PDF《数学尧现代物理与对撞机》

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kexuemag.com 前沿FRONTIER 丘成桐等的新著From the Great Wall to the Great Collider 渊叶从万里长城到巨型对撞机曳冤封面 引言 许多人认为我是纯数学家袁 他们大概会为我正在 积极推动中国建造一台大科学装置而感到吃惊遥 同事 们和我有时称这台大装置为野巨 型对撞机冶渊Great Collider冤袁 这原本是诺贝尔 物理学奖得主格罗斯渊D. Gross冤 建议 的名 字遥 巨型 对撞 机与 万里 长城渊Great Wall冤相呼应遥 巧合的是袁这座巨型对撞机很可能就将 建在山海关长城附近遥 这台考虑中的设备可能成为人类有史以来最强大 的粒子加速器袁 不过也要取决于世界各地类似计划的 进展遥这项任务的关键绝不在于建造足以夸耀为野世界 最大冶的机器袁而是要建造一台能够开辟基础物理学新 领域的设备袁以揭示我们目前仍无法企及的宇宙奥秘遥 我的朋友纳迪斯渊S. Nadis冤与我最近撰写了一本 书袁英文名就叫 From the Great W all to the Great Collider袁 刚由波士顿国际出版社渊International Press of Boston冤 出版遥由何红建教授和鲜于中之博士翻译的中文版叶从 万里长城到巨型对撞机曳也已基本完成袁即将出版遥 我 们写这本书的首要动机是想弄明白袁 是否有充分的理 由来实施如此庞大而极具挑战的项目遥 与该领域的许 多同事一样袁 我们确认这种规模的机器对于基础物理 学的进步极为关键遥或许更重要的是袁它将满足人类理 解周遭世界的永恒渴望遥 事实上袁我在哈佛大学兼任数学和物理系的教授袁 而我一生的学问虽然以数学为主袁 但是我大部分的数 学工作与物理学有关袁 有些是由物理学得到原始的想 法袁有些是解决 物理学提出的问题遥 这种交叠 其实出自个人爱好院我喜欢在 这两个充满活力的领域的交界线上工作遥 我觉得身居此地令人激动遥 不过 除此以外袁我还 意识到袁由观察 和理解自然界受到启发而获得的物理观念袁 能够大大激发数学的发展遥另一方面袁数学与物理学从科学的源头开 始就有千丝万缕的联系遥 数学与物理的密切关系 从古希腊开始袁 基本科学问题追寻的乃是大自然 的真和美遥古代数学家一方面要解决一些跟农业尧天文 有关的问题袁 一方面很喜悦于眼中看到的数字和几何 形象袁 就用三段论证的方法推导出很多漂亮的理论袁发 展了数论和几何这两门至今仍生生不息的数学分支袁因 此数学这门学问及实践袁和美学都有密切的关联遥 与此同时袁古代学者也注意到不同的大自然现象院 例如日月星球的运行问题袁 他们发现数学能够提供很 重要的工具袁地球的直径尧太阳和地球的距离都可以通 过几何的方法袁量度太阳光线的路线得到解决遥当然他 们对机械尧对流体尧对物质的基本结构都有很大兴趣袁 数学尧现代物理与对撞机 因丘成桐 丘成桐院数学教授袁物理学教授袁哈佛大学曰美国科学院院士袁中 国科学院外籍院士遥 Yau Shing-Tung院Professor of Mathematics and of Physics, Harvard University曰Member of American Academy of Sciences, Foreign Member of Chinese Academy of Sciences.

5 2016年1月(68 卷1期) 前沿FRONTIER 黎曼渊左冤与外尔 在牛顿时代袁好的数学家同时也是 好的物理学家遥 后来几个世纪里职业分工袁但第一流的数 学家几乎都对物理学做出了重大贡献袁 例如