伯正为庆祝爱因斯坦生活与工作的一个公共项目做顾问。这一项目在希伯来大学举行，那儿主持了爱因斯坦文件的一个档案馆。这个项目，“爱因斯坦：显现不可能”，被规划为公众与爱因斯坦工作相接触的一个互动式线上展览。作为一个物理学家同行，爱因斯坦的工作和他的生活多年来在劳埃伯的心里有着很重的分量，这也是为什么他对帮助筹办感兴趣。
不过，当考虑到爱因斯坦的传留时，劳埃伯说我们应当分清物理学世界哪些已经改变，哪些没有。在1890年，当爱因斯坦读大学时，物理学知识仅仅只是当今知识的一个躯壳。量子力学，暗物质，核物理以及大多数的基本粒子都是未知的，而天文学家对宇宙的本质知之甚少——甚至不清楚我们的星系以外是否还有别的星系存在。如今，许多物理中的重大发现都是凭借有史以来建造的最大和最昂贵的一些科学装置来得到的：比如引力波天文台，或者欧洲核子研究组织的大型强子对撞机。
在当今的物理学景观下，是否可能再次出现一个爱因斯坦式的物理学家呢？——某个人，比如说，在一个专利局工作，静静地思考时空的本质，然而其启示导致几乎整个领域需要全盘的反思呢？
劳埃伯认为答案是肯定的。“在物理学上空有一些乌云，”劳埃伯对我说，“人们可能会告诉你，‘我们只需弄清楚哪种粒子组成了暗物质，它只不过是另一种粒子而已。它有一点弱力，仅此而已。’但我认为极有可能我们错过了一些非常重要的要素，而一个才华横溢的人可能在未来几年意识到它们。”劳埃伯甚至说当前一场革命性的物理学突破的潜力“并不小——事实上现在更大”，相比于在爱因斯坦的时代。
我在电话中跟劳埃伯谈论了爱因斯坦的传留，以及物理学如何在某些问题上变得“停滞”；跟以往一样，这次访谈经过了精炼和编辑，以便发表。
作为开始，我们来聊聊爱因斯坦对科学的贡献。是什么驱使你来帮助筹办这次爱因斯坦传留庆典呢？
哦，首先，爱因斯坦的狭义相对论革新了我们对空间和时间的观念。空间和时间是绑定在一起的实体这一事实，然后光速是终极速度，以及你能把质量转换为能量，这一点特别是在核能中得到了证实。然后不久，他做出了对量子力学的极其重要的贡献，当然还有发展了广义相对论，这个他发表在1915年9月，105年前。令人惊讶地，恰好100年后，引力波被LIGO（激光干涉引力波天文台）
实验探测到——并且它们不但证实了引力波，即爱因斯坦理论所预测的时空中的涟漪，是存在的，而且这些引力波的源动力是黑洞，后者也是爱因斯坦理论的一个预言。
显然爱因斯坦是极富远见的，但在某种意义上，他也有同伴——像卡尔∙史瓦西和埃德温∙哈勃——他们的工作帮助他检验和关联他的理论。我曾经设想过，比如说，如果爱因斯坦晚出生30年，会不会有另外的某个人，想清楚相对论，光电效应和所有其他的？
这是个很好的问题。物理学是有关大自然的，对吧？因此我们努力向大自然学习。我们尝试去理解自然，为此我们收集数据直到最终某个人得出正确的观念。问题是，这需要多久呢？我想说的是，我相信相同的观念最终会被发展起来。我不知道会多接近于爱因斯坦想到它们的时间，但最终……可能需要多几十年的样子。但最重要的是，我认为他们会被分割开来。因此，你知道，爱因斯坦独力承担的许多事情——差不多至少10个物理学的经典工作，每一个都是一项重大的
智力成就——他们可能会被不同的人发现。因此，他一个人做出了所有这些发现这一事实说明了他的天赋。
但是你知道，如果你观察那些获得过诺贝尔奖的人，有很多人——这样子的人，他们因为一次重大的发现获了奖，那差不多就是他们一辈子所做的。可能在他们人生的早期或晚期完成的，那都无所谓。但爱因斯坦并非这样。因此他不仅偏离常规，提出原创的思想，而且他这样做了很多次。就这样，你知道，为人类做出贡献。非常大的贡献，我必须说，比如他的广义相对论——空间、时间与引力相关联的思想。
从爱因斯坦时代到现在，看起来物理学已经发生了剧变。如今关于我们宇宙的大多数内在的物理原理似乎已经被明确并检验过了——比如说，粒子物理的标准模型，或者相对论和引力。而且现在许多进展得以发生是因为庞大的团队在政府资助的设备上工作所获取的数据。考虑到物理学的这一景观，实际上是否可能，在当今出现另一个像爱因斯坦的人，一个革新整个领域的人？或者你认为情况已经发生了某种根本性的变化——在实验的资助上，以及我们对宇宙的理解上——以致于这类事情不再可能？
我想说，如你所言，我们的确有了大得多的实验，以及在某些领域更多的实验数据。但我们仍然需要一些人来思考物理学的蓝图，思考所有其他人采纳的假定是否是错的。而且在我们的视野中是有一些乌云的，正如150年前一样。你知道，在那个时候，那时有黑体辐射问题。于是那时的人们想，“好吧，我们只需要澄清那朵黑云，然后我们就把物理学完工了。”【编注：在1890年代，物体在加热时会发出不同颜色的光这一事实是物理学中的一大谜团。其结果是跟量子力学相关联的，而后者的研究促进了物理学中持续至今的一次革命。】
