基础物理学特别突破奖得主：科学犹如一场和自然界的博弈

当地时间2025年4月5日，突破奖基金会在美国洛杉矶宣布了2025年度各奖项获奖者。本次共颁发6项突破奖（生命科学3项、基础物理学1项，数学1项，基础物理学特别突破奖1项），每项奖金300万美元。其中，特·胡夫特（Gerard 't Hooft）因“对规范理论和标准模型的基本性洞见”而荣获基础物理学特别突破奖。

特·胡夫特还是诺贝尔物理学奖获得者、沃尔夫物理学奖获得者，在规范理论、黑洞、量子引力以及量子力学基础等领域做出了重要贡献。接下来，让我们聆听特·胡夫特讲述他是如何走上科学之路的。

驾驭物理规律是我儿时的梦想。汽车、自行车、无线电都是深谙自然界运行机制的人发明的，他们为何做得到？我以为，要有所创造发明，必须练就一双洞悉自然奥秘的慧眼。就说轮子吧，它算得上一大奇迹。借助轮子，人能够减少在平面上运输重物的许多阻力，使移动变得更加容易。轮子多半是由某位不知名的创造者发明的，我真羡煞这位先贤！同时也很想知道，他是怎样做到这点的？要是轮子还没发明出来，凭我的聪明足以发明它吗？想来想去，觉得还是不太可能。

诸如此类的想法不时在我年少的头脑中涌现，令我怦然心动。我想，世上还有许多未被发现、发明的事物，留给我的机会肯定少不了。比方说，并非所有的疾病都找到了治疗方法；引力无法被消除；还没有人登上月球；原子内部据说存在着极大的相互作用力，但与此相关的众多“最小的粒子”尚未被很好了解；地球上曾生活过一些叫作恐龙的巨型怪兽。毫无疑问，还有很多未解之谜等待着我们去探索，而可能的话，我全都想发现。涉及自然规律的事情有个优点，那便是它们都崇尚客观公正。自然规律面前人人平等，任何权力都无法改变。这与人类社会的习惯、规则颇为不同，如说话要有礼貌，吃饭要用刀叉，为人要守规矩，而且应当上学，必须刷牙等等。凡此种种的社会规范，可能在没有任何征兆的情况下，一夜之间便遭更改乃至颠覆；自然规律却不然，它的客观性固有天成。再则，自然规律合乎逻辑，彼此间不会自相矛盾，这也是社会规范不能企及的。

年少时最值得庆幸的是遇上了几位好老师，他们引领我进入数学的殿堂。若要描述自然规律的话，数学无疑是最好的语言。与日常使用的语言相比，数学的特点和优点是显而易见的。数学描述确实之事，如1/2 + 1/3 = 5/6，任何人无法改变。运用数学还可以描述数和几何图形的许多性质。构造一个三边之比为3∶4∶5的三角形，则其中必有一个角为直角，数学的重要作用在此不言而喻。我渴望揭示自然奥秘，因此必须学好数学。

我中学的许多朋友似乎不太关心这档子事，但我并没有任何动摇，我的数学成绩一直非常好。进入大学时，我自认为已掌握了不少物理知识，不过实际上仍有许多东西需要学习。借助于数学，运用起简单的机械运动定律来远比过去得心应手。关于原子，要学习的知识也很多。有一门反映微小粒子运动规律的课程叫“量子力学”，它所依赖的是更为复杂的数学。自然界庄严的逻辑深深地隐藏于数学化的物理中，其所蕴蓄的自然之美远超出我曾想象的程度。

确实，自然界有极多的奥秘等待我们去追寻，甚至直到今天仍有众多未解之谜召唤着每一位立志献身科学的研究者去探索。这是一项长期而艰巨的任务，需要动员最广泛的力量，不能仅仅依靠少数天才的灵感和聪明。

科学发现能令人衣带渐宽而终无悔意，它会使你乐此不疲、欲罢不能。科学发现无论大小，每一项都自有其迷人之处，有时甚至让你不敢相信自己的眼睛。例如，我通过数月研究提出了一个方程，它最终被认为能精确描述自然界中的几种基本相互作用，那可是我梦寐以求却不敢奢望的意外结果！事实上，当时我还没有彻底了解那一方程的逻辑含义。有时我会想，这么简单的一个表达式竟能如此完善地描述实在世界？现在我们知道，情况的确如此。

狄拉克也有类似经历。他使用纯逻辑的方法推导出一个关于电子的方程，却发现：根据他的方程，应当有反粒子存在，即存在着带正电荷而非负电荷的电子。从这一简单方程出发，狄拉克似乎不敢肯定地预言自然界有这样一种粒子，因此他认为，这可能是质子。然而，其特性与质子的性质又不符。于是狄拉克觉得，也许自己还没有完全理解相关的问题。可是后来在实验中确实找到了这种电子的反粒子，与狄拉克描述的完全一样。谈起此事时，狄拉克不无幽默地说：“这个方程比他的提出者更聪明。”

▲英国理论物理学家保罗·狄拉克

我深知自己得助于机缘：有幸出生在一个重视好奇心、鼓励探索的环境中，而最幸运的是，曾有一批优秀的教师点拨我，又给我以种种机会。

当今世界已经发生了天翻地覆的巨变，其中绝大多数改变都源自新的科学发现。人们已登上月球，对构成原子的基本粒子及相关的作用力也了解得更多。然而，仍有许许多多的原理和规律等待着人们去发现。我们还无法上火星旅行，暂时也还无法光顾别的行星及其卫星。原子中的基本粒子还被我们迄今尚未完全知晓的更小物质控制着，它们兴许是弦、膜或其他更基本的单元。我们还不知道引力平方反比律与这些粒子是否有关。生物学家正在破解人类DNA密码，但仍有许多疾病无法治愈。同时，人类也还不能通过改良DNA密码或 “改写”生物密码而创造目前尚不存在的微生物。我们的计算机内存芯片充其量不过才达到了该领域“石器时代”的水平。

聪明的年轻人将在未来解决上述问题。与遥远未来的智慧生物相比，我们目前几乎还处于“恐龙时代”。如果今天的孩子立志投身充满机遇的科学事业，完全可能成就一项项伟大的发现与创举。科学犹如跟自然界博弈，但规则并非由人制订。在探索自然奥秘的竞争中，只有最聪明者才可能赢得第一。仅仅数十年前，来自贫穷国家或家庭的孩子还被厚厚的“铁幕”及历史所阻隔，因此在发现的竞争中处于极其不利的地位。今天，这种状况已大为改观。几乎所有需要的东西都能在互联网上检索到。即使身处穷乡僻壤，只要有网络，你便可能获得众多世界一流研究机构的最新知识与数据。

书名 ：成为科学家的 100 个理由 (20周年纪念版)

‍♂️ 主编： 国际理论物理中心（ICTP）翻译：赵乐静

内容简介

这是一部近百位世界顶尖科学家畅谈学术人生的文集，其中包括30位诺贝尔奖、6位菲尔兹奖以及23位沃尔夫奖得主。他们讲述自己成长的经历，倾吐对科学、对知识的热爱与追求，也向年轻一代道出了殷切的期盼。从收录的近百篇文章中，能够领略他们睿智的科学见解，品味他们多角度的人生心得，还可一瞥他们平凡而又充实的生活。