原文“WhatDoesAnyofThisHaveToDowithPhysics?EinsteinandFeynmanusheredmeintogradschool,realityusheredmeout”于年12月29日刊登于Nautilus网站。

作者

BobHenderson

翻译

NaciaLuo

正文共字，读完需要大约15-20分钟。

图源：Nautilus

（一）

“你真的开心过吗？”

下班后，结束了在交易大厅里又一天的紧张工作后，女朋友在曼哈顿的一家高档酒吧里问了我这个问题。

该怎么回答呢？我知道她说的是工作方面，但是她究竟觉得我有多不开心？我酌了一口麦芽威士忌，开始在脑海里往回倒放，直到我想出了答案。

那是年的春天，16年前的罗彻斯特大学，我读研究生的地方。那个下午的画面像电影一样历历在目。那天阳光明媚，仿佛唤醒了纽约州罗彻斯特严寒的冬天。天很蓝，云朵像棉花球，阳光洒落在校园里深绿色的草地上、灌木上和橡树上，一切都被刚刚融化的雪水所滋养。本科生们都来到院子里了，穿着短裤，有的聚集在台阶上，有的在丢飞盘，四周是爬满常青藤的红砖灰石砌成的建筑物，包括鲍什-隆布楼——物理系的主建筑。我坐在大学教职工俱乐部的食堂里，阳光被厚重的天鹅绒窗帘遮住了。窗帘是褐红色的，我记得，缝隙中透出一线光。头顶枝形吊灯闪烁。大概有七、八个人坐在桌边，桌上铺着白色的桌布，放着几副餐具。一瓶红酒被所有人传来传去。这顿聚餐正如它所显示出来的样子：是一场庆祝会。

罗彻斯特大学物理系，鲍什-隆布楼

图源：TalkeroftheTown

那是我研究生二年级快结束的时候。我脸上带着傻乎乎的笑容，听着右边一位胡桃色肌肤、顶着引人注目的圆脑袋的男人讲话。那位先生带着金属框的眼镜，也在微笑。事实上萨拉达·拉杰夫总是在微笑，尽管他的微笑有多种表现形式。有他这会儿正挂着的标准微笑，有他在惊讶时眼镜和眉毛一起上扬的笑，有他在不舒服时眼神出卖了内心的笑。我最喜欢的，还是他在讲完一个顽皮的笑话后坏坏的笑，他的眼睛会亮起来，并与你对视，直到微笑也出现在你的脸上。拉杰夫是个助理教授，三十出头，只比我大五岁。他有着柔软的嗓音，敏捷的思维，和一种在系里的走廊上漫步的独特方式——高抬下巴，面带微笑——以至于我的一个同学钦佩地称赞他看起来无比“富裕”。是拉杰夫安排的这顿饭，他把他的所有学生和博士后叫到一起，为了欢迎我加入他的研究组。

我是在一年前第一次与他会面的，当时我在我的系邮箱里发现了一张写着如下字样的纸条：

“亨德森先生。如果你想聊聊高能物理研究，请到我的办公室来。—S.G.拉杰夫。”

我非常激动，尽管我也不是很了解拉杰夫。在班上15个学生里，只有我还没有找到课程结束后能开始带我的导师（作者这里指的是硕士课程结束后，博士阶段开始跟着某个导师做研究）。这是因为我是唯一坚持要做高能物理的人，也就是理论粒子物理——拉杰夫的专长。高能物理有时也被称作“基础物理”，因为它研究的是大自然的基础定理，也就是像电子和夸克这样的基础粒子如何相互作用，并研究这些粒子所组成的一切事物（我是说，至少在我所知，它们确实组成了我们身边的一切）的行为。我放弃了在南加利福尼亚的一份电子工程师的工作，怀揣着学习基础物理的理想来到了罗彻斯特，为了追求那个物理学的“圣杯”：寻找一个量子重力理论，统一量子力学和爱因斯坦的广义相对论，正如我当时所理解的那样，传说中的万有理论。

