预言家和工艺师

我们走的物理学革命路线也许有点儿问题。我在第十七章讲过，科学是人的行为，难免有人的弱点——也很脆弱，因为它需要个人的规范，也同样依赖于群体的规范。它也可能崩溃，我相信它现在就要崩溃了。

一个团体常常因为组织的原因而被迫以某种特殊的方式思考问题。一个重要的组织问题是：为了解决眼下的问题，我们是否组织并奖励了正确的问题和正确的物理学家？它对应的问题是：我们是否提出了恰当的问题？

任何关心基础物理学的人都会看到，新思想是必须的。从弦论的最大怀疑批评者到最热烈鼓吹者，你都能听到同一个声音：我们丢失了重要的东西。他们隐约感到需要某种新的东西，就是这种感觉促使2005年弦论年会的组织者们设立了一个“下一次超弦革命”的分会。尽管其他领域的实践者如今更有信心了，但我认识的每个物理学家都会赞同我们也许至少还缺少一个重要思想。

我们该如何寻找那个丢失的思想呢？显然，一定需要某个人站出来，要么找出我们大家现在都认可的某个错误假定，要么提出一个新问题。为了确保基础物理学的未来，我们正需要那样的人。这样，组织问题也就清楚了：我们是否有良好的体制以确保有人能在我们支持和服从（这同样重要）的群体中间找出错误的假定或提出正确的问题？对这样有着罕见天才的创造性叛逆，我们是欢迎他还是驱逐他？

当然，善于提出真正新的然而又相关的问题的人是很难得的，而认清一个专业领域的现状，发现隐藏的假定或新的研究路线，更是一种特殊的才能，而且大不同于加入物理学群体所要求的那些基本技能。做一个技巧娴熟的手艺人是一回事，做一个有思想的预言家却是另一回事。

这种区别并不意味着预言家不是训练有素的科学家。预言家必须对学科有完全的了解，能用流行的工具进行工作，能用它的语言去说服别人。不过预言家不必是技术纯熟的物理学家。历史表明，与精通数学、善于解题的科学家比起来，成为预言家的那些人有时显得很平庸。爱因斯坦就是一个好例子，他年轻时连一个像样的科学工作也找不到。他与人辩论时有些迟钝，容易糊涂，而别人的数学都比他好。相传，爱因斯坦本人曾说过，“不是因为我太聪明，而是因为我能持久地考虑问题。”145玻尔是一个更极端的例子。历史学家贝勒（Mara Beller）曾详细研读过他的著作，指出在他的研究笔记里没有一个计算，尽是语言的论证和图画。146德布罗意（Louis de Broglie）曾提出一个惊人的建议，说假如光既是波也是粒子，那么电子和其他粒子也同样可以像波。这是他1924年在博士论文里提出的，当时并未引起考官们的注意，如果没有爱因斯坦的认可，他还差点儿不及格。据我所知，他再也没做过有同样影响的物理学工作。在我的想象中，只有一个人既有想象力也是他那时代最好的数学家：牛顿。其实，牛顿的每件事情几乎都是不可思议的。

第十七章说过，库恩区分了“常规科学”与科学革命。常规科学基于一定的范式，那是业已确立的关于固定理论、固定问题、固定实验方法和计算技术的实践。当范式被打破时，即当它所基于的理论不再能预言或解释实验结果时，科学革命就发生了。147我并不认为科学总是这样进行的，但一定有常规和革命的时期，科学在不同时期有不同的做法。问题是，常规和革命时期需要不同类型的人。在常规时期，只需要能用专业技术好好工作的人，而不考虑他有多少想象力（当然也可能很高）——我们不妨称他们为工艺师。在革命时期，我们需要预言家，即那些能透过黑暗看清方向的人。

工艺师与预言家为着不同的理由来做科学。工艺师做科学，主要是因为他们在上学的时候发现他们很会做。他们从小学到中学一直到研究生院，通常都是数学和物理成绩最好的学生，然后走进同行的队伍。他们总能比其他同学更快更准确地解决数学难题，所以他们判断其他科学家就看是否会解题。

预言家就不同了。他们是梦想家。他们走进科学是因为想知道存在的本质是什么，那是课本没有回答的问题。如果他们不做科学家，就可能是艺术家或作家，或者一辈子待在神学院里。这样的两群人相互误会和不信任，当然是预料中的事情。

预言家通常抱怨物理学的标准教育忽略了科学发展的历史和哲学背景。有个年轻的物理学家想在他的物理学课中加入哲学，遭遇了很大阻力。爱因斯坦写信给他说：

我完全赞同你的意见，方法论与科学的历史和哲学有着同等的意义和教育价值。今天有很多人——还包括专业科学家——在我看来都只看见了千万棵大树，却从未看见整片森林。历史和哲学背景的知识能帮助人们摆脱多数科学家所沉迷的时代偏见。在我看来，哲学观带来的这种独立意识标志着普通工匠或技师与真理探索者之间的区别。148

当然，有的人是两者的混合体。没有高度专业技能的人是不可能将其坚持到研究生院的。但我认识的多数理论物理学家都属于两者之一。那么我自己呢？我想我是一个预言家，有幸也有一手好技能，还偶尔解决过某些问题。

