新物理狂想曲/物理系列/推动丛书【正版新书】

他从薛定谔方程的虚数想到量子时空几何也该是复数的，又发现爱因斯坦方程真空解背后藏着全纯（复函数的一种“美德”）结构，于是他想全纯的扭量应该是时空的*基本结构，而我们生活的时空只是“扭量全纯实在”的次生结构。简单说，扭量空间是光线的空间，时空的光线是扭量空间中的点，而时空的点在其中变成一个黎曼球。“扭量”是彭老30多年前提出的（他自己说；更早可追溯到50多年前，他*篇“扭量代数”的论文发表于1967年）。扭量不是专门为了统一量子论与引力论，但它自然具备了那样的“潜质”。有趣的是，扭量的数学影响大，物理响应却不多。“圈量子”专家Rovelli在2004年考察了上年度的量子引力论文，扭量只有一篇（近年多起来了）。彭老几十年一贯地相信他的扭量，很少有人怀有他那么潇洒的数学态度。

前面说过，彭老在数学上很慷慨，讲波函数和真空能也要跳出传统课本大讲希尔伯特空间和黎曼曲面。他在书后附赠了一本数学小册子，所选内容很有意思，简单的如幂指数和复数，小朋友都明白；复杂的如流形、纤维丛和全纯函数，却是很多大朋友都没听过的。彭老讲它们也只侧重其几何和物理，列举了很多具体的物理场来落实纤维丛。读者即使看不十分清楚，至少也知道有那么一门“外语”，原来物理就是那样的数学玩艺儿啊！我们大都学过用微积分来算物理，却难有为物理构建数学的机会。彭老不假定读者熟悉具体的微积分公式，而把数学图像留给大家。虽然很难想象没有微积分基础的读者能明白这些概念和图像，但我们不妨反过来想想，假如没有微积分，还能在多大程度上构建那些图像？很多普及读物都不讲物理背后的数学，确实为读者减轻了烧脑的风险，却也暴露了作者不肯金针度人的“悭吝”。彭老的书，可爱就在于他敢大大方方将太古里的数学摆上春熙路的地摊儿，让路人有偷窥门径的机会。即使大家当它是吐火罗文的路标，看一眼也能感觉奇特和清新；何况肯定有人能沿着这个路线走下去，*终找到彭老们没能发现的宝藏。

彭老在书后补了一节“独白”（原标题为a personal coda），说自己的家庭背景，讲父亲和哥哥的故事，说他如何被影响。他说他并非别人心目中的maverick，而是比很多人更保守。据牛津词典，Samuel A. Maverick（1803–1870）是德克萨斯的牧场主，从不给自家牛羊做记号，害得小羊羔找不到羊妈妈。maverick由此引出“独立”的意思，特别是没有派系的政客的独立。彭老是物理学家中的数学家，没有自己的物理圈儿和派别，思想也不主流。他的CCC不如霍金的婴儿宇宙惹眼，也不像弦论和暴胀那么流行，但他并不认为自己有多特立独行。确实，他的思想路线比大多数人更传统（如在多时空维和相对论原理问题上）。即使疯狂如CCC，也是源于对热力学第二定律和广义相对论精神的坚守。从科学史的“大尺度”看，他一直走在传统路线上，只因方法和结果与时下流行的东西不同，才留下maverick的印象。2002年1月，剑桥大学为霍金办60岁生日纪念会，在他的大照片下引用了湖畔诗人沃兹华斯（Wordsworth）《序曲》（The Prelude）的一句诗：“一颗心，永远孤独航行在奇异的思想海洋。”（a mind forever voyaging through strange seas of thought, alone.）霍老身体孤独，思想并不孤独，他的小船后面跟着好多“黑洞潮”呢。这句诗用来说彭老，似乎更为合适。

 李泳

2020年10月8日，重庆永川

2020年诺奖桂冠获得者彭罗斯指出，时尚、信仰和想象尽管有时能在物理学中开花结果甚至缺一不可，却正在三个*重要的领域——弦论、量子力学和宇宙学中将今天的研究者引向歧路。

 彭罗斯说，弦论假定的六个额外隐藏维度偏离了物理的实在性，他警告理论的时髦会遮蔽我们对其合理性的判断。就量子力学而言，其解释原子宇宙的巨大成功令人盲目相信它必然也适用于大质量的对象，但彭罗斯则建议量子论有可能变化。至于宇宙学，他认为当下大多数关于宇宙起源的想象都不可能是真的，它们背后可能存在更疯狂的实在性。*后，彭罗斯描述了时尚、信仰和想象是如何活脱脱地造就了他自己的工作——从正在引领时尚（可能取代弦论）的扭量理论到可能被人看成“共形疯狂宇宙学”的“共形循环宇宙学”。

 在本书中，我们将看到一个物理学大咖对当今一些*重要的物理学进展的严肃批评。