N诺贝尔奖得主弗兰克·威尔切克的新书，基本原理:现实的十个关键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因为它显然是非科学家的书，在为我的小说做研究时，失去了,希望在美国，我已经养成了为外行人读物理的习惯。这些书,对我来说,分为两种类型:那种相信读者的智力和推她应当尽可能认真应对问题解决作者在他们的理论工作,有时使用抽象和华丽的语言来暗示宇宙的奥秘。我通常更喜欢第一种，但第二种也会诱惑我;我喜欢威尔切克的什么基本面它似乎占据了中间地带，用简单而精确的语言介绍了自然界中最大和最小的事物。
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。
我喜欢帕斯卡尔在开头的那句话基本面关于他对自己渺小的存在主义恐惧:“宇宙抓住我，把我像一个微尘一样吞噬掉。”你是否还记得，无论是在孩提时代，还是最近，当你仰望天空时，你会为自己的渺小而感到恐惧?
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，确实有。这是一场危机。天主教有个仪式叫坚信礼。当你到了理性的年龄，我想是12或13岁，你会得到一个更明智的承诺的确认。我们周末去静修。这是非常激烈的，通过教义和热情。我对此非常着迷。我一直认真思考教义问答中提出的问题，并试图将其解释为真理。与此同时，我还在学习科学知识，阅读伯特兰·罗素(Bertrand Russell)等颠覆分子的作品。但那次撤退让事情到了紧要关头。 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 …
不会再回头了。
没有回头路了，对吧。至少对我来说，一旦你开始审视这些教义，认为它们不是上帝的话语，而是那些不太理解事物的人的产物，你就会开始发现，在很多方面，这些世界观都是微不足道的。都是关于中东房地产的。
我们的谈话加深了我从威尔切克的书中得到的印象:他是一个非常快乐的人。
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。
完全正确。但回想起来，我很同情圣奥古斯丁这样的人物。他调和了希腊哲学和宗教教义——我认为这对双方都有好处。
那时做一个多面手肯定比今天容易。
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。
在基本面你在书中写道，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。
其他孩子有漫画书，而你有振动声子的世界。
我也有漫画书。但这真的激发了我的想象力。构建对这些世界的解释给了我巨大的满足感，因为我不知道量子是什么。我甚至不知道振动是什么，除了非常普通的感觉，我当然也不知道声子是什么。但是，能够把一个合理的解释组合在一起，给了我极大的满足。这让我觉得自己很聪明。
对我来说，一个伟大的见解基本面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，我特别不明白基本面．你写道，你命名的准粒子，“有一种简单的记忆。”你说任何人都很重要，因为他们的行为可以被用作量子计算机的基石。我读了你写的一篇文章广达电脑．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，不，我?我绝对不知道，不!
你想让我解释一下吗?
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。
我们有两个空间维度，但仍然有一个时间维度。事物仍然可以移动。为了描述粒子的位置，以及它们在时间上的发展，我们引入了第三维。然后，不是一个粒子在这个扩展描述中有一个位置，而是一个“世界线”。随着时间的推移，每次你都有一个位置。追踪这些位置，我们就能得到世界线。当你有几个粒子时，你就有几条世界线，它们可以互相缠绕，缠在一起。这就是时空方面。我们有这些线或头发，它们存在于三维空间中，二加一，相互缠绕。
这是我经历过的最接近这种突然的感觉:这是怎么发生在我身上的?
现在，我明白了辫子的比喻。
好的，如果我们有三维加一维，你总是可以用一种简单的方式解开这些毛发，而不需要把它们彼此撕裂。你可以把这些线相互传递。这样，你就可以解开任何东西。我们用第四维度来描述温度。我们加热其中一条线，它就在额外维度的另一个地方。所以现在它可以通过之前被阻塞的链。有了额外的维度，你可以解开任何东西。
所以在三加一，或者四维空间中，没有结。它们都可以被解开。但是，在2 + 1，或者当然是3，这是不对的。所以如果你在描述一个二维空间和一维时间的量子力学系统，那么世界线就会纠缠在一起，形成结。
这种被解开的能力给了任何人他们的记忆?
更准确地说，可能发生的是这些世界线的纠缠被印在描述系统的量子力学波函数上。基本的描述不是用空间中的粒子——这是经典的描述——而是这些东西的波函数。事实证明，这是一个理论发现:在某些情况下，世界线的纠缠直接印在波函数上。所以，你可以得到关于世界线是如何缠绕的编码信息。所以，从这个意义上说，粒子有一个记忆，这个记忆储存了它们是如何纠缠在一起的。这就是粒子具有简单记忆这一说法背后的精确概念结构。他们在波函数中读出他们的过去。
我们的想法是这种加密的内存可以用在量子计算机上?
在某些情况下，它是一个非常大的内存。但到目前为止，唯一被构建的记忆是非常有限的记忆。对于目前观察到的任意子，唯一能被编码的是它们相互缠绕的次数。所以这是一个原始版本。使它们有用是未来的工作。
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。
在你理解任何东西之前，不要坚持你理解了所有东西，这是非常重要的。这对扩展你的思维非常重要。我经常这样做。我在学习、探索那些我完全不理解的东西。
有什么你不明白的例子吗?