图源：Medium

如同唐·吉坷德一般，我也是被书籍推向了我的追求。比较新潮的作品有《物理学之道》、《摩托车维修的禅宗与艺术》；还有物理学伟人的个人传记，如爱因斯坦和费因曼。这些书全部传达给我一个令人欢欣鼓舞的信息——物理学还有可拓展的边缘，即使是在20世纪末，即使是对我这样一个书呆子来说。总的来说我是一个从未在智商上被打击过的小孩，天真且充满幻想。我爸是个纽约警局的侦探。他给我的一条珍贵的职业建议是：“你可以做所有你想做的。”在走上物理这条路时，我丝毫不认为有什么怀疑他的理由。

拉杰夫一定是从系里那些更年长的理论物理学家那里听说的我。我曾试着找过他们，但他们都不带学生了。所以拉杰夫不是我的第一选择，不过当我发现他的纸条时，他似乎成为了我仅存的希望。

当我反应过来的时候我已经缩着身子坐在拉杰夫办公室的椅子里了，膝盖上放着笔记本，屏气凝神地听着拉杰夫给出的即兴教学——关于一些我从未听说过的晦涩难懂的数学话题。Zeta函数，椭圆函数，或者什么类似的东西。当他开始在黑板上抛出题目之前，我甚至还没来得好好介绍自己。试图跟上他的节奏就像是在学习一个新游戏，一个有着奇怪的组成部分和抽象规则的游戏。这的确是个挑战，不过我很开心能与一个真正的物理学家聊聊他真正的研究，尽管我的脑子里一直重复着一个我不敢问的问题：这一切究竟与物理有什么关系？

几个小时后，拉杰夫转向我，那眼神我后来才意识到应该是谨慎的审视。

“也许，你可以解出来？”他说，说的是一个他刚刚描述了却没有作答的题目。

“当然”，我边把东西塞进背包里边说。我可以试试。

我晕晕乎乎地一头撞进走廊，满脑子都是他刚刚塞给我的新概念。我走出鲍什-隆布，回到阳光明媚的空地上，理了理思路。拉杰夫几乎没提到他的研究内容和研究组，问我的唯一问题就是最后提到的那个题目。

很显然，这是一场测验。

那天晚上，我带着拉杰夫的问题回到出租屋。那是一个离学校几英里的郊区的房子，我租了二楼的一间屋子，房东老太太住在一楼。我的书桌就在卧室里。我的步伐使地板嘎吱作响，带动着房东天花板的一把扫帚发出“咚-咚-咚”声音——她把它放在那里来表达对我晚归的谴责。

我终于在书桌前安定下来。要是起来倒咖啡或是去厕所，就得踮着脚走。

现在的我不记得那个题目的细节了，只记得是要证明椭圆函数（或zeta函数，或者管它是什么）的某种可以不靠蛮力来计算的基本特征。就有点像是某人刚给你介绍了直角三角形，在没有告诉你毕达哥拉斯定理的情况下，叫你找出三条边之间的关系。解决这个问题得要点灵感的火花。但是，意识到一些事情后，我开始感到手足无措：我根本对这个题目的难度没概念，不知道解它需要多复杂的计算，不知道拉杰夫自己知不知道问题的答案，甚至不知道这东西到底有没有解。见鬼，我对自己说，当时为什么不多问问？

明天再见到拉杰夫前还有时间，我盘算着。整个晚上，我一页一页地犁过黄色的草稿簿，但每当我试图开垦一条新路时，我都会在整页的灌木丛般盘根错节的符号中丢掉思路或是丧失信心。我不停地翻动笔记，试图找寻出自己漏掉的细节。这个问题根本无解的可能性像鬼魂一样缠绕着我。更令我不安的是也许这东西本身很简单，只是我解不出来。究竟是继续努力更愚蠢还是没做出来更愚蠢？无论哪个都很糟糕……

我害怕无法通过拉杰夫的测试。所有我的同学们都找了实验物理学家做导师，那种像大多数物理学家一样，做着实实在在的事情，试图用粒子对撞机撞出点什么的研究者们。像拉杰夫这样，或者在这个层面上来说的爱因斯坦和费因曼，试图用数学来解释实验结果的理论学家已经越来越少了。几个罗彻斯特大学的实验物理学家曾用“理论物理太难了，工作也难找”这套说辞来试图打消我追求理论物理的念头。但是我没把他们当回事。原因是我放弃了工作来到罗彻斯特，就是为了追求物理学的“圣杯”。如果做其他任何研究，我都会觉得自己失败了。

