如果问,科学这门语言,最底层的逻辑是什么?答案就是数学。几乎每个科学领域都在用数学,而且越是成熟的学科,数学用得越深。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》,把人类对引力的数学与物理研究史讲得透彻淋漓。27岁那年,他就证明了卡拉比猜想和正质量猜想,这两个结果对广义相对论和弦理论等物理领域产生了深远影响。数学与物理的结合,正是他多年来的一大主题。
人类对引力的探索,从牛顿万有引力到爱因斯坦广义相对论,经历了一场深刻的演进。广义相对论成功把引力场与狭义相对论融合在一起,但如何把它和量子力学统一起来,至今还是物理学界的核心难题。弦论是目前唯一能无矛盾地实现这一目标的理论。而在这个宏大背景下,丘成桐在1976年证明的卡拉比猜想,八年后竟然意外成了弦论的数学基石。起初物理学家觉得这个纯数学成果没什么现实意义,但到了1984年,弦论学者发现,如果把十维时空拆成四维时空和六维隐藏空间,那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,直到近六十年后的今天,它依然是弦论中最重要的数学工具。
数学到底是怎么把宏观世界和微观世界打通的?这一期《锚点》,我们对话菲尔兹奖得主、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。