我第一次看到库恩关于革命与常规科学的划分还在读大学，当时很糊涂，因为我说不清自己处在什么时期。如果考虑那些尚未解决的问题，我们显然正在经历着一场革命。但如果看看周围人们的工作，我们显然在做常规的事情。那时有一个范式，就是粒子物理学的标准模型和证明模型的一些实验，都是常规进行的。

现在我明白了，我的迷糊正预示着我在本书探讨的危机。其实我们就在革命时期，但我们想用过时的工具和常规科学的组织来摆脱它。

这也就是我对最近25年物理学的基本假定。我们正在革命时期，这大概是毫无疑问的。我们陷入了困惑，我们迫切需要真正的预言家。但预言家已经离我们很久远了。20世纪初我们有儿个里程碑式的大思想家，首先是爱因斯坦，其次还有玻尔、薛定谔、海森伯等。他们未能完成他们开创的革命，但他们创立了部分成功的理论——广义相对论与量子力学，是我们继续革命的基础。这些理论的发展需要大量艰巨的技术工作，所以几代人的物理学都是“常规科学”，是工艺师们的天下。其实，20世纪40年代物理学的天下从欧洲向美国的转移，就是工艺师战胜预言家的结果。我前面讲过，它转变了理论物理学的风格，从爱因斯坦和他的伙伴们对基础的沉思，演变成为产生标准模型的激进的实用主义的态度。

当我在70年代学物理时，老师似乎都在教导我们俯视那些思考基础问题的人。当我们提出量子理论的基础问题时，我们听到的回答是，没人完全理解它们，它们关心的已经不再属于科学了。人们需要做的事情就是把量子力学当作确定的工具，将它用于新的问题。这是地道的实用主义态度；其格言是“少说话，多计算”。那些不甘心放弃对量子理论的意义的疑虑的人，被认为是不能做研究的失败者。

像我这样从读爱因斯坦的哲学沉思走进物理学的人，是不能接受那个理由的，但意思很清楚，我要尽最大的努力追随它。你可以在确定的量子理论里经营自己的事业。普林斯顿高等研究院的幸福环境曾令我留恋，但那儿已经没有了爱因斯坦的科学作风的印迹——只有一尊空空的铜像在图书馆默默注视着外面。

但革命没有完成。粒子物理学的标准模型当然是实用主义物理学风格的胜利，但它的胜利如今似乎也标志着它的局限。标准模型（也许还有暴胀）大约是常规科学所能达到的极限了。从那以后，我们陷入了泥潭，因为我们需要的是回归革命的科学。我们再一次需要预言家。问题是我们周围几乎没有预言家，因为科学经过那么长久的常规研究，已经难得认识他们，更难容忍他们。

从20世纪初到70年代，科学（通常也包括科学院）越来越组织化和专业化。这意味着常规科学的实践被奉为好科学的唯一模式。即使人人都明白革命是必须的，我们群体中最强力的部分却忘了如何革命。我们一直在尝试着用最适合常规科学的研究风格和结构来发动革命。弦论的尴尬——承诺多而兑现少——恰好就是大量工艺师做预言家的工作所带来的结果。

我敢肯定有的弦理论家会反对这种说法。当然，他们在做物理学的基础问题，所有的工作都旨在发现新的法则。为什么弦理论家不是预言家呢？难道虫洞、高维空间和多重宇宙不是想象丰富的思想吗？是的，当然是，但问题不在这儿。问题在于：背景是什么？这些思想说的是什么？在卡鲁扎和克莱因思想经过3/4世纪之后，隐藏的维和虫洞一点儿也不新鲜了。在数以百计的人思考过同样的思想之后，考虑这些事情也用不着什么胆略或先见之明。

审视我们现状的另一种方式是，预言家为了满足他们清晰的渴望，被迫应对最深层的物理学的基础问题，包括量子力学的基础和与时空本性有关的问题。关于量子力学的基础，最近几十年里发表了很多论文和图书，但据我所知，没有一个作品是一流的弦理论家做的。我也不知道有哪个弦理论家写过什么论文，将弦理论面临的问题与物理学家和哲学家关于空间、时间或量子理论基础问题的旧著作联系起来。

相反，量子引力的背景独立方法的倡导者们的科学观则是通过对基础问题的长期沉思而形成的。他们的思想产生了很多有关基础问题的论文甚至专著；也很容易罗列那群人物的名单：彭罗斯也许是公众最熟悉的一个。但我们还能列举别的人，如贝兹（John Baez）、克兰（Louis Crane）、德维特、多克（Fay Dowk-er）、伊沙姆（Christopher Isham）、马科普洛、罗维里、索金和特胡夫特。

相反，我想不出有哪位主流弦理论家提出过量子理论或时间本性的原创性思想。弦理论家往往以轻蔑的姿态来回应这些批评，大概会说这些问题都解决了。他们偶尔也承认问题是严肃的，但马上会接着声明现在还不是解决它们的时候。常听人说，我们应该继续紧跟弦理论的发展，因为弦理论是正确的，一定会包含那些问题的解答。