我又煮了一壶咖啡，倒上一杯回到我的书桌前。我在我的黄色草稿纸上涂写得更用力了。我变得越来越紧张，也越来越坐不住。每过一小会儿我就踱步到窗前，凝视着窗外一成不变的风景。

凌乱的思绪像蝴蝶一样在我脑中翻飞，带着我的思维像碎片一样随风而去。有时它们会变形成更邪恶的小东西，像黑色的小蜘蛛嘶嘶地说着骇人的话：

你就是不够聪明。

看到没？你甚至无法安静地思考。

如果你连这都做不到，还指望能成为一个理论物理学家？

汗水像针扎一样刺激着我的脖子和手心。我的嗓子开始冒烟。脑子里的小声音开始质疑我的每一个决定——辞掉我在加州安逸的工作，撵走实验物理学家们，还有决定在晚饭后才开始解这该死的题。

当灵感最终浮现时，那感觉就像是魔法精灵冲我吹了一口气。我的直觉告诉我这是对的，但还得证明。我激动地坐不稳，不得不靠意念把自己按在椅子里。看来这该死的东西还是有解的。解完时已浑身被汗浸湿。我抬头看向窗外，外面正透着玫瑰金色的晨光。

图源：harmonicagoldfish

一年后，我终于结束了课程，坐在教职工俱乐部的午餐桌上，我狼吞虎咽地吃着饭，开始了与拉杰夫一起的研究。我被告知通过了物理系的“预备考试”，且成绩喜人。这允许我正式加入了拉杰夫的组，不过一年前的那场测验已经够正式了。

午饭后，我们从俱乐部鱼贯而出，走进阳光和闪着光的绿色植物中。在那电影场景般的记忆中，我走在拉杰夫身边，踱步于鲍什-隆布后面的小路上。他用牙签剔着牙，深陷在思绪之中。而我还在咧着嘴傻乎乎地笑。使我飘飘然的不只是红酒和阳光，还有记忆：那些我所走过的蜿蜒曲折的道路，和那些在做工程师前几个被放弃的职业选择。我终于搞清楚自己是谁、属于哪里了。终于。我强忍住眼泪。

我要把画面定格在这里。对于女朋友的问题，答案是这里是我最开心的时刻，不仅仅是工作上，而是一生中最开心的时刻。在那条与拉杰夫肩并肩行走的小道上，我人生中第一次对自己说：不会有别的我想去的地方了，也不会有别的我想做的事情了。刚刚，拉杰夫在吃甜品的时候告诉我，他希望我与他一起做的第一个项目，是关于量子重力。

就这样，那句“你可以做所有你想做的”，开始分崩离析。

（二）

那个夏天我搬了家。我花光了上一笔助学金，所以得开始当助教来赚钱。我的工资从够生活降到了勉强够维持生计。我离开了房东老太太，搬到了价格相对便宜的一个更破旧的住宅。屋顶小小的窗户为整个房间提供了微弱的光和拳头大小的风景。混凝土墙壁渗透着潮气。床是一块放在地上的床垫，下面铺着一张塑料防水布来防止它变湿。我在床边放了一双跑鞋，来击退时不时从旁边爬过的巨型蜈蚣。我爸，从来没有为睡在他肮脏的警察局的简易小床上而烦恼过，也没有为他做兼职保安时睡在满是老鼠的仓库里而抱怨过，却在第一次来我房间时感到难以置信。“真不知道你是怎么忍受这种生活的。”他操着布朗克斯口音粗声粗气地说道，看起来既替我担心又感到有些好笑。

唔。住在肮脏的环境里只是故事的一部分。

反正我每天只要醒来就会在鲍什-隆布，与拉杰夫一起研究量子重力，试探智力的极限——那所谓的被《摩托车维修的禅宗与艺术》所称作的：“心灵的高地”。

我会在这里找到什么？我思索着。

答案是：一系列我意料之外的事情，且一件比一件更令人忧虑。

第一个令我意外的是拉杰夫对问题的了解程度。我是说，他知道的不仅仅是背景知识，而是知道整个项目问题的答案，至少知道个大体框架。

图源：Nautilus

如果把我和拉杰夫想成是山区的探险者，面对一些需要跨越的烟雨蒙蒙的山脉，那么拉杰夫就是审视地形、做出推断、并指明方向的那一个。令我印象最深的是，拉杰夫不知怎地知道我们的最终目的地，比方说一条河，就在山川的另一边。这条河也就是拉杰夫在教职工俱乐部吃甜点时提出的那个量子重力问题的答案。在我们找到它之前，它的具体位置和形状都是未知的，但拉杰夫从未质疑过它的存在。

