Frank Wilczek的迷人生活

N诺贝尔奖得主弗兰克·威尔切克的新书，基础：现实十的钥匙它既是一种思考外在世界和内在世界的丰富性的方式，也是一种传统宗教的替代品，一种通过科学“重生”的方式。我被要求审查它纽约时报¹因为它是明确的非科学家的书，并且在为我的小说做研究时，失去了,希望，我会养成阅读Laypeople的物理学的习惯。对我来说，这些书籍分为两种类型：那种概述读者的智慧，并将作者在理论上的工作中解决的问题，以及使用摘要和有时华丽的语言的那种努力推动她尽可能认真地抓住。暗示宇宙的奥秘。我通常更喜欢第一个，但我可以被第二个诱惑;我喜欢wilczek的东西基础知识在那似乎占据了一个中间的地面，以简单但精确的语言在自然中引入了最大和最小的事情的想法。

在采访物理学家时，我总是对他们是如何工作的，以及什么样的性格适合这个学科感兴趣。威尔切克在他位于马萨诸塞州康科德的家中通过Zoom与我进行了交谈。他穿着一件蓝色格子法兰绒衬衫，口袋里有不止一支钢笔，在我们的谈话中，他很快就笑了，并补充了一个观点。当他集中精力解释某件事时，他会在眼镜后面闭上眼睛一会儿。我们的谈话加深了我从他的书中得到的一种印象:他是一个非常快乐的人，他的快乐在很大程度上来自于智力的努力，其中物理是主要的，但不是唯一的激情。

我喜欢从帕斯卡的引用基础知识关于他自己的存在的恐怖：“宇宙抓住我，像斑点一样吞下我。”你能记得，要么是孩子还是甚至最近，仰望天空并被自己的含量吓坏了？

我不害怕。作为一个孩子，我在罗马天主教中长大，所以这影响了我对宇宙的看法。我当然害怕下地狱，但不害怕宇宙的大小。我认为，这只是一个与日常生活无关的事实，当然也不觉得有什么压迫。随着我的成长，我的态度发生了变化，我开始更多地思考地球和地球上的人的渺小。但对于帕斯卡来说，被宇宙的大小吓到，这是一件很奇怪的事情。

我本不想问的，但既然你说你是天主教徒，你是不是有失忆的时候?还是你还…

是的，肯定是。有危机。天主教称为确认的仪式。当您达到12或13岁的理性年龄时，您可以获得更知情的承诺。我们度过了一个周末。这真的很激烈，经过教义和热情。我非常接受。我一直在认真考虑在教授中提出的问题并试图将其作为真理解释。与此同时，我正在学习科学和阅读颠覆性的人，如Bertrand Russell。但是，撤退将事物带到头部。 In the moment, I held to the faith. But right afterward, it was just like the dam burst. And when it burst, it just leveled. There was no …

没有回去。

没有回去，对。对我来说，至少，一旦你开始检查学说不是上帝的话语，而是没有理解事情的人的产品，你开始看到世界观，在很多方面，这么令人痛苦。这是关于中东房地产的。

我们的谈话强化了我从Wilczek的书中取出的印象：他是一个深刻的快乐人。

有趣的是你一直纠结于他们教你的东西。也许静修会的大多数孩子都在看着窗外，或者在想桌子对面那个12岁的女孩。你其实是在纠结这些想法。

确切地。但回想起来，我对像圣奥古斯丁这样的数字有很多同情。他认为，他和希腊的哲学和宗教教义 - 两者的利益。

这肯定更容易成为今天的通道。

这样更容易调和。我们永远不会像古希腊人那样理解事物，因为我们的标准是不同的。我们的标准要严格得多，也更难达到。我们只是不可能在所有方面都做到。

在基础知识你在书中写道，当你高中去贝尔实验室时，你听到一位科学家说“声子是振动的量子”，这句话让你产生了共鸣。你一直在想，直到你弄明白这意味着什么。这对我来说很有趣，在那种环境下听到你不完全理解的语言，然后引导你深入到这个主题。