你知道，现在同样也有一些乌云。比如，暗物质的本质，或者宇宙学常数的本质，或者说我们不知道真空从何处获得其能量。人们会告诉你，“噢，这些只不过是些微小的细节。你知道，我们只需要弄清楚暗物质是哪种粒子组成的，它不过是另一种粒子罢了。它有一点弱力，仅此而已。至于暗能量，你知道，它不过是真空的能量密度而已，你知道，因为某种原因它可能更重要一点，因为否则的话我们就不会在这儿存在了。”你看，我们都能互相颁奖，庆贺物理学的完工了。
我相信这是非常相似的【跟19世纪的情形比起来】。而且我认为，极有可能，我们丢失了一些非常重要的要素，而某个有天分的人会在未来的几年，或者几十年，识别出它们。
物理学中的一些“乌云”还有什么，如你所说？
挑战之一是统一量子力学与引力。于是你有了弦理论这一庞大的应急储备，
他们在自己的圈子里自认为正在引领前沿，然而，在过去40年里，却从没有提出过任何可供实验检验的预言。【编注：弦理论统一了量子力学与引力，但是，如同劳埃伯所提到的，没有人知道如何去检验它。】
【弦理论家们】还在宣扬他们是最聪明的物理学家——尽管他们并不在做物理，因为在我的书里，物理学是关于用现实检验你的想法的，通过实验。并且，你知道，我非常相信如果把你的理论放上实验数据的断头台，它的头会被砍掉。但如果你不冒这样的风险去检验它，你可以自我得意。保持你的谦逊的唯一途径是承认存在比你的想法更优越的事物，那就是自然。而且学习的经验告诉我们，你不应该期望预先知道一切事情。
可惜的是，如今这些观点不受欢迎。当下，一切都是为了给彼此留下印象。而这是社交媒体的一部分，你知道，为了吸引他人的注意，努力说些看上去机灵，看上去非常聪明，跟所有其他人说的完全符合的话，所以他们会喜欢你，你在推特上会有更多的赞。好吧。因此这成了动机，于是你获得了更多的奖项，更多的资助，进而你得到了一个终身职位并且所有人都尊重你。
这是不对的。这显然不是爱因斯坦的动机。他并不想努力被人喜欢，那也是为什么他会在一个专利局工作。但他的思想却恰好是对的。在这层意义上，他好像有点儿天真，但那才是正确的方式——你必须永远学习。
所以我会说有同样的潜力——现在甚至更大——因为我们处在一个认可物理学成就的时代。它对经济，政治，如此等等具有巨大的影响。所以我们认可它——但是如果你把目光转向前沿物理学，你知道，这是完全创新性的研究，理应保持开放性的思维——但并非如此。那儿有成群的人，固守着永远无法被检验的思想，而且坚信他们在引领前沿。
对的。所以你想说一些主要实验的前提甚至可能是错的？比如，所有主要的暗物质实验都在试图寻找这种弱作用的，超对称的粒子，但甚至这一假定都有可能是错的？
这儿是一个例子：超对称，你知道，这是几十年前提出的一个想法。【编注：超对称是一种理论，在其中每一个基本粒子，都存在一个“伙伴”粒子；因此对于电子，将会有一个超对称的“超电子”，而对于顶夸克，会有一个超对称的“超夸克”，如此等等。暗物质被理论化为由这些粒子中的一个构成。然而还没有一个超对称粒子被观测到。】人们为这一想法庆祝，并且互相颁奖。欧洲核子研究组织的大型强子对撞机被认为可以探测到最轻的超对称粒子——然而并没有。根本没有超对称的任何迹象。
于是人们显然会说，“噢，可能它在某个角落。”但是它已经被排除掉了——超对称最自然的版本都已经被排除。所以这就是被当成主流的一部分来庆祝的一个想法——不但庆祝，它还被当成弦理论的基础。所以他们把它当成一个构件：“我们知道它存在，把它当成一块砖石放到我们在建造的称做弦理论的塔底下，得到超弦理论。让我们假定我们知道这完全是微不足道的，实验最终会发现它，我们根本无需去考虑它——让我们把它作为我们的塔的一个构件。”
根本不存在。LHC【大型强子对撞机】不曾发现它。那么，人们说，“好吧，暗物质是弱作用的很重的粒子。”——但是几十年过去了，他们什么也没发现。【编注：解释暗物质的一种突出的理论是，它由重的然而几乎不与通常物质作用的粒子组成，尽管他们会互相弹开且具有引力作用。大多数搜寻暗物质的主要实验在尝试发现这类弱作用重粒子，或简称WIMP。】
于是我问实验家们，“你们还打算接着寻找多久WIMP，这些弱作用粒子，既然实验限制已经比预期结果低了几个数量级？”他回答，“只要我得到资助，我会一直寻找WIMP 。”
所以在主流途径中，会有这种偏执性——就好像，我们忠于我们所相信的理念。于是任何偏离路线的人会被边缘化。你知道，任何考虑弦理论之外统一量子力学和引力的其他理论的人都被边缘化了，哪怕并不存在支持弦理论的任何合理的证据。因此我会说如今出现真正革命性突破的潜力并不小——实际上现在会更大【比起爱因斯坦那时候的】。只是，社会压力更大。
所以我们确实需要——我们迫切地 需要另一个爱因斯坦。毫无疑问。