而我是负责侦查地形的。像第一次见面时那样，我们聚集在拉杰夫的小办公室里，我会紧跟他的逻辑，在他来回踱步时提出问题，将想法变成语言，再在黑板上写下公式。在某些时刻，通常是三到四个小时之后，他会说，“不然还能是什么？”这意味着他对自己找到的方向很满意，而我可以开始侦查了。我会负责在接下来的一到两天内在办公室做他所猜测的精细的计算，那会带领我们向下一个地标前进。有时我会发现道路清晰，有时会发现障碍重重。无论是哪种情况，我都会汇报给他，然后我们会进入下一轮的思考。研究一步步推进，过程令人联想到洗发水瓶身上的指令：见面，计算，重复。（作者这里所联想到的是英文俚语Lather,rinse,repeat-“打泡，冲洗，重复”，来源于大多数洗发水瓶身上的说明，指某种机械性重复的动作）

几个月后，我们解决了那个问题，到达了拉杰夫想象中的河边。我们发表了一篇文章，叫做“圆圈上的量子重力与薛定谔方程的微分同胚映射不变性”。拉杰夫将我的名字放在了第一作者的位置，因为“H”先于“R”。（作者姓Henderson，拉杰夫姓Rajeev，英语字母表中H排在R前面）

接下来就是我研究经历中的第二个意想不到：即使走到了真正的前沿，我还是不知道我在哪。在今天我仍旧无法向你解释那篇论文中的许多术语（像是“维拉宿代数”、“山边问题”），不是因为我忘了。我能够理解我们的计算过程，但是想到知道自己在哪，还得了解更多背景知识。拉杰夫脑子里有那些知识，但我没有时间来学，因为我能做到的只是勉强跟上。在我跟不上的时候，拉杰夫已经独自前进，做好了计算，然后回过头来向我总结他的发现。我也学到了教训。要想在前方探路而不是像游客一样跟在后面，我需要保持前进，停下来的一会时间也只能用来砍藤蔓或是除野草，没时间给我看风景。

但即使我这么做了……

我只能说拉杰夫和我一点都没有靠近圣杯的意思。这是另一个我没想到事：不是所有的前沿发现都意义重大，有些发现没那么重要。无论我们的研究在我看来有多难，我们得到的结论涵盖范畴非常有限。

“圆圈上的量子重力……”

我们的论文确实具体化了量子重力的某条理论，这条理论中距离的概念被定义为量子力学波函数方程的某种形态。它甚至能预言黑洞。但是——这是一个很大的但是——这个理论只有在理论中一个圆圈形的一维宇宙中才成立，也就是说与你我生活的三维宇宙毫无相似之处。

这也是我们所说的“玩具模型”：准确地解答了一个真实问题的近似版本。我了解到，70多年来悬而未解的量子重力巨大难题最终会变成这样的模型。所有的正面攻击和显而易见的想法都已经尝试过了。每一条能想到的路都走到了死胡同。因此，研究者们后退一步，搭建起营地，开始制作能让他们探索更加曲折的道路的工具。玩具模型就是这样的工具。拉杰夫的河流显然没有流向圣杯。我们希望它众多支流中的支流（譬如说维拉宿、山边……）可以。

实际上那是我的希望，不是拉杰夫的。我认为拉杰夫只是喜欢做算术。那问题像个智力游戏，而他正好可以解出来，所以他就解了。对他来说这就足够了。

而我的目标，当然是更大的挑战。

（三）

在年的早晨，爱因斯坦从瑞士专利局的窗户向外眺望着伯尔尼的天际线，想象着从屋顶跌落是什么感觉。他的答案是失重。这一令人欣喜的发现使他创立了广义相对论，并从根本上重新将引力解释为弯曲的时空。

瑞士，伯尔尼

图源：百度

这是激励我进入物理学领域的故事之一，从15万英尺高的高空俯瞰整个国家，看到它朦胧却令人敬畏的荣光。一个人可以通过对一件平常的事情进行稍微不同寻常的观察来发现宇宙深处的一些东西，让我相信，也许有一天，我也会向窗外望去，看到一条通往圣杯的路。