它确实。我当时没有意识到，但它给我留下了非常深刻的印象。它始于这样一个概念，即粒子，声子，是一种描述或结果，你不会把它看作粒子，而是振动。你如何从更深的现实中得到粒子?你可以想到材料。他认为物质本身就是一个世界它有自己的突现粒子，这些粒子不是没有物质就能存在的东西。在这个独立的世界里，如果你生活在物质世界里，这就是你所认为的现实的组成部分。

其他孩子们有漫画书籍，你有振动的声子的世界。

我也有漫画书。但这真的解雇了我的想象力。它让我满意地构建了对这些世界的解释，因为我不知道Quanta是什么。除了以一种非常常见的方式之外，我甚至不知道振动是什么，而且我当然不知道错位是什么。但是，为了能够汇集一个挂在一起的合理的解释，给了我巨大的满足感。它让我感到非常聪明。

对我来说，一个很好的见解基础知识你解释粒子不只是德谟克利特想象中漂浮在太空中的原子的小版本。我以前遇到过这个想法，但你写的是"粒子是场的化身"你是怎么得出这个定义的?我觉得它很漂亮。

它只是简单地描述了方程是如何运行的，就像我能把它译成英语一样。人们谈论“粒子波二象性”和“粒子与场”，但最深刻、最自然的方式，是谈论填充空间的场。粒子是附带现象。它们是场中的激发态。它们有一种内部凝聚力，使它们能够团结在一起，并作为可识别的单位传播。但在真正意义上，它们只是能量集中的地方。田野是真正的，在一个很深的地方，行动。它们是我们对运行的世界的描述。

有一件事，我特别不明白基础知识。你写了“Antons”，你命名的Quasiply“，”有一种简单的内存。“您说的是，Anyons很重要，因为它们的行为可以用作量子计算机的构建块。我读了一篇你写的文章Quanta.。²这个解释似乎简单明了，但我被空间是二维加上时间的想法绊住了。作为非科学家，我们通常被要求用三维加上时间来思考问题。

你想试试吗?

不，哦，不，我？我绝对没有，没有！

你想让我试着解释一下吗？

是的，请。

首先要说的是，物理学中存在二维世界。它们是世界，例如，在你的电脑里面。当你有了芯片，电子就生活在二维世界里。它们在平面上的运动是自由的，但在另一个维度上，它们是受限制的。在量子力学的规则中，存在一个能隙，这意味着它们无法逃到第三维空间。它们确实生活在二维世界里，我们可以在它们的世界里给出一个完整的物理描述。

所以我们有两个空间尺寸，但仍有一个时间维度。事情仍然可以移动。因此，不仅描述了粒子的位置，还可以及时发展，您介绍了第三个维度。然后，而不是在该扩展描述中具有位置的粒子，它具有“世界线”。随着时间的推移，每次有一个位置。跟踪这些职位，我们得到了世界线。当你有几个粒子时，你有几条世界线，他们可以互相包裹并纠结。这是空间的方面。我们有这些螺纹或毛发，其中三个维度，两个加一个，彼此包裹。

那是我对这种突然感觉的最接近的事情：这是怎么发生的？

现在，头发编织类比，我理解。

好的，所以，如果我们有三个加一个维度，你可以以一种简单的方式解开毛发，这不涉及彼此撕裂它们。你可以互相传递股票。通过这种方式，您可以垂断任何内容。让我们使用第四维来描述一个温度。我们加热了一个股线，然后在额外尺寸的不同地方。所以现在它可以通过之前阻碍的股线。有了额外的尺寸，你可以敞开任何内容。

因此，在三个加一到四个维度中，没有结。他们都可以是未解开的。但是，在两个加上或当然三个，这不是真的。因此，如果您在两个空间尺寸中描述了量子机械系统，那么世界线条可以纠缠并制作结。

这种被解开的能力给了任何人他们的记忆?

