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獲「狄拉克獎章」鑽研冷門拓撲序 文小剛任性30年

理論物理和數學物理領域的最高獎「狄拉克獎章」。(取自官網) 理論物理和數學物理領域的最高獎「狄拉克獎章」。(取自官網)
今年狄拉克獎章三名獲獎者,均出生於亞洲,左起:Subir Sachdev、Dam Thanh Son、文小剛。(取自官網) 今年狄拉克獎章三名獲獎者,均出生於亞洲,左起:Subir Sachdev、Dam Thanh Son、文小剛。(取自官網)

8日甫獲理論物理和數學物理領域的最高獎「狄拉克獎章」(Dirac Medal)的麻省理工學院(MIT)華裔物理學家文小剛,9日在普林斯頓大學高等研究院接受本報專訪時表示,科學家要有在全新領域探索的勇氣;他說,現在是數學和物理重新開始結合的時候,「就像牛頓早期解釋力學所做的工作,我們需要全新的數學語言來解釋物理」。

文小剛以「拓撲序」(topological order)研究摘得「狄拉克獎章」。他在2016年曾獲凝聚態物理領域的最高獎-「巴克利獎」,今年5月剛當選美國科學院院士。

拓撲序是他在1989年研究自旋液體時引入的概念;作為一種全新的物質組織結構,該理論在提出前十年幾乎無人問津。好在他的邊界態理論研究獲得認可,得以繼續自己在拓撲序方面的研究。

文小剛說,「我就是覺得這方面很有意思,一研究就是30年,還會繼續下去,可以算是任性了」。

冷門的拓撲序研究在1999年左右出現轉機,由於拓撲序開始與量子糾纏、拓撲量子計算等熱門概念相關聯,越來越多的人注意到這一理論。文小剛表示,由於量子電腦很難遮罩環境干擾,而用拓撲序材料來做量子電腦能夠自然遮罩干擾,因此越來越多的研究者開始重視和進入這一領域。

文小剛8日得知獲獎時,正與妻子在普林斯頓高等研究院訪問。他坦言得獎很開心,但也算不上有特殊意義,「算是個驚喜吧,不過拓撲序我研究30年了,有獎和沒獎都不會影響我」。

文小剛說, 物理理論一般人最多研究五、六年,他一個方向做了30年非常少見,「因為這是一個全新概念,沒有語言、沒有數學名詞、記號,所有這一切需要自己摸索」。

為了解釋拓撲序,文小剛甚至自己開發數學工具,並研究極為冷門的張量範疇學。

有人稱文小剛為「藝術物理學家」,能夠用理論啟發大眾用新的視角看待和認知世界。在他看來,這主要是源於他敢於冒險,只做自己想做的研究,不管這些領域是否冷門或乏人問津,「因為是全新的選題,其他人對此一無所知,自然無法引起人們的重視;這就需要研究者有勇氣,敢於去嘗試開創性的工作。一旦研究者價值觀存在偏差,或沒有足夠的自信,這樣的研究就很難開始」。

一度冷門的拓撲序,現已成為大熱領域。文小剛因在學術界舉足輕重,也經常受邀去中國講學。他說:「中國的很多研究員能力非常強,但或許缺乏一些探索、創新精神,不敢去做自己想做的研究,而是停留在一些能夠發文章的、有應用的領域」。

為了幫助大眾瞭解科學,文小剛曾擔任一本科普雜誌主編,他認為目前科普工作遠遠不夠,「我當時主要幫助雜誌把關稿件,發現有太多糟糕的文章,假資訊、假科學氾濫,而一些好的科普文章卻只有業內人士知道。在資訊爆炸的時代,大眾很難區分這些內容」。

在他看來,好的科普必須做到知識準確,同時能夠反映科學精神、理念,「科普是培養人們科學看待事物的習慣,以科學的認知來看世界」。

麻省理工學院華裔物理學家文小剛,以拓撲序研究摘得「狄拉克獎章」。(記者謝哲澍/攝影) 麻省理工學院華裔物理學家文小剛,以拓撲序研究摘得「狄拉克獎章」。(記者謝哲澍/攝影)

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