伽利略称宇宙是一本用“数学语言”写成的“伟大著作”。爱因斯坦说他想知道“上帝的思想”。哇，真棒。正是这样的陈述，让我萌生了这样的希望：有一天，我能像阅读散文一样阅读宇宙，发现它不断变化的表面下的基本成分和永恒规则。而也许，只是也许，“是什么？”和“怎么做？”的答案，会为“为什么？”提供线索。

就是这些混乱的逻辑——以及，当然，还有探险者踌躇满志的梦想——将我带到了罗彻斯特。但在与拉杰夫一起做研究的高温照射下，这些幻想很快就开始枯竭了，我对顿悟的期望也随着我们的工作和拉吉夫讲述的他心中的物理学英雄的故事而调整。

其中一位是是威廉·哈密顿，19世纪的爱尔兰物理学家。他的重大贡献不是一个新的理论，而是一个旧理论（牛顿运动定律）的新的数学公式。我想起来伽利略的关于“伟大著作”的隐喻。如果宇宙真的是一本由数学语言写成的书，我想到，那么同一物理现象的不同数学解释就仅仅是翻译的问题，就像从法语翻译成希腊语；宇宙的基本要素不会变，变的只是我们所赋予它们的名称。

但哈密顿的发现让我意识到物理学跟翻译还是有区别。实际上，不同的数学描述是在用根本不同的东西来描述世界。牛顿的描述涉及到力，哈密顿的没有。那不仅仅是翻译；那是完全不同的两码事。

我在量子力学中看到了同样的情况。例如，薛定谔理论描述的现实是一个叫做波函数的实体，它在空间中波动，在被观察到的时候坍缩到一个点。费因曼公式的描述中出现一种得了精神分裂症的奇怪粒子，这种粒子在从一个地方移动到另一个地方时，以某种方式走每一条可能的路径。海森堡公式成功地做出了与前两者相同的预测，却坚决拒绝给出有关自然界“究竟发生了什么”的任何画面。这只是几个例子。这些公式牵扯出了诸如粒子在神秘的波上运动，以及多元宇宙像一群分裂的阿米巴原虫一样不断生长。所有这些公式都与我们所知的一致，每一个公式互相之间都可以用数学翻译。然而每个理论都对现实的真貌都有不同的描述。

图源：百度

我开始意识到，即使是万物理论，也会经历不同版本的诠释。圣杯或许只是一个布满镜子的大厅，无法为“是什么？”，“怎么做？”，更不用说“为什么？”提供清晰的答案。

另外大AI时代到来后物理也发生了改变。相较于物理直觉，数学直觉变得更加重要。部分原因是量子力学是一种奇怪的多头野兽，它削弱了直觉在日常乃至爱因斯坦层面所能发挥的作用。我那想要往窗外看看就悟出宇宙秘密的梦想也就到此为止了。

有一句关于量子力学的谚语，通常被认为是费因曼说的，虽然天知道他究竟有没有说过。我也从没听拉杰夫说过这句话，尽管我认为它与我理解中拉杰夫自己的物理哲学完全一致，那就是一个人不应该把时间浪费在那些模糊的形而上学的思考上（我恰恰沉迷于其中），而是应该专注于真正的物理研究。

那句谚语是什么？

“闭上嘴开始算！”

如果我可以的话。

与拉吉夫共事时，我遇到的最令人沮丧的意外并非来自量子引力项目，而是来自于与拉杰夫的其他学生、博士后、以及拉杰夫自己合作时的经历。令我吃惊的是，我迅速地意识到，与其他那些学生，以及其他所有做理论物理的学生相比，我的计算能力是多么薄弱。对于那些第一次与拉杰夫见面时所接触到的物理相关的数学宏图，那些学生似乎都比我要熟悉的多。而对于我来说，这些东西无论在当时还是现在，都像喀土穆（苏丹首都）一样陌生。

其他做理论的学生都没有与我类似的数学背景，这对我来说没有一点帮助。他们甚至没有一个是美国人。大多数人，包括拉杰夫自己，来自中国、印度、土耳其和巴西这样的发展中国家。一些人告诉我，他们的教育体系比我所经历过的要严格得多，并让他们在更早的教育阶段就开始

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