更精确，可能发生的是，这些世界的纠缠在描述系统的量子机械波函数上被印记。基本描述不是空间中的粒子 - 这是经典描述 - 但是这些东西的波浪功能。事实证明，这是理论发现：在某些情况下，世界线路的纠缠在波函数上直接印记。因此，您可以获得关于世界线路如何纠缠的信息。因此，在这种感觉中，粒子有一个记忆，因为这里有一个存储器，可以存储它们是如何纠缠的。这是粒子背后的精确概念结构，即粒子具有简单的内存。他们读到了他们的波浪函数。

然后，想法是，可以在量子计算机中使用加密的这种内存？

在某些情况下，这是一个非常宽松的记忆。但到目前为止，建造的唯一内存是一个非常有限的内存。随着到目前为止观察到的那种探测器，唯一被编码的是他们彼此缠绕的次数。所以已经证明是一个原始版本。让他们有用的是未来的工作。

好吧，说我理解任何人都是在撒谎，但我比以前更理解了一点。

在理解任何事情之前，它非常重要。扩大你的思想是非常重要的。我不断这样做。我正在学习，探索我完全理解的事情。

有什么你不明白的例子吗?

嗯，我试图带来我的小比......科学美国人具备专业的机器学习知识。

这似乎是一个及时的追求。

是的，对。我读过东西，但现在我正在编程并在线进行练习并以交互方式进行，看。同样，我一直在学习杂耍，我真的很喜欢一个名叫泰勒格伦的专业比赛。她是非常富有魅力和热情的，她在各级不同种类的杂耍视频中拥有巨大的视频。无论如何，这有点转移。

转移很好。

一件事泰勒格伦说真的陷入了脑海中，向释放，是人们认为玩杂耍是关于投掷和捕捉。杂耍实际上是关于丢弃东西并挑选它们。

这非常深刻。

它是。

我总是讲述我对犯错误的数学的孩子。他可以在数学中犯错误。

这可能是我最著名的名言了。你可以在网上找到这样一句名言:“如果你不犯错，说明你做的问题不够难。”这是一个很大的错误。”

这是一个很棒的人。我下次告诉他，我们在下次努力在数字线上挣扎。所以，我一直在阅读Chien-Shiung Wu，这是一个在曼哈顿项目工作的中美物理学家。据我所知，她不是宗教信仰。但是当我们谈论你的天主教时，我正在考虑这个。她告诉她的传记者在她着名的非守恒实验后，她无法睡两个星期，她想知道为什么上帝选择她揭示了这个秘密。

哇。

是的，我对科学录取的那一刻以及它来自艺术的类似时刻，我真的很感兴趣。当你第一次想到“渐近自由”时，你共同发现的量子行为，你赢得了诺贝尔奖，或任何谁，或者其他任何东西，我想知道你是否有这种感觉，为什么我？

并不真地。这会听起来非常不真实，但我的成功之一，学术上。当我第一次去普林斯顿和研究生院时，我有一些危机。但除此之外，一切都对我来说已经非常顺利。肯定是干燥的时期，但我从来没有惊讶过我可以提出的事物并做到了。

也许是因为你总是能够做到它们。

我的大部分工作都是高度理论性的，所以我写方程式，用图片和动作进行概念性思考。而处理这些事情的实验是在一个完全不同的宇宙中——如果你想想那个宇宙的话。这可能是最接近你所说的了。当我做关于渐近自由的基本工作时，它还不是世界的既定事实。还没有人见过胶子，也没有人验证过任何重要的预测。但这似乎是有道理的，严肃的人认真地对待它，并谈论了很多，所以这是非常令人兴奋和鼓舞的。我参观了布鲁克海文实验室，这是一个国家实验室，那里有一个加速器。

Cosmotron或交替的渐变同步rotron？

这是当时的年龄。这是70年代初。这是一件大事，而不是通过现代的加速器标准，但它很大。这是一个适度的飞机机库尺寸，并且各处都有机器和电线。我在一个看着它的画廊上。突然间击中了我，这就是他们要检查的计算的地方。这只是我写下的事情！这是他们将被测试的地方以及他们的后果是什么。所以这可能是我突然感受到的最接近的东西：这是怎么发生在我身上的？我是怎么成为信使的？

It’s like if you were a novelist, and someone said, “I’ve created these people from your book in a lab, and now we’re going to put them in a room and see if they do what you said they’d do.” Terrifying.

