科普时报记者 陈杰

7月16日，搜狐创始人、物理学博士张朝阳与著名物理学家、德国洪堡研究奖获得者、美国艺术与科学院院士徐一鸿（Anthony Zee）展开了一场深度物理对谈。这场对话跨越牛顿力学、量子力学、狭义相对论直至量子场论，不仅回溯了物理学的统一历程，还分享了海森堡、爱因斯坦等科学巨匠的传奇故事，为听众勾勒出一幅人类探索自然规律的壮阔画卷。

谈物理学统一之路：百年锤炼铸就量子场论

对谈伊始，张朝阳便点出2025年在物理学史上的特殊意义：这一年是狭义相对论120周年、广义相对论110周年、海森堡矩阵力学100周年。这些重要理论的诞生，如同照亮黑暗的火炬，标志着人类对自然的理解实现了一次次重大革新。

徐一鸿对此深表认同，并系统梳理了物理学史上的“统一脉络”。他指出，牛顿是首位实现重大统一的科学家，他打破了天体与地面的界限，提出月球运行与苹果下落遵循同一套力学原理，将天上地下的运动规律纳入同一框架。此后，麦克斯韦在法拉第等人的电磁感应实验基础上，完成了电与磁的经典统一，构建起电磁学的理论大厦。张朝阳补充道：“有趣的是，电磁学与牛顿时空观存在着深刻的冲突。”

进入20世纪，爱因斯坦成为物理学界的“破局者”。他先以狭义相对论化解了电磁学与牛顿时空观的矛盾，十年后又通过广义相对论，揭示了时空与引力的内在联系，让人类对宇宙的认知迈上新台阶。在量子力学领域，科学家们的探索同样精彩。薛定谔的波动方程与海森堡的矩阵力学看似形式迥异，实则本质等价，共同构成了量子力学的主流理论框架。此后，狄拉克、费曼和施温格等科学家进一步将量子力学与狭义相对论统一，最终构建出迄今为止最为成功的物理理论——量子场论。

徐一鸿评价道，量子力学能精准计算原子光谱，而量子场论对电子磁矩的计算精度更是达到了惊人的程度，从这一角度看，量子场论堪称人类有史以来最强大、最成功的理论。在其基础上发展而来的粒子物理标准模型，进一步总结了基本粒子的性质，成功将电磁、强、弱相互作用纳入统一框架。如今，科学家们仍在向着“大统一理论”的终极目标不懈探索。

谈理论发展偶发性：赫维赛德的忽视与爱因斯坦的幸运

物理学史中，许多重要理论的发展契机早已蕴含在既有理论中，却往往未能及时被重视。张朝阳提到麦克斯韦方程组中暗含的洛伦兹对称性，徐一鸿教授则进一步阐述了规范对称性曲折的发展历程，这些都是典型例证。

徐一鸿指出，如今教科书对麦克斯韦方程组的阐释存在局限：学生通常只知道方程组包含高斯定律、安培定律、电磁感应定律和磁场无源定律，却忽略了其中暗藏的玄机——前两个方程描述场与源的关系，后两个方程则暗藏规范对称性。要理解这种对称性，需将对电磁场的认知提升到电标势和磁矢势层面，但由于势无法直接测量，许多学者将其视为“数学辅助量”，赫维赛德甚至直言其为“数学垃圾”。徐一鸿调侃道：“如果能在1954年洞悉这一点，或许就能提出杨-米尔斯规范场论了。”

新理论的诞生与检验也离不开幸运的眷顾。爱因斯坦在相对论发展中的经历便是如此。1911年，他预言质量会弯曲光线，但最初计算出现偏差，得出的偏折角与牛顿力学结论一致。1914年，德国天文学家弗洛恩德里希计划通过日全食观测验证这一结果，却因一战爆发而搁置。幸运的是，1915年爱因斯坦修正了计算错误，得出偏折角为牛顿力学预测值两倍的结论，这一结果后来被爱丁顿观测团队证实。

谈数学与物理：物理直觉往往比数学工具更重要

“物理学家必须掌握大量高深数学知识吗？”面对这一问题，两人给出了否定答案。徐一鸿结合自身经验提出，核心只需掌握偏微分方程（PDE）、微分几何和群论三门数学，“务实一点说，掌握各领域教材的前三章就足够了”。张朝阳则提醒：“若一味沉迷复杂数学，反而可能困住自己，丢失简单的直觉。”

回顾物理学史，直觉往往比数学工具更关键。徐一鸿认为，盖尔曼发现夸克的例子最具说服力——他的数学功底虽不及同期欧洲、亚洲的优秀同行，却凭借超凡的物理洞察力率先取得突破。张朝阳也提到，爱因斯坦提出狭义相对论时，既不懂闵可夫斯基时空，更未掌握微分几何。徐一鸿总结：“懂再多数学，也未必能做出伟大的物理成就，否则数学系教授都该是诺贝尔奖得主了。”

不过，扎实的数学计算仍是理解物理的基础。徐一鸿指出，读科普书只能形成模糊零碎的印象，唯有动手推导方程，才能真正走近物理这一“相互交织的整体”。在他们看来，数学是物理学的语言，张朝阳鼓励被数学困扰的网友：“只要一步一步计算，最终总会有所收获。”

谈基础科学：科研出于好奇心而非功利心

现场互动环节，一位获得奥林匹克物理竞赛银牌的准大学生专程前来“追星”。他表示已研读徐一鸿的《果壳中的量子场论》《物理夜航船》及张朝阳的《张朝阳的物理课》三卷书，并请教了高能物理学发展前景与量子场论符号体系改进等问题。另有学生提问：如何看待物理学发展日益抽象的趋势？科研中如何判断科学问题的重要性？

徐一鸿认为，问题的解决与学科的推进要依靠年轻人。他以牛顿从苹果落地发现万有引力的故事回应：“科学问题是否重要，需要由你来决定。科学的发展不能只依赖前辈经验，更要靠年轻人的思考与推动。”

张朝阳补充说，他在国际基础科学大会上发现，许多学生过分关注研究物理的未来出路、就业机会和发展前景。他认为，基础科学研究应源于对自然界的本能好奇，其核心价值在于推动人类对世界的认知，研究者不应过分着眼短期商业应用，更不能以功利性牟利为导向。“科研在满足人类好奇心的同时，也在为人类进步贡献力量。”

针对“AI未来或能发展出类似人类的物理直觉”的预测，徐一鸿指出，当前AI的优势主要在于快速访问大量数据库，“它或许能在牛顿力学基础上增加变量和参数，但这并非探索物理的方式，我们仍需要人类的超级大脑。”张朝阳认为，前沿物理研究仍依赖人类思维，AI无法产生类似人类的“直觉”。