我绝不反对人们像工匠那样做科学，他们的工作需要坚实的技术做基础。正因为这样，常规科学才那么有力量。但指望能在现有理论之内通过解决技术问题来解决基础问题，简直是痴人说梦。假如真是那样就好了——当然，我们就会少想一点儿，即使对感到被迫那么做的人来说，思考真的很难。但深层的长久的问题从来不会靠偶然来解决，只有一心想着它们、决心直接攻克它们的人，才可能解决它们。这些人就是预言家，也因为这一点，科学机构欢迎他们而不是排斥他们，才显得那么重要。

科学从来就不是为了方便预言家而组织起来的；爱因斯坦的求职经历绝非个别例子。但在100年前，科学院还不那么专业，训练有素的外人也随处可见。这是19世纪的传奇，那时多数做科学的人都是狂热的业余爱好者，他们要么很富有，不需要做工挣钱，要么相信自己能找到赞助人。

那很好啊，你可能会说。但谁是预言家呢？他们本就是特立独行的人，把科学当生命，即使不能靠它生存也要做。尽管我们的专业研究机构对他们不好，仍然会有那么几个人。他们是准呢？他们打算做什么来解决那些大问题呢？

他们躲在我们视野之外。看他们对我们多数人相信的假定的拒绝，就可以发现他们的存在。让我来向大家引见几位吧。

要说狭义相对论是错的，我有很多疑惑。如果它错了，那么存在一种特殊的静止状态，能最终测定其方向和速度。但我们周围有少数理论家却不觉得有什么疑惑。雅各布森（Ted Jacobson）是我的朋友，与我合写过一篇圈量子引力的量子力学的论文。我们还一起发现了著名的惠勒-德维特方程的第一组精确解。149但正当圈量子引力汹涌向前时，雅各布森却悲观了。他认为圈量子引力不会成功，还认为它不够深刻。经过再三考虑，他开始怀疑相对性原理本身，相信有可能存在一个特殊的静止状态。他花了多年时间来发展这个思想。在第十三章和第十四章，我说过如果狭义相对论是错的，会很快有实验告诉我们结果。雅各布森和他在马里兰大学的学生就代表着一帮寻求狭义相对论实验检验的人。

另一个怀疑整个相对论框架的预言家是宇宙学家马盖若（见第十四章）。他别无选择，因为他发现并喜欢上了自己的一个似乎与相对论矛盾的思想——即光速在宇宙早期可能要快得多。他关于这个思想写的论文看起来很和谐——如果不假定要抛弃或至少修正相对论原理，它们当然也就没有什么意思了。

还有一个狂野的家伙，一个卓有成就的物理学家，是做固体物理学的，为解释材料的行为创造过辉煌的业绩。我说的是劳克林，1998年因为“发现新的具有很少荷电激发态的量子流体”的贡献获诺贝尔物理学奖，还有莫斯科朗道理论物理研究所的沃洛维克，他解释了一些极冷液氦的行为，还有MIT的文小刚。这些人既是工艺师也是预言家。他们在最近几十年做了最好、影响最大的常规科学，然后又将手伸向量子引力的深层问题。他们的出发点是认为相对论原理错了，只不过是一种近似的突现现象。粒子物理学家贝约肯是另一个工艺师与预言家的复合体。我们如今知道质子和中微子包含着夸克，那主要就是靠他的洞察力。

有个大预言家叫涅尔森，来自玻尔研究所。他构建过弦理论，也有过很多大发现。但多年来他离开了主流，去宣扬他所谓的随机动力学。他相信，关于基本定律我们顶多只能假定它们都是随机的。我们认为本质上正确的每一件事情，如相对论和量子力学原理，在他看来都不过是从基础理论突现出来的偶然事件，而那基础理论远远超越了我们的想象，同样可以假定它的定律都是随机的。他的模型是热力学定律，我们过去认为那些定律是以原理为基础的，但现在我们将其理解为大量随机运动的原子的最可能的行为方式。这也许不对，但涅尔森在他的反统一纲领中已经走得很远了。

弦理论家中就没有多少人能像前面几位先生那样对科学有过持久的贡献。那么，当那些杰出的物理学家一再警告我们也许在做着错误的假定时，弦理论家——在这个问题上，或许也包括圈理论家——是如何回应的呢？我们才不管他们呢。是的，坦白地说，有时他们刚走出大门，我们就在背后嘲笑他们。虽然你做出了诺贝尔奖水平的物理，甚至已经得了奖，但如果你要质疑大家坚持的像狭义和广义相对论那样的假定，我们也是不会容忍的。我非常吃惊地听劳克林说起，他在系里和资助单位受到了很大的压力，人家要他做他原来的常规科学，而不愿他浪费时间做关于时间、空间和引力的新思想。像他那样卓有成就而且头顶诺贝尔桂冠的人都不能发展自己的深刻思想，还谈什么学术自由呢？

幸运的是，我们很快就会知道狭义相对论是否正确。我的多数朋友都希望实验观测能证明那些大人先生们都是傻瓜。我希望想打破偶像的人是错的，狭义相对论能经得住考验。但我也老是担心也许错的是我们，而他们才是对的。

