如果问,科学最重要的语言是什么?答案就是数学。几乎所有的科学领域都在使用数学,而且成熟度越高的领域数学用得越多,当代数学大师丘成桐先生,对此有独特的感悟。他最近出版了一本科普书《数学的万有引力》,透彻地介绍了对引力的数学与物理研究历史。丘成桐27岁就证明了卡拉比猜想和正质量猜想,它们对广义相对论和弦理论等物理领域都有重大影响,数学与物理结合正是丘先生的一大主题。
人类对引力的探索历经了从牛顿万有引力到爱因斯坦广义相对论的深刻演进。广义相对论虽成功将引力场与狭义相对论融合,但如何将其与量子力学统一,至今仍是物理学界的核心难题,而弦论是目前唯一能无矛盾地实现这一目标的理论。在这一宏大背景下,丘成桐于1976年证明的卡拉比猜想,在八年后意外成为了弦论的数学基石。尽管最初物理学家认为该纯数学成果缺乏现实意义,但到了1984年,弦论学者发现将十维时空拆分为四维时空与六维隐藏空间时,这六维空间恰好满足卡拉比猜想的方程。由此诞生的“卡拉比-丘流形”完美契合了弦论对额外维度的几何要求,并在近六十年后的今天,依然是弦论中最重要的数学工具。
数学是如何将宏观世界与微观世界打通的?本期《锚点》,对话菲尔兹奖得主、上海数学与交叉学科研究院理事长丘成桐,7月22日22点东方卫视播出。
编辑: 王易帆
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