7月16日，搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼首席執(zhí)行官、物理學(xué)博士張朝陽，和著名物理學(xué)家、德國洪堡研究獎獲得者、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士徐一鴻（Anthony Zee）展開了一場物理對談。兩人從牛頓力學(xué)、量子力學(xué)、狹義相對論談到量子場論，一同回溯了物理學(xué)的統(tǒng)一歷程，并分享了海森堡、愛因斯坦等眾多科學(xué)家的故事。
徐一鴻教授坦言，未來物理學(xué)的發(fā)展是難以預(yù)見的，需要年輕人自己去創(chuàng)造。張朝陽也強調(diào)，做物理不必等到掌握所有知識再開始，物理等基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的出發(fā)點是本能好奇心。
談物理學(xué)統(tǒng)一之路：百年錘煉鑄就量子場論
對談伊始，張朝陽提出，2025年是許多重要物理理論的紀念節(jié)點，如狹義相對論120周年、廣義相對論110周年、海森堡矩陣力學(xué)100周年。這些重要理論的誕生，都標志著人類對自然理解的重大革新。
徐一鴻教授對此表示認同，并梳理了物理學(xué)史上的統(tǒng)一脈絡(luò)：牛頓最早統(tǒng)一了天體與地面的力學(xué)規(guī)律，他率先意識到月球的運行和蘋果的下落遵循同一套力學(xué)原理。之后，麥克斯韋基于法拉第等人奠定的電磁感應(yīng)等實驗基礎(chǔ)，完成了電與磁的經(jīng)典統(tǒng)一。張朝陽表示，“事實上，電磁學(xué)和牛頓時空觀是沖突的。”
進入20世紀，愛因斯坦先是以狹義相對論解決了這一矛盾，十年后又通過廣義相對論揭示了時空和引力的深刻聯(lián)系。在量子力學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家也在不斷探索。薛定諤的波動方程與海森堡的矩陣力學(xué)雖形式迥異卻實質(zhì)等價，最終共同構(gòu)成了量子力學(xué)的主流理論框架。此后，狄拉克（Dirac）、費曼（Feynman）和施溫格（Schwinger）等科學(xué)家進一步將量子力學(xué)和狹義相對論統(tǒng)一，最終構(gòu)建出迄今為止最為成功的物理理論——量子場論。
徐一鴻教授總結(jié)，量子力學(xué)能精準計算原子光譜，而量子場論對電子磁矩的計算精度更高。從這一角度來說，量子場論堪稱人類有史以來最強大、最成功的理論。在此基礎(chǔ)上，粒子物理標準模型進一步總結(jié)了基本粒子的性質(zhì)，并成功將電磁、強、弱相互作用納入統(tǒng)一框架。而如今，科學(xué)家們?nèi)栽诔按蠼y(tǒng)一理論”的目標持續(xù)探索。
談理論發(fā)展偶發(fā)性：赫維賽德的忽視與愛因斯坦的幸運
物理學(xué)史上不乏引人深思的現(xiàn)象，重要理論的發(fā)展契機其實早已蘊含在既有的理論中，卻未必能及時引起足夠重視。張朝陽提到麥克斯韋方程組暗示了洛倫茲對稱性，而徐一鴻教授進一步闡述了規(guī)范對稱性曲折的發(fā)展歷程，這些都是典型的例證。
徐一鴻教授指出，如今教科書對麥克斯韋方程組的闡釋尚有不足：學(xué)生通常只是了解到它分別是——高斯定律、安培定律、電磁感應(yīng)定律和磁場無源。然而稍加觀察就會發(fā)現(xiàn)，前兩個方程是場和源的關(guān)系，后兩個方程則暗藏了規(guī)范對稱性。
要理解這種規(guī)范對稱性，需要將對電磁場的認知上升到電標勢和磁矢勢層面。不過，由于勢是無法直接測量，很多學(xué)者認為它只是數(shù)學(xué)上的輔助量，赫維賽德（Heaviside）甚至直言其為“數(shù)學(xué)垃圾”。徐一鴻教授調(diào)侃道，“如果能在1954年理解這個，你就有可能提出楊-米爾斯規(guī)范場論了”。
另一方面，一個新理論的誕生與檢驗也需要幸運眷顧。在相對論的發(fā)展歷程中，愛因斯坦的經(jīng)歷就頗為幸運。早在1911年，他就預(yù)言質(zhì)量會彎曲光線，但最初的計算出現(xiàn)了偏差，得出的偏折角和牛頓力學(xué)的結(jié)論一致。1914年，德國天文學(xué)家弗洛恩德里希（Freundlich）計劃通過觀測日全食驗證這一結(jié)果，卻因當年7月一戰(zhàn)爆發(fā)而擱置。