相对论的质疑就谈这些。如果量子论错了，情况又如何呢？这是整个量子引力计划的软肋。如果量子论错了，拿它来结合引力就纯粹是浪费时间。有人考虑过这个问题吗？

有的，其中一个就是特胡夫特。还在乌得勒支做研究生时，特胡夫特就和一个年长的合作者一起证明了量子的杨-米尔斯理论是合理的，这个发现使整个标准模型成为可能，他的这些成就当然赢得诺贝尔奖。那是他众多关于标准模型的基本发现之一。但最近10年他成了基础问题的最大胆的思想家。他的主要观点是所谓的全息原理。在他的构想里，没有空间。发生在我们常想象为空间的某个区域里的每个事件，都可以表示为发生在包围那个空间的曲面上。而且，描述那个边界世界的理论不是量子论，而是某个他相信能取代量子论的确定性理论。

就在特胡夫特构想他的原理之前，克兰在量子引力的背景独立方法的前提下提出了类似的思想。他提出，将量子论用于宇宙的正确方法不是将整个宇宙放进量子体系。霍金、哈特尔（James Hartle）等人尝试过那种方法，但遇到了严峻的问题。克兰反过来认为，量子理论不是一个系统的静态描述，而是一种信息的记录——它记录的是宇宙的一个子系统通过相互作用而获得的关于其他子系统的信息。接着他提出，将宇宙一分为二的每一种方式，都联系着一个量子力学的描述。这些量子态不是存在于这个或那个区域，而是存在于它们之间的边界。150

克兰的大胆建议从此成长为一类量子论方法，叫关系量子论，因为它们所依赖的思想认为量子力学是宇宙子系统之间的关系的描述。罗维里发展了这个思想，他证明它与我们通常的量子理论做法是完全一致的。在量子引力的背景下，它引出了一种新的量子宇宙方法，是由马科普洛和她的合作者提出的。马科普洛强调，描述不同子系统之间的信息交换就等于描述决定一个系统影响另一个系统的因果结构。这样，她发现宇宙可以描述为一台能动态生成逻辑的量子计算机。151宇宙是量子计算机的思想也曾由MIT的劳埃德（Seth Lloyd）提出过，他是量子计算领域的蓝图设计者之一。152马科普洛和劳埃德从各自学科的两方面出发，发起了一场运动，用量子信息理论的思想来重构宇宙的概念，使我们认识了基本粒子是如何从量子时空突现出来的。

特胡夫特用边界来代表世界的思想，应该令我们想起马尔德希纳的猜想。其实，特胡夫特的思想正是马尔德希纳的灵感来源之一，还有人认为全息原理将成为弦论的一个基本原理。仅凭这一点，特胡夫特就很容易成为弦理论群体的领导者，假如他对这个角色感兴趣的话。但在20世纪80年代，特胡夫特开始走自己的路了。那时正当他的黄金年华，而且在技术上也没有人比他更强。不过，他脱离主流时，还是遭到了他的粒子物理学伙伴们的嘲笑。他似乎并不介意，甚至毫无察觉，但我相信那深深刺痛了他。不管怎么说，他几乎怀疑一切，独闯了一条自己的基础物理学道路。他几十年来形成的核心信念是，量子物理学是错误的。

没有谁比特胡夫特更认真和真诚的了。我们量子引力领域的人喜欢他的一点就是，到处能看到他的影子。他参加过我们的很多会，但他从来不在大厅里和其他大人物一起谈政治。他喜欢到每个分会场去，而一般只有年轻学生才会那样。每天他一大早就来到会场，穿着一尘不染的套装（其他人一般都穿牛仔裤和T恤衫），整天坐在前排，倾听每个学生和博士后的报告。他并不常发表评论，甚至偶尔还会打一两分钟瞌睡，但他对每个同行所表现的尊重，令人难忘。轮到他讲话时，他站起来，一点儿也不做作地讲他的思想和结论。他知道他独自走着一条路，如果他抱怨，我也不会惊奇。一个人怎么会放弃他应得的领导权杖呢？就因为他弄不清量子力学的意义吗？想想那到底说明了怎样的个性。

还有一个彭罗斯。简单地说，对我们理解和运用广义相对论，除了爱因斯坦而外，没有人比彭罗斯的贡献更多了。在我认识的不同领域的人物中，他是四五个最具天才和深刻原创力的思想家之一。他做过大数学和大物理。和特胡夫特一样，他在最近20年的许多工作也是基于他相信量子力学是错误的。他也和特胡夫特一样在构想取代它的东西。

多年来，彭罗斯一直强调，把引力纳入量子论将使它成为非线性的。这样就解决了测量问题，即量子引力效应导致量子态发生动力学坍缩。彭罗斯的建议在他的著作里有很好的描述，尽管还没有形成一个详尽的理论。不过，他和一些人已经在用它们来预言一些可以完成的实验，其中有的实验正在进行中。

我们有几个人认真研究了彭罗斯的论证，更有少数的人相信它们是对的。但多数弦理论家——当然都是些引领潮流的弦理论家——似乎根本没听进去。即使像这样的大思想家，当他们质疑基本假定时都遭人白眼，你就可以想象没有首先做出过重大贡献的预言家会有怎样的遭遇。153

如果当世的几个最优秀的理论物理学家觉得需要质疑相对论和量子论的基本假定，那么一定会有人从一开始就站在他们的立场。确实有些人在研究之初就在考虑量子论一定是错的。他们学会了它，和别人一样能运用它的论证和计算；但他们不相信它。为什么呢？

