諾獎再刮中國風

本刊編輯部

當屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎后，相信大家的朋友圈都已經(jīng)被刷屏了，這種熱鬧程度應該絕不亞于春節(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)科學院）終身研究員兼首席研究員，同時也是青蒿素研究開發(fā)中心主任。這位似乎是以“圈外人”身份走進大家視野的，令人感到陌生的女科學家，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自然科學領域的諾貝爾獎，也成為中國諾貝爾獎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，目前仍有92個國家和地區(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。正是因為這樣的豐功偉績，屠呦呦進入了公眾視野，也進入了諾貝爾獎的視野。

“這個榮譽不僅僅屬于我個人”屠呦呦在接受采訪時顯得異常淡定，“這是中醫(yī)中藥走向世界的一項榮譽，它屬于科研團隊的每一個人，屬于中國科學家群體?！?/p>

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

屠呦呦的獲獎只是國人在諾貝爾科學獎中邁出的第一步，希望作為“第一”的屠呦呦并不只是“唯一”，未來還會有更多的中國科學家，源源不斷地獲得這一殊榮，在諾貝爾科學獎的舞臺上，掀起更大的“中國風”。

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

因此，概率學家可以選擇任意的模型進行研究，而得出的結果絕大部分也能應用于其他模型。

從平面到時空

不過，時空量子化的方式顯然不止一種。

量子場論向來是物理學家手中的利器，引力之外的其余三種力都屬于量子場論管轄的范疇。對于在二維平面上的量子引力，物理學家猜想，它應當會遵循所謂的“共形量子場論”。雖然要處理的對象仍然是空間中的某種概率分布，但在場論的框架下，物理學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”的共形場論，不僅能滿足物理學上的要求，而且還和UIPT有著許多共同的性質。概率學家猜想，兩者也許只是同一種量子引力模型的不同表達而已，外表的分歧僅僅來源于側重點的不同。

對于物理學家來說，這也許已經(jīng)是一個公認的事實，但目前還欠缺嚴格的數(shù)學證明。此外，物理學家還有另外一個猜想：無論是高斯自由場還是UIPT，兩者也許都服從同一個被稱為KPZ關系的概率模型。這也許就是證明前一個猜想的鑰匙吧！

當然，我們生活在四維時空，而不是簡單的二維，科學家絕不會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。他們將三角剖分中處于平面內的小三角形，替換為處于四維空間中的所謂的“單純復形”，然后用類似的方法將這些小磚塊粘合成空間整體，構建起一個高維空間量子化的概率模型。當然，維度更高就意味著概率模型的研究難度更大。因此，我們仍然需要解決許多技術性問題。

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

>>時空量子化

單純復形：拓撲學中的概念，是指由點、線段、三角形等單純形“粘合”而得的拓撲對象。

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

分形結構：指“將部分放大后與全體相似”的結構。舉個例子，地圖上的海岸線就是天然存在的分形結構——在不同標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)學家的話來說，它們具有有限的面積，卻有無限的周長。

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

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

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