好吧，我想带着我的一点点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,对的。我读过一些东西，但现在我在编程，做练习，互动地做，上网看。同样的，我一直在学习杂耍，我真的很喜欢一个叫泰勒格伦的专业杂耍者。她很有魅力，也很热情，她有很多不同层次的杂耍视频。不管怎样，这有点分散注意力。
娱乐是好的。
泰勒·格伦说过的一件事让我印象深刻，换句话说，人们认为杂耍就是扔和接。杂耍其实就是把东西扔到地上再捡起来。
这是非常深刻的。
是的，是的。
我总是告诉我不太懂数学的孩子犯错误。有时他可以从数学上的错误中学到更多。
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。”
这是一个很好的例子。下次我们在数轴上做分数的时候我会告诉他的。所以，我一直在读吴建雄(Chien-Shiung Wu)的文章，他是一位美籍华人物理学家，参与了曼哈顿计划(Manhattan Project)。据我所知，她不信教。但当我们谈论你的天主教信仰时我在想这个。她告诉她的传记作者，在她做了著名的不守恒同位性的实验后，她有两周无法入睡，她想知道为什么上帝选择她来揭示这个秘密。
哇。
是的，我对这个科学上的启示时刻以及它与艺术上的相似时刻有何不同非常感兴趣。当你第一次想到“渐近自由”，一个你们共同发现并获得诺贝尔奖的量子行为，或者任何东西，我不知道你是否有这种感觉，为什么是我?
不是真的。这听起来很不谦虚，但我在学术上取得了一个又一个的成功。当我第一次去普林斯顿读研究生时，我经历了一场危机。但除此之外，一切对我来说都很顺利。当然也有一些枯燥的时期，但我从来没有对我能想出一些事情并做了的事实感到惊讶。
也许是因为你一直都能做到。
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。
宇宙加速器还是交替梯度同步加速器?
那时候是AGS。那是70年代初。这是一件大事，不是以现代加速器的标准来衡量，但它确实很大。这是一个中等大小的飞机机库，到处都是机器和电线。我在画廊里看的。我突然想到，这就是他们要检查计算结果的地方。这些都是我写下来的!这是他们将要接受测试的地方以及他们的后果。所以这可能是我经历过的最接近这种突然的感觉:这是怎么发生在我身上的?我是怎么成为信使的?
就像如果你是一个小说家，有人说，“我在实验室里从你的书里创造了这些人，现在我们要把他们放在一个房间里，看看他们是否会按你说的做。”可怕的。
就像这样。
我在天主教中长大，害怕下地狱。但与宇宙的大小无关。
你写道，现代量子力学的方程与音乐中的方程惊人地相似。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.
互补性对你的工作很重要。你把它定义为“一个概念，当从不同的角度考虑时，可能会有非常不同甚至矛盾的性质。”我的印象是，对你们来说，这不仅仅是一种思考物理的方式。例如，它似乎让你比一般的气候科学家对气候变化更乐观?
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。
你说的是碳捕捉技术形式的保险政策，还是别的什么?
我说的是对可持续能源的更多投资。我们必须研究核聚变。我们必须使用安全的核能。我不想这么说，但我们必须研究一下地球工程。我们必须研究缓解、补救和应对策略。但真正让我担心的是，做这些事情的政治意愿似乎并不存在。这其中有一个深层次的原因，那就是有一些非常强大的人，他们的权力和财富来自于他们所控制的矿产和地质资源的感知价值。他们会拳打脚踢，大喊大叫，尽最大努力阻止替代能源的出现。
同样不祥的是巨大的慈善事业。人们在正确的地方给予，但仍然以旧的方式赚钱。
我相信慈善事业是科赫兄弟等人复杂战略的一部分。我不想听他们的慈善事业。尽管他们慷慨地为麻省理工学院捐款，但他们是地球上最糟糕的人之一。
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?
因为我在上面做了记号。真正打动我的东西并不多，所以我想记住。第一个是在第177页，你说物理学家来自陌生的家庭，他们的父母对物理学一无所知。这句话引起了我的共鸣，因为它很好地描述了我的家庭。然后，在185页，你有一个绝妙的类比，在做数学和做运动的乐趣，体操，和做热身练习的必要性之间。你必须做一些本身并不有趣或有价值的事情，但你必须知道会有回报。你必须在数学上投资。让人们知道有回报是很重要的。
我真的很感激基本面．我真希望在我上初中的时候有人把它给我，当时我跟我的数学老师说:“我想退出。”我希望她说:“只要读读这本关于物理学的书，你就会明白为什么你不应该放弃。”
这就是我写这些书的原因，尤其是最近的这本。我想向人们保证，在彩虹的尽头有一罐金子。你可以想象并欣赏它。但如果你投资更多，你可以做得更多。
内尔·弗罗伊登伯格是这些小说的作者失落与通缉，新婚夫妇，和持不同政见者,在短篇小说集中，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。
参考文献
1.电子、光子、胶子、夸克:一位获得诺贝尔奖的物理学家解释了这一切。纽约时报(2021）.
2.在“anyon”粒子的复杂世界里。广达电脑(2017)．
铅拼贴:Tasnuva Elahi