这样的人大概有两类：真的和假的。我属于那种从来不相信量子力学的人，但我也是假的。就是说，我在上学的时候就明白了，如果我一心想明白量子力学，那么我就不会有一个好的理论物理学家的前程。所以我决定做主流能理解和欣赏的东西，这样我就能找正常的工作了。

幸运的是，我找到了一个方法，可以通过做像量子引力那样的主流工作来考察我对基础问题的怀疑。因为我一开始就不相信量子力学，所以很清楚我的努力注定会失败，但我希望能从失败中找到线索，看什么东西可以取代量子理论。如果早几年，我在量子引力的经历恐怕会和我在量子理论的经历一样倒霉。然而，当我读研究生时，有了一个好机会，就是用最近发展起来的研究标准模型的方法来解决量子引力问题。所以，我可以假装做一个常规科学的物理学家，像粒子物理学家一样训练。接着我将我学的东西用于量子引力。因为我是最先尝试这个方法的人之一，用的方法又是引领潮流的人所理解的，于是事业才有可能一帆风顺，当然还说不上如日中天。

但我绝不能完全压抑自己的本能，探索我的学科基础。我在1982年写过一篇题为“论量子与热涨落之间的关系”的文章，现在看它，简直不敢相信我有那么大的胆量。154我提出了一个新问题：如何将空间、时间和量子协调起来？这个问题开辟了一条全新的解决路线。即使今天我已经写过很多有影响的论文，还认为那篇是我最好的作品。偶尔我会遇到追溯学科基础的同学或在主流外徜徉多年的孤独者，他们会说，“呀，你就是那个斯莫林啊！我从没想到会见到你。我原以为你一定早死了，或者离开物理学了。”现在我终于和圆周研究所的同行们回到了原来的工作，研究量子力学的基础。

那么真正的怀疑者又如何呢？他们不相信相对论和量子论的基础假定，而且绝不改变自己的倾向。他们是一群特殊的人，每个人都有故事。

许多喜欢科学的人都知道巴伯（Julian Barbour）是《时间终结》的作者，他在那本书中说时间是错觉。155他是一个与众不同的物理学家，自1968年获科隆大学博士学位以来就没有找一个研究工作。但他在认真思考量子引力的小人群中影响很大，正是他教导我们那意味着需要一个背景独立的理论。

巴伯告诉我们，他在读研究生时，在一次登山旅行的路上，他突然想起时间也许是一种错觉。于是他开始考察我们包含在广义相对论里的时间认识的根源。他意识到他疑虑时间本性就做不了传统的学术研究，他也明白如果他要继续研究那个问题，就必须全心投入，而不能受常规物理学的压力的干扰。所以他在距离牛津一个小时的小村庄买了一所旧农舍，还把新婚妻子带来，安心思考时间问题。大约10年后他才向他的同事们报告他的结果。在那期间，他和妻子生了四个小孩，靠他做翻译的钟点工抚育他们。他一周用来翻译的时间不到20个小时，于是有很多时间思考；这一点和学术机构的多数科学家一样，他们除了教书和行政事务外，也只有那么多时间来思考。

为了与广义相对论的时间意义发生联系，巴伯钻进了那门学科，回溯物理学和哲学的历史。最后他构想出一种新理论，其中的空间和时间只是一个关系系统。他关于这个主题的论文慢慢开始受到关注，最终成为量子引力群体的荣誉一员。他将爱因斯坦的广义相对论重新解释为一个关系理论，这也正是我们领域的人现在所理解的方式。

这还不是巴伯的全部工作，但已足以说明一个成功预言家的经历与传统的专业科学家有多么大的不同。这样的人不赶潮流——其实他们大概对学科还没有足够的认识，根本不知道它的潮流是什么。这样的人，他们的动力不是别的，就是以前形成的信念，确信别人遗失了某个关键的东西。他们的方法更有学术性，因为他们只有通读了困扰他们的问题的整个历史，才可能想清楚。他们的工作是高度专一的，不过需要很长的时间才能得到一点结果。不管什么结果都无助于他们的职业生涯。巴伯成熟了，比多数职业科学家更多地改变了科学；但当多数物理学家在谋求终身职位的时候，他却没有一样可以炫耀的东西。

巴伯的经历很像其他的预言家，如达尔文，他也是躲到英国乡间去找间屋子思考困扰他的问题。爱因斯坦花了10年的时间孕育狭义相对论的思想。于是，预言家要发现未经检验的假定，所需要的只是思考的时间和自由。剩下的就看他们自己了。

另一个例子是芬克尔斯坦（David Finkelstein），乔治技术研究所的荣誉退休教授，一生都在追求自然的逻辑。他做物理的方式与众不同。我们第一次见面时，他告诉我他一生的工作就是追求理解，“上帝是如何构想出这个世界的？”除此而外他什么也不做。我们每次见面时他都有新的认识。这条路线也引出一些副产品。他是第一个认识黑洞事件视界的人。156他第一个发现了固体物理学的所谓拓扑守恒律的重要特征，也第一个研究了一系列不同的数学结构——如量子群。一个预言家在自己追求真理的道路上能有多大的成绩，他的一生树立了一个榜样。虽然芬克尔斯坦有职业，但如果一个人只听从学术圈内的声音而忽略外面的一切，还能像他那样在那个年代获得名牌大学的教授职位吗？做梦去吧。

