如果問,科學最重要的語言是什么?答案就是數學。幾乎所有的科學領域都在使用數學,而且成熟度越高的領域數學用得越多,當代數學大師丘成桐先生,對此有獨特的感悟。他最近出版了一本科普書《數學的萬有引力》,透徹地介紹了對引力的數學與物理研究歷史。丘成桐27歲就證明了卡拉比猜想和正質量猜想,它們對廣義相對論和弦理論等物理領域都有重大影響,數學與物理結合正是丘先生的一大主題。
人類對引力的探索歷經了從牛頓萬有引力到愛因斯坦廣義相對論的深刻演進。廣義相對論雖成功將引力場與狹義相對論融合,但如何將其與量子力學統一,至今仍是物理學界的核心難題,而弦論是目前唯一能無矛盾地實現這一目標的理論。在這一宏大背景下,丘成桐于1976年證明的卡拉比猜想,在八年后意外成為了弦論的數學基石。盡管最初物理學家認為該純數學成果缺乏現實意義,但到了1984年,弦論學者發現將十維時空拆分為四維時空與六維隱藏空間時,這六維空間恰好滿足卡拉比猜想的方程。由此誕生的“卡拉比-丘流形”完美契合了弦論對額外維度的幾何要求,并在近六十年后的今天,依然是弦論中最重要的數學工具。
數學是如何將宏觀世界與微觀世界打通的?本期《錨點》,對話菲爾茲獎得主、上海數學與交叉學科研究院理事長丘成桐,7月22日22點東方衛視播出。
編輯: 王易帆
責編: 劉俊
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