諾獎(jiǎng)再刮中國風(fēng)

本刊編輯部

當(dāng)屠呦呦獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)后，相信大家的朋友圈都已經(jīng)被刷屏了，這種熱鬧程度應(yīng)該絕不亞于春節(jié)“搶紅包”。

今年85歲的屠呦呦出生于寧波鄞州，是中國中醫(yī)研究院（現(xiàn)為中國中醫(yī)科學(xué)院）終身研究員兼首席研究員，同時(shí)也是青蒿素研究開發(fā)中心主任。這位似乎是以“圈外人”身份走進(jìn)大家視野的，令人感到陌生的女科學(xué)家，作為青蒿素研發(fā)成果的代表性人物，摘得了中國大陸第一個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)，也成為中國諾貝爾獎(jiǎng)獲得者中唯一的女性。

瘧疾廣泛流行于世界各地，成為全球關(guān)注的重要公共衛(wèi)生問題之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，目前仍有92個(gè)國家和地區(qū)處于高度和中度流行，每年發(fā)病人數(shù)為1.5億，死于瘧疾者超過200萬人。而青蒿素的出現(xiàn)，顯著降低了瘧疾患者的死亡率。正是因?yàn)檫@樣的豐功偉績(jī)，屠呦呦進(jìn)入了公眾視野，也進(jìn)入了諾貝爾獎(jiǎng)的視野。

“這個(gè)榮譽(yù)不僅僅屬于我個(gè)人”屠呦呦在接受采訪時(shí)顯得異常淡定，“這是中醫(yī)中藥走向世界的一項(xiàng)榮譽(yù)，它屬于科研團(tuán)隊(duì)的每一個(gè)人，屬于中國科學(xué)家群體。”

或許誰都沒曾想到，這個(gè)由中國人捧回的第一個(gè)諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)，竟是如此的“中國風(fēng)”。它不僅紓解了很多國人的“科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)焦慮”，也體現(xiàn)了我國綜合國力和國際影響力的不斷提升。

屠呦呦的獲獎(jiǎng)只是國人在諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)中邁出的第一步，希望作為“第一”的屠呦呦并不只是“唯一”，未來還會(huì)有更多的中國科學(xué)家，源源不斷地獲得這一殊榮，在諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的舞臺(tái)上，掀起更大的“中國風(fēng)”。

也許你會(huì)問，為什么概率學(xué)家要將平面分成三角形，而不是四邊形或者其他多邊形呢？實(shí)際上，概率學(xué)家也研究過別的分割模型，比如四角剖分。但物理學(xué)家認(rèn)為，無論選取怎么樣的最小單元，最終得到的極限物理性質(zhì)都是相似的。也就是說，這些“無限部分”模型的許多性質(zhì)有著一種普適性，無論最小單元有著怎樣的特殊性質(zhì)，一旦我們將鏡頭拉到無限遠(yuǎn)，整個(gè)空間具有的性質(zhì)仍然不會(huì)改變。

因此，概率學(xué)家可以選擇任意的模型進(jìn)行研究，而得出的結(jié)果絕大部分也能應(yīng)用于其他模型。

從平面到時(shí)空

不過，時(shí)空量子化的方式顯然不止一種。

量子場(chǎng)論向來是物理學(xué)家手中的利器，引力之外的其余三種力都屬于量子場(chǎng)論管轄的范疇。對(duì)于在二維平面上的量子引力，物理學(xué)家猜想，它應(yīng)當(dāng)會(huì)遵循所謂的“共形量子場(chǎng)論”。雖然要處理的對(duì)象仍然是空間中的某種概率分布，但在場(chǎng)論的框架下，物理學(xué)家能使用的武器顯然非常多。他們發(fā)現(xiàn)，有一種被稱為“高斯自由場(chǎng)”的共形場(chǎng)論，不僅能滿足物理學(xué)上的要求，而且還和UIPT有著許多共同的性質(zhì)。概率學(xué)家猜想，兩者也許只是同一種量子引力模型的不同表達(dá)而已，外表的分歧僅僅來源于側(cè)重點(diǎn)的不同。

對(duì)于物理學(xué)家來說，這也許已經(jīng)是一個(gè)公認(rèn)的事實(shí)，但目前還欠缺嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明。此外，物理學(xué)家還有另外一個(gè)猜想：無論是高斯自由場(chǎng)還是UIPT，兩者也許都服從同一個(gè)被稱為KPZ關(guān)系的概率模型。這也許就是證明前一個(gè)猜想的鑰匙吧！

當(dāng)然，我們生活在四維時(shí)空，而不是簡(jiǎn)單的二維，科學(xué)家絕不會(huì)止步于二維量子引力。近年來，一些研究者正在向高維量子引力發(fā)起攻勢(shì)。他們將三角剖分中處于平面內(nèi)的小三角形，替換為處于四維空間中的所謂的“單純復(fù)形”，然后用類似的方法將這些小磚塊粘合成空間整體，構(gòu)建起一個(gè)高維空間量子化的概率模型。當(dāng)然，維度更高就意味著概率模型的研究難度更大。因此，我們?nèi)匀恍枰鉀Q許多技術(shù)性問題。

雖然作為研究領(lǐng)域，量子引力還很年輕，但它卻連接著概率論和物理學(xué)，并已成為時(shí)下熱門的研究方向之一。不可否認(rèn)，這個(gè)領(lǐng)域有著光輝的前景，同時(shí)也有許多亟待解決的問題。但我們相信終有一天，物理學(xué)家與概率學(xué)家會(huì)攜手告訴我們，宇宙是由怎樣的概率結(jié)構(gòu)編織而成的。

>>時(shí)空量子化

單純復(fù)形：拓?fù)鋵W(xué)中的概念，是指由點(diǎn)、線段、三角形等單純形“粘合”而得的拓?fù)鋵?duì)象。

概率分布：概率論的基本概念之一，用以表述隨機(jī)變量取值的概率規(guī)律。為了使用的方便，根據(jù)隨機(jī)變量所屬類型的不同，概率分布取不同的表現(xiàn)形式。

分形結(jié)構(gòu)：指“將部分放大后與全體相似”的結(jié)構(gòu)。舉個(gè)例子，地圖上的海岸線就是天然存在的分形結(jié)構(gòu)——在不同標(biāo)度上描繪的海岸線圖，全部顯示出相似的灣、岬分布，而每一個(gè)灣都有它自己的小灣和小岬，這些小灣和小岬又有更小的灣和岬。以此類推，無窮無盡。用數(shù)學(xué)家的話來說，它們具有有限的面積，卻有無限的周長。

時(shí)空量子：相交空間存在的基本形式，是時(shí)間、空間、壽命的完美統(tǒng)一，也是區(qū)別于量子時(shí)空的認(rèn)識(shí)世界的基本單元。

普朗克長度：經(jīng)典的引力和時(shí)空開始失效，量子效應(yīng)起支配作用的長度標(biāo)度。

高維空間：根據(jù)M理論（超弦理論的一種），宇宙是十一維的，由震動(dòng)的平面構(gòu)成。在愛因斯坦看來，宇宙只是四維的（三維空間和一維時(shí)間），但現(xiàn)代物理學(xué)則認(rèn)為還有我們無法看見的七維空間。