还有一个故事，更像是巴伯了。瓦伦提尼（Antony Valentini）从剑桥大学毕业（和巴伯一样），然后在欧洲漫游了几年，最后在意大利的里雅斯特定居下来，师从席艾马（Dennis Sciama）——他在剑桥曾是霍金、彭罗斯、里斯（Martin Rees）、艾利斯（George Ellis）等大相对论专家和宇宙学家的老师。后来，席艾马移居的里雅斯特，在意大利一家新建的研究机构SISSA（国际高等研究院）成立了天体物理学小组。瓦伦提尼是席艾马的最后一个学生，并不做天体物理，而是做量子理论，他强烈感到量子论没有意义。他研究了德布罗意在20世纪20年代最早提出的一个老思想，叫隐变量理论。根据这个理论，量子论的方程背后存在着一个实在。隐变量的思想被压制了很多年——部分是因为冯诺伊曼在1932年发表了一个错误的证明，说那种理论不可能存在。50年代，量子理论家玻姆终于发现了那个错误，复活了德布罗意的理论。瓦伦提尼对隐变量理论做了新的重要修正，是那个理论在几十年来的第一次进步。他关于这个问题的多数论文都被物理学杂志拒绝了，但其内容如今在研究量子力学基础的专家圈子里广为流传。

席艾马尽可能地鼓励和帮助瓦伦提尼，但不论在意大利还是在英语世界，都没有为专心做基础问题的人留下位置。席艾马劝他，如果不能在杂志上发表他越来越多的结果，可以写一本书出来。瓦伦提尼没找到工作，到了罗马，终于在罗马大学得到一个博士后的位置。离开学校后，他又在罗马呆了6年多，爱上了那座城市和那儿的一个人。他靠做家教谋生，同时发展自己的理论，将结果写成书。157

虽然许多一流的物理学家私下承认自己对量子力学的忧虑，但他们在公开场合却说它的问题早在20世纪20年代就解决了。后来有多少人做基础研究，没有专门的报告；但我知道，至少从50年代起，一流杂志发表这方面的论文就很挑剔了，还有几家杂志公开宣称不接受这类文章。资助机构和主要的政府基金一般都不支持这种研究，158大学物理系也不聘用做那种研究的人。

人们的普遍反对，部分是因为科学在40年代从革命转向了常规。正如政治斗争一样，为了巩固革命果实，必然会镇压反叛者。早年有几个相互竞争的诠释量子理论的思想。到40年代，其中的一个胜利了。为了捍卫玻尔的领导地位，人们称它为哥本哈根诠释。玻尔和他的追随者为了解决争论费了很大气力，我听说还动用了政治力量，这一点儿也不奇怪，因为他们卷入了核武器的研制，当然应该是胜利者。但即使不关心意识形态而只想安心做常规科学的人，也想把学科的争议平息下来。从实验和实践方面说，量子理论取得了伟大的成功，靠它进步的人不想被别人没完没了的怀疑所困扰，他们才不担心理论的建立和解释是否存在更深层的问题呢。现在是稳步向前的时候了。

坚定的怀疑者们几乎没有多少选择。有人学着哲学家的作风，在哲学杂志上发表长篇大论。他们形成了一个小小的文化圈，至少使争论延续了下来。几个有数学天赋的人在数学系找到了工作，发表正式的严格论证的、不同于量子力学共识的观点。有的人——学科内最优秀的人——在不知名的大学里做教授，在那些学校，用不着自己去找研究资助。还有几个人做了其他领域的物理，偶尔像业余爱好者那样做量子力学。

在这些“业余爱好者”中，有个叫贝尔（John Stewart Bell）的，在60年代初发现了隐变量理论的一个关键定理。他靠粒子物理学的成就奠定了自己的学术生涯，但在他去世多年后的今天，人们才发现他最重要的贡献在于量子理论的研究。据说贝尔说过，一个人应该做常规科学，而只用十分之一的时间来关心量子理论。这句格言流传时，我在圆周研究所的同事哈代（Lucian Hardy）常常在想，如果贝尔在他影响最大的领域里多花点儿时间——当然，除非他想丢掉自己的饭碗——他的贡献该有多大呀。

量子力学基础的研究在这段时期几乎没有什么进展，也就不足为奇了。还能指望别的吗？当然，就凭这一点，即使有少数人取得了进步，也完全可能没工作，没资助，也发表不了文章。

现在我们知道怀疑者犯了多么大的错误。大约20年前，费曼和少数几个人就意识到，也许我们能以量子现象为基础制造一种新型的计算机。这个建议被长久地忽略了，直到1985年多伊奇（David Deutsch，现在牛津量子计算中心）才提出一个更详细的量子计算机计划。159没有像多伊奇那样的基础问题的思想家；他发愿做量子计算机是因为他对数学和量子理论的基础问题感到不安。想知道他是怎样一个独创和清澈的思想者，可以看看他那本刺激的书《实在的结构》，160他在书中精心编织了他的多世界理论。我一点儿也不赞同他的理论，但我喜欢那本书。