就像这样。

我在天主教中提出，害怕地狱。但不是宇宙的大小。

您写的是，现代量子力学的方程与音乐中的方程有一个不可思议的相似之处。你会演奏乐器吗？

哦，是的，我一直都玩。当我还是个孩子的时候，我想要一架钢琴，但是我们的公寓太小了。我们买不起。我拉手风琴。我已经很擅长这个了。后来，当我上高中的时候，我打鼓。我们有一段时间有个小乐队。但后来我上了大学。成年后，我开始学习钢琴，达到了一定的水平。到那个时候，想要做得很好已经太晚了。 But I noodle around a little bit, almost every day, and I’ve educated myself quite a bit in classical music. I have fantasies about taking up jazz someday. But that’s sufficiently low on the agenda. It’s the part you never get to.

互补性的想法对您的工作很重要。您将其定义为“从不同的角度考虑时一件事的概念，似乎具有非常不同或甚至矛盾的属性。”我觉得这不仅是一种为您思考物理的方式。例如，它似乎让您更乐观的气候变化比平均气候科学家更乐观？

我是乐观的，因为人类已经经历了很多糟糕的时期。有黑死病，有罗马的灭亡。我认为人类会从另一边走出来。也许不是百分之百的可能性，但可能有百分之七十的可能性，我们将逃脱气候变化、核战争和其他可怕事情的最糟糕的世界末日场景。长期的未来是美好的，但可能会有一些非常艰难的中期时期。气候变化是悲剧性的，因为我们知道我们应该做什么。人们可以争论细节，但我们可以以相当合理的成本为自己买一份保险，避免非常糟糕的结果。

您是否在谈论碳捕获技术形式的保险单？

我在谈论更多对可持续能源的投资。我们必须调查融合。我们必须做安全的核能。我讨厌这么说，但我们必须调查地理工程。我们必须调查缓解，补救，应对策略。但是，让我真的很担心的是，政治愿意做这些事情似乎并没有在那里。这是一个深刻的理由，这是一个非常强大的人，其权力和财富来自他们控制的矿物质和地质资源的感知价值。他们将打击和尖叫并尽最大努力阻碍替代能源。

同样不祥是巨大的慈善事业。人们在右边的地方给予但仍然赚钱。

我相信慈善事业是像Koch兄弟这样的人的复杂战略的一部分。我不想听到他们的慈善事业。即使他们慷慨地对麻省理工学院做出贡献，它们也是地球上最糟糕的人。

我想问的最后一件事是你为乐趣而阅读。你最近读过什么特别喜欢的书吗?

是啊，我读了本很好的书失去了,希望。

真的吗?

我很感激你们在185页上的东西。有两段我特别喜欢，一段在页上……

抱歉，我不得不打断一下。你有过目不忘的记忆力吗?你是怎么记住185页上的东西的?

哦，因为我明白了。那些真正击打我的东西并没有那么多的事情，所以我想记住。一个人在第177页，你谈到了物理学家如何来自陌生家庭，从不知道的父母那里来自不知道的父母。这真的和我一起谐波，因为这对我的家人很好地描述。然后，在第185页的情况下，您在做数学和做运动，体操以及做热身练习的必要性之间的快乐之间的辉煌类比。你必须做任何不一定有趣或自身奖励的事情，但你必须知道还有回报。你必须投资数学。人们知道有支付是非常重要的。

我真的很感激基础知识。当我在高中时，我曾经在高中时，我曾在我的数学老师说：“我想退出。”我希望她说，“刚刚阅读了关于物理学的这本书，你会看到你为什么不应该退出。”

这就是为什么我写这些书籍，特别是这个最新的书。我想保证人们在彩虹尽头有一罐金子。你可以设想和欣赏它。但如果你投入更多，你可以做更多。

Nell Freudenberger是小说的作者丢失和想要，新婚夫妇，和持不同持有人，并且短篇小说集合，幸运的女孩。作为纽约公共图书馆古根海姆奖学金、怀廷奖和卡尔曼奖学金的获得者，她和家人住在布鲁克林。

参考

1. Freudenberger，N.电子，光子，胶合，夸克：诺贝尔获奖物理学家解释了这一切。纽约时报（2021）。

2. Wilczek，F.在“Anyon”颗粒的内部内部。Quanta.（2017）。

铅光胶：Tasnuva Elahi