華龍網訊（首席記者 董進）7月17日，搜狐創始人、董事局主席兼執行長、物理學博士張朝陽，與美國國家科學院院士、狄拉克獎與基礎物理學突破獎獲得者Cumrun Vafa（庫姆倫·瓦法），展開了一場長達2小時的高精尖物理知識對談。
兩位麻省理工學院物理系校友從量子力學的歷史與困境，聊到當今物理學最前沿的超弦理論和神秘的高維時空，還探討了物理與數學實驗如何跨領域交融等話題。
瓦法教授是當代理論物理學界最享有盛譽的學者之一，其在弦理論方面的開創性工作聞名世界。他與合作者共同推動了「對偶理論」的發展，重塑了我們對宇宙基本定律的理解。
作為弦理論中「F理論」和「沼澤地綱領」的創始人，瓦法教授在對談中與張朝陽分享了關於量子重力的最新研究，帶領觀眾一起直面前沿科學思想與科學成果。
談時空變革：相對論讓物理學邁出了一大步
對談一開始，瓦法教授提到，「伽利略是一個天才，他透過直覺與實驗的結合，提出了慣性定律，被認為是物理學的開端。」自此之後，牛頓力學的三大定律和馬克士威電磁效應方程式組都是透過經驗、觀測和總結來理解自然與時空的。
由於經典波動力學需要透過介質傳播，馬克士威及其後數代物理學家深陷於以太的迷霧中。到19世紀末，勞侖茲發現伽利略的物理原理並不適用於電磁理論，並提出了恰當的修正。隨後，愛因史坦意識到光速對所有勻速運動的人來說都是一樣的，時間和空間是可以相互轉換的，於是我們進入了狹義相對論的時代。
「為什麽我們非得是勻速運動呢？」「當然還得有加速度。」瓦法教授和張朝陽表示，愛因史坦往前多邁了一步，帶來了廣義相對論。他想到了有加速度的參考系，想到了等效原理（描述力作用效果的慣性品質等於決定物體受重力強弱的重力品質），張朝陽補充道，「這兩個方向殊途同歸，讓愛因史坦洞察到了重力的本質——時空的彎曲。」
談量子特性：當下是所有可能的總和
20世紀最震撼人心的物理學理論莫過於量子力學。如果相對論告訴我們生活在一個被壓彎的「彈簧床」上，量子力學則解釋了為什麽我們是穩定的，為什麽今天的我和明天的我是同一個人。張朝陽說，沒有量子力學，世界就是一堆灰。
那麽，量子力學究竟是什麽？張朝陽解釋，當你有一個束縛態時，你有整數級別的能量級別，這就是量子。量子力學的另一個特征是疊加原理，正如雙縫幹涉實驗所揭示的，一個微觀粒子的運動是它所有可能走過的路徑的總和。
量子力學解析了氫原子，也解析了化學鍵。對話中，張朝陽稱化學鍵是歐本海默的傑作，他將重的質子和輕的電子分成兩部份來計算，對質子來說，快速運動的電子提供了一個黏合作用。
這種方法被稱為有效理論。觀察裝置總有最大分辨率，比如飛馳的汽車在長快門相機中只是一片模糊的陰影，肉眼能看見手掌卻看不見細胞。在限定分辨率後，只有相應尺度的物件是重要的，小尺度部份會在疊延長被抹勻平均，僅表現為對大尺度部份的某種影響。
談超弦理論：當量子遇上重力時空有了更多可能
遇事不決，量子力學。面對重力和時空，量子力學真的無計可施了嗎？瓦法教授認為，弦理論是一種可靠的量子重力理論。
弦理論第一次廣為人知，是因為美劇【生活大霹靂】中主人公謝耳朵對其無休止的誇贊，現實中的瓦法教授便是當代首屈一指的弦理論物理學家。他介紹，弦理論的核心觀點是點粒子不僅僅是點狀物體，而可能是一維的弦，甚至是膜，或者更高維度的物體。這些物體的振動模式，對應了電子、光子、重力子等不同的微觀粒子。
正如瓦法教授等弦理論學者的觀念，世界不僅只有四個維度（時間和空間），空間的維度可能超過三維。額外的維度透過幾何方法表達其他交互作用。例如，可以透過引入一個額外的圓（第五維）來統一電力和磁力與重力，此時電荷變成了動量，這便是卡魯紮-克雷因理論。