1994年，MIT的肖尔（Peter Shor，那时是贝尔实验室的计算机科学家）发现一个惊人的结果：足够大的量子计算机可以破解现有的任何密码。161从那以后，经费就滚滚流入量子计算机领域，因为政府是绝不想让它的密码被人破解的。这些钱培养了新一代年轻人，一群聪明的科学家——物理学家、计算家专家和数学家。他们开辟了一个新领域，融合了物理学与计算机科学，形成了重新检验量子力学基础的重要力量。量子计算在一夜间火爆起来，涌现出大量的新思想和结果。有些结果触及了基础的角落，还有些结果是20世纪30年代后的任何时候都可能发现的。这个例子清楚地说明了科学政治对一个学科的压力如何阻止了它几十年的进步。

1999年，瓦伦提尼在罗马孤独地过了7年后，回到了伦敦的父母家。他们一家是从阿布鲁左的小村庄迁移来的；他们开过一家小商店，想靠它支撑他的工作。我做帝国学院访问教授时，在那儿见过他。和伊沙姆（他是那儿的理论组的头儿）讨论后，我们决定给他一个博士后的位置，把他带回了科学。我们能那么做，是因为我得到了一笔意外的慷慨资助，资助者正好很关心量子力学的基础问题。我觉得钱的最好作用就是用来资助有可能在领域取得新的重要贡献的少数几个人。如果我只有国家基金会（NSF）的资助，就不可能做到这一点。虽然NSF对我的量子引力工作很慷慨，但用那个资助来帮助一个博士后做量子论的基础工作，还是会影响以后的资助。

现在瓦伦提尼加入了我们的圆周。他还在写隐变量的书，同时也成了量子理论基础领域的头面人物，常去相关主题的会议做特邀报告。他经常发表文章，最近的研究涉及一个大胆的新建议：通过观测来自邻近黑洞的X射线检验量子力学。162他和巴伯一样，在几年孤独的日子里潜心自学，在整个量子理论领域找不出第二个像他那样有深刻洞察力和渊博知识的批评家了。

我们应该记住，如果巴伯和瓦伦提尼想挣一个普通的研究职位，就不可能有任何成就。如果做一个普通的助手或助理教授，就会为了赢得进阶所必须的邀请和资助而拼命去发表文章、争取荣誉，结果是一事无成。但巴伯和瓦伦提尼硕果累累。他们一直在思想，对一个顽固的问题会比助理教授们想得更深、更专注。当他们经过十年苦想破壁而出时，都会形成一个严谨、独创而成熟的观点，使他们很快产生影响。经过那些年的潜心钻研，他们得到了重要的新发现，树立了自己的权威，成为了关心那些问题的人们的核心。

在事业之初（甚至以后）忍受长期的孤独，是预言家们的基本经历。有人说格罗藤迪克（Alexader Grothendieck）是目前健在的最能干、最富想象的数学家。他有过最不寻常的经历。他具有重大影响的一些贡献都不曾公开发表，而是以数百页信件的形式寄给了他的朋友们，然后逐渐在能理解它们的小圈子里传播。他的父母为躲避政治迫害和战争而流亡他乡；他是在第二次世界大战后的难民营里长大的。他在巴黎数学界崭露头角时，就像从天上降下来的。短暂风光过后，他在20世纪70年代几乎脱离了科学生涯，至少部分是因为他反对数学为军事服务。1991年，他完全消失了，尽管谣传他在比利牛斯山隐居，但没人知道他究竟在什么地方。显然，他是一个极端的例子。但我们还是可以看到一些优秀的数学家在声名鹊起时表露在脸上的羡慕、惊奇甚至恐惧的表情。下面是他对他一些经历的描述：

我在那些动荡的年月学会了孤独。[但即使]这个形式也没能真正表达我的意思。不管怎么说我都不想学孤独，理由很简单：这类知识我在童年时就从没忘过。那是我们每个人与生俱来的基本能力。然而，在那孤独的三年[1945～1948]里，我沿着自己摸索出来的路线，靠着自己的能力忘我地工作，这为我带来了强烈的自信（不张扬然而持久），相信自己有能力做好数学，而与形成规则的任何共识无关，也与任何时尚无关……我说这些的意思是，为了把握我想学的东西，要靠自己的方式，而不要靠大大小小的派别——不论我本人所属的派别还是因为任何其他理由自诩为权威的派别——所认同的观念（公开的或默许的）。不管在中学还是大学，那些无声的共识让我明白，我们不该自寻烦恼去担心诸如“体积”之类的名词的真正意思是什么，哪个是“显然不证自明的”、“普遍知道的”、“毫无疑问的”……正是以这种“超脱”的姿态，才能成就自己而不是沦为共识的走卒，才能拒绝困守在别人划定的圈子里——正是在这种卓然不群的行动中才能发现真正的创造力。所有其他事情就是理所当然的了。