幸運的是，1915年愛因斯坦及時修正了計算錯誤，得出偏折角為牛頓力學(xué)預(yù)測值兩倍的結(jié)論，這一結(jié)果后來得到了愛丁頓（Eddington）觀測團隊的證實。張朝陽補充，這些計算過程他已在最近的物理直播課中講解過，相關(guān)內(nèi)容也將收錄進《張朝陽的物理課》（第四卷）中。
談數(shù)學(xué)與物理：物理直覺往往比數(shù)學(xué)工具更重要
物理學(xué)家一定要掌握大量高深的數(shù)學(xué)知識嗎？兩人的答案都是否定的。徐一鴻教授結(jié)合自身經(jīng)驗提出，核心只需要掌握偏微分方程（PDE）、微分幾何以及群論這三門數(shù)學(xué)。更務(wù)實一點講，“其實只需要掌握各領(lǐng)域教材的前三章就夠了”。張朝陽則提醒，“如果你一直都在做復(fù)雜的數(shù)學(xué)，你會把自己困在里面，甚至?xí)ヒ恍┖唵蔚闹庇X”。
回顧物理史上的重要時刻，直覺往往比數(shù)學(xué)工具更重要。徐一鴻教授認為，蓋爾曼（Gell-mann）發(fā)現(xiàn)夸克的例子最有說服力——盡管他的數(shù)學(xué)功底遠不如同時期歐洲、亞洲的一些優(yōu)秀同行，卻憑借超凡的物理洞察力率先取得突破。張朝陽也提到，愛因斯坦提出狹義相對論時，既不懂閔可夫斯基時空，更談不上掌握微分幾何。徐一鴻教授總結(jié)，懂很多數(shù)學(xué)，不等于能做出很偉大的物理成就，“否則數(shù)學(xué)系的每一位數(shù)學(xué)教授都該是諾貝爾獎得主了。”
但扎實的數(shù)學(xué)計算仍是理解物理的前提。徐一鴻教授指出，讀科普書只能形成模糊零碎的印象，唯有動手推導(dǎo)方程，才能真正走近物理這一“相互交織的整體”。在他們看來，數(shù)學(xué)是物理學(xué)的語言，張朝陽鼓勵被數(shù)學(xué)困擾的網(wǎng)友，“只要一步一步計算，最終總會得到回報”。
談基礎(chǔ)科學(xué)：科研出于好奇心 而非功利心
現(xiàn)場互動環(huán)節(jié)，一位獲得奧林匹克物理競賽銀牌的準大學(xué)生專程前來“追星”。他表示已研讀徐一鴻教授的《果殼中的量子場論》《物理夜航船》以及張朝陽的《張朝陽的物理課》三卷書，并借此機會向兩位老師請教高能物理學(xué)的發(fā)展前景以及量子場論符號體系的改進問題。另有學(xué)生提問：如何看到物理學(xué)發(fā)展越來越抽象這一趨勢？做科研時如何判斷一個科學(xué)問題重不重要？
對于這些問題，徐一鴻教授表示，問題的解決和學(xué)科的推動要取決于年輕人。他以牛頓從被蘋果砸中這件小事兒中發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事回應(yīng)，科學(xué)問題重不重要，需要你去決定，科學(xué)的發(fā)展不能只依靠前輩的經(jīng)驗，也要靠年輕人的思考和推動。
張朝陽補充，他在國際基礎(chǔ)科學(xué)大會上注意到，許多學(xué)生非常關(guān)注研究物理的未來出路、就業(yè)機會和發(fā)展前景。對此，他認為，基礎(chǔ)科學(xué)研究應(yīng)是出于對自然界產(chǎn)生的本能好奇。他進一步強調(diào)物理學(xué)的核心價值在于推動人類對世界的認知，研究者不應(yīng)過分著眼于短期商業(yè)應(yīng)用，更不能以功利性牟利為導(dǎo)向。“科研在滿足人類好奇心的同時，也在為人類進步做貢獻。”
此外，針對近期有研究預(yù)測“AI未來或能發(fā)展出類似人類的物理直覺”，徐一鴻教授指出，當前AI的能力主要體現(xiàn)在快速訪問大量數(shù)據(jù)庫上，“目前AI能做到的可能是在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上，不斷地增加一些變量、參數(shù)，但這不是探索物理的方式，我們還是需要一些人類的超級大腦。”張朝陽表示認同，前沿物理研究仍依靠人類思維，AI無法產(chǎn)生類似人類的“直覺”。
