诺贝尔奖获得者弗兰克·威尔泽克的十个“实现现实的钥匙” –了解我们自己以及我们在宇宙中的地位

“经历两个不同的宇宙之间的深层和谐-美好的思想世界和身体行为的宇宙-对我来说是一种精神上的觉醒。这成了我的职业。我没有失望。”—弗兰克·威尔泽克（Frank Wilczek）。

为了理解自己和我们在宇宙中的地位，物理学家在新书中写道：“我们应该谦卑，同时也要自重。”

1970年春季，由于越南战争和国民警卫队在肯特州立大学枪杀学生示威者，全国各地的大学爆发了学生抗议活动。他回忆说，在芝加哥大学弗兰克·威尔泽克（Frank Wilczek）所在的大学里，动荡期间，定期上课是“即兴又半自愿”的。

正是在这个动荡的时期，威尔切克在数学上找到了意外的安慰和对世界的新认识。他决定参加物理教授Peter Freund的课程，他热情洋溢地“着迷于狂喜”，带领学生学习了对称的数学理论以及这些理论可以预测物理世界中行为的方式。

在他的新书“基础知识：企鹅出版社今天出版的威尔切克写道：“实现现实的十个关键”，这些教训是一个启示：“经历两个不同的宇宙之间的深层和谐-美好的思想世界和身体行为的宇宙-对我来说是一种精神上的觉醒。这成了我的职业。我没有失望。”

维尔切克（Wilczek）是麻省理工学院赫曼·费希巴赫（Herman Feshbach）物理教授，此后为我们对物理世界的基本理解做出了开创性的贡献，这一点得到了他的广泛认可，最著名的是在2004年获得了诺贝尔物理学奖。物理学家大卫·格罗斯（David Gross）和大卫·波利策（David Politzer）。他还撰写了几本关于物理学和科学史的科普书籍。

在他的新书中，他使用物理学的基本理论（从宇宙学到量子力学）将科学家对物理世界的集体理解提炼为10个广泛的哲学主题，以重新构想空间，时间以及我们在宇宙中的位置的概念。

“人们为世界的本质而斗争，”威尔切克告诉麻省理工学院新闻。“他们并不关心确切了解库仑定律是什么，而是想更多地了解古希腊人所提出的问题：什么是空间？时间是什么？因此，最后，我提出了10个断言，这些断言是在哲学层面上，但有非常具体的事实作为后盾，以组织我们所知道的事情。”

过山车重生

Wilczek于今年春季早些时候，在另一场动荡的世界大流行开始之际，撰写了本书的大部分内容。他的孙子出生时，威尔奇克（Wilczek）正在布置书的结构。物理学家在序言中写道，他是根据婴儿的观察和与环境的互动，看着婴儿开始建立世界模型的。充满了无限的好奇心和很少的成见。

威尔切克说，科学家可以通过建立和修剪更详细的世界模型，并以类似的无偏见，开放的观点，从婴儿的学习方式中汲取灵感。当他感到自己对世界的理解从根本上发生转变时，他可以回想起时代。大学的数学对称性课程是早期的实例。最近，人工智能和机器学习的兴起促使他重新思考“什么是知识，以及如何获取知识”。

他写：“重生的过程可能会令人迷惑。但是，就像过山车一样，这也可能令人振奋。它带来了这个礼物：对于那些以科学的方式重生的人来说，世界似乎变得新鲜，清澈和异常丰富。”

“物质模式”

Wilczek的书为读者提供了充分的机会来重塑对自然世界的看法。例如，在标题为“太空中有很多空间”的一章中，他写道，虽然宇宙是广阔的，但我们自身还有另一广度。为了说明他的观点，他计算出构成人体的原子大约有10个八十亿。那是可见宇宙中恒星数量的一百万倍。他说，我们内部和外部的许多人并不矛盾，但可以用同一组物理规则来解释。

实际上，宇宙可以用很少的规则集来描述，这些规则统称为物理学标准模型，尽管威尔切克更喜欢用另一个名字来称呼它。

威尔切克说：“所谓的标准模型是千禧年研究的顶点，它使我们能够非常全面地了解物质的工作原理。”“因此，将其称为模型和标准，是一次无法向人们真正传达人类所取得的成就的机会。这就是为什么我喜欢称其为“核心”。这是我们可以建立的核心理解机构。

威尔切克带领读者学习物理学家在建立和验证标准模型及其对宇宙的数学描述中所做的许多关键实验，理论和启示。

在这个经常令人愉悦的科学之旅中，包括对维尔泽克自己所作贡献的简短提及，例如他在诺贝尔奖中获得的建立量子色动力学理论的著作；他对轴心的表征，这是他用洗衣粉命名的同名理论粒子（“它短，易上手，并且可以很好地与质子，中子，电子和介子很好地匹配，”他写道）；和他对安永的介绍-一种既不是费米子也不是玻色子的全新粒子。

在4月，然后分别在7月，科学家对威尔逊进行了首次观测，这距Wilczek首次提出存在已有40年。

威尔切克说：“我开始认为它永远不会发生。”当发现被公开时，他正在整理自己的书。“当它最终完成时，这真是一个令人惊讶的惊喜。”

任意子的发现为将粒子用作量子计算机的构建单元开辟了可能性，并标志着我们对宇宙的理解的另一个里程碑。

在结束他的书时，Wilczek写了关于“互补性”的概念-物理学中的一个概念，指的是两种看似相反的理论，例如光的波理论和粒子理论，它们可以分别解释同一现象集。他在整本书中指出了许多互补的物理学理论，并将这一思想扩展到了哲学和接受世界上截然不同的观点可以帮助我们扩展经验的方式。

他写道：“随着进步，我们已经开始像人类一样，将人和生物视为具有内在价值并值得深刻尊重的人。”“当我们将自己视为物质模式时，很自然地将我们的亲属圈画得很宽。”

基本原理：现实的十个关键作者：弗兰克·威尔泽克（Frank Wilczek）