从那时起，我有机会在向我召唤的数学世界里认识很多人，既有我的“长辈”，也有我这个年纪的年轻人，他们都远比我聪明，远比我有“天赋”。我羡慕他们的才能，运用新思想就像玩把戏，仿佛从摇篮里就开始熟悉它们了——而我自己却感觉笨拙甚至痴呆，痛苦地徜徉在崎岖的路上，就像一头笨牛面对一座望不到头的大山——那尽是我决心要学的东西，也是我觉得无法理解其本质的东西，无法追随到底的东西。其实，我本人几乎没有什么特质能算聪明学生，既不能赢得竞赛的名声，也不能轻松消化多数可怕的学问。

实际上，多数我判断比我聪明的同志都成了著名的数学家。不过，从30年或35年后的观点看，我可以说他们在我们今天的数学留下的印迹还不太深刻。他们都做过很多事情，通常还是很美妙的，不过那些都在他们之前就已经开始了，而他们也没想破坏它们。他们不知不觉地陷入了那些看不见的牢固的小圈子，将特定环境的世界划定在一个给定的区域。想要打破这些界线，他们必须重新发现自身的那种与生俱来的（和我一样的）能力：忍受孤独。163

2005年，人们常问年轻的爱因斯坦在今天会不会被大学聘用。答案显然是否定的；他在当时就没能进大学做老师。现在我们更加专业化了，聘用一个人要看他在经过高度专业训练的人中间的竞争力。我上面提到的那些人也都不可能被聘用。如果说我们能享有这些人的贡献，那是因为他们凭着自己的慷慨——或者说倔强——坚持不懈地奋斗，而不靠科学家们通常获得的科学世界的支持。

乍看起来这似乎很容易纠正。这种人不多，也不难识别。很少有科学家思考基础性问题，而能提出重要思想的就更少了。我的朋友考夫曼曾告诉我，不难发现那些有大胆思想的人——他们差不多都至少有几个那样的思想。如果他们在研究生毕业时还没有什么想法，也许就永远不会有了。那么，该如何区分有好想法的预言家与那些正在努力却没有想法的人呢？这也容易，只要问问老一辈的预言家。在圆周所，我们可以毫不困难地发现几个值得关注的年轻人。

但发现这些人后，就需要将他们与其他做常规科学的人区别对待。他们多数都不关心谁更聪明或谁能更快解决主流的常规科学问题。如果他们要去竞争，即使在一个严格的小圈子里，他们也会失败。如果说他们在和什么人竞争的话，那就是最近的一代革命者，那些人在别人已经不看的旧书和论文里与他们对话。驱动他们的几乎没有什么外在的力量；他们只关注多数科学家视而不见的科学中的矛盾和问题。你等上五年甚至十年后，他们照通常标准也不见得好。但不要惊慌，就让他们自己去想吧。最后，他们会像巴伯和瓦伦提尼那样脱颖而出，证明他们是值得等待的。

那样的人不多，因此在科学机构里为他们留下一些空间也不难。实际上，我们应该想许多科研机构和大专院校都会为拥有那样的人感到幸福。因为他们对本学科的基础问题看得很清楚，所以也通常是优秀的甚至有超凡魅力的老师。没有什么能比预言家更能点燃学生的思想火花。因为他们不讲竞争，所以是很好的导师和引路人。大学的主要任务不就是教书育人吗？

当然，也存在风险。他们有些人可能不会发现任何东西。我这是从人的一生对科学的贡献来说的。但多数研究型的科学家，尽管在职业生涯中成功了——得到了基金，发表了很多论文，参加了很多会议，等——对科学的贡献却只是增加了一点东西。我们理论物理学的同行里，至少一半的人没能做出独特的真正持久的贡献。做好本职工作与做基础工作是完全不同的经历。但是，如果要他们一生做别的事情，那么科学就会沿老路走下去。所以，这又是另一种风险。

不同风险有不同的性质和代价，生意人比研究机构的管理者更懂得这一点。很容易与生意人谈论这个问题，但学界人物就不好说了。我曾向一个成功的风险投资者打听，他的公司如何确定风险大小。他说如果他投资的公司有10%能赚钱，他就知道风险不大了。这些人所理解和伴随一生的信念就是，即使90%的新公司都破产了，你也算获得了最大的回报，这也对应着技术进步的最大速度。

我希望能与国家科学基金会就风险问题展开真诚的对话。因为我相信，以实际的标准来衡量，他们资助我们领域的90%的项目都失败了。这些资助是不是促进了新的科学呢？——所谓新科学是说，如果受资助者不做那些事情，就不会有它的出现。

精明的商人都明白，低风险-低回报与高风险-高回报策略是有区别的，它们从一开始就有不同的预期目标。如果你想经营一家航空公司、一个公交系统或一家肥皂工厂，那么你就选择前者。如果你想开拓新的技术，那么没有第二种策略就不可能成功。

我不是要大学的管理者也像这样思考问题。他们在确定选择和提拔人物的标准时，仿佛只想到了常规科学家。其实，稍微改变这些标准以适应不同类型、不同才能的科学家，应该是再简单不过的事情。你想科学发生革命吗？那就学学生意人在期待技术革命时做的事情吧：改变一点法则，让几个革命者进来。不要把等级搞得那么森严，要给年轻人更多的空间和自由。平衡在低风险的科学累积上的巨大投入，为高风险-高回报的人们创造机会。这就是技术公司和投资银行采取的策略。科学团体为什么不尝试一下呢？我们的回报将是发现宇宙运行的秘密。