物理学泰斗史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）逝世，如何评价他对物理学作出的贡献? 第1页

伟大的物理学家，粒子物理标准模型的缔造者之一Steven Weinberg 今天仙逝了。 他在熬过了为期一个月的住院监护，以及近一周的重症监护以后， 终于停止了最后的思考，享年88岁。

谈及温伯格， 人们不得不去回忆在那粒子物理的黄金年代里， 人们能够精确地使用量子场论为基本框架的形式理论所得出的计算结果， 来和粒子物理实验进行精确比对，从而让物理学的发展一日千里，最终，促成了以场论为核心的当代物理的基础。

粒子物理的飞速发展的过程中， 这个领域的诺奖数量也飞速增加， 而Weinberg 也赫然在列。 他的重大贡献是发现了统一电磁和弱相互作用的电弱理论， 并敏锐地觉察到重玻色子的质量来源是由于真空的自发对称性破缺 ，从而在保持的理论规范对称性的前提下，引入了中间玻色子的质量。 这一成果已经成为任何量子场论书中的标准话题。

然而， 虽然Weinberg以其在粒子物理的工作尤为著名，但他同时也在宇宙学， 弦理论， 超对称理论，以及各种高能唯象中做出了重要工作。 著名的宇宙学常数问题正是由Weinberg开始才得到人们的重视。 简单来说， 如果认为宇宙大尺度上符合广义相对论的预言，那么其平均能动量张量，按照爱因斯坦方程， 能量由宇宙膨胀的哈勃常数给出， 大小的数量级是10^-47 GeV. 然而， 如果按照场论的图像， 真空实质上伴随无数粒子涨落， 计算这些涨落对平均能量的贡献， 能标截断至粒子物理尚有可预言性的能标，则结果是10^-6, 显然远高于广相的预期。 这也暗示着， 粒子物理图像， 在极小尺度上是不正确的， 因为在那时， 可能通常的时空概念也不复存在。 这不得不让我们猜想， 一定存在某个紫外完备的理论，它给出的完整的真空图像， 所对应的能量与我们的观测值相符。

同时， Weinberg对于基础理论的结构性定理， 也颇为深刻。 著名的Witten Weinberg 定理指出， 螺度超过1/2 的无质量粒子不可能携带洛伦兹协变的流， 而螺度超过1的无质量粒子不可能携带洛伦兹协变的能动量张量。 这一成果的直接推断是4维下自旋为2的引力子不可能是复合粒子。这也给众多希望从衍生理论的角度描述量子引力的模型一个很强的约束。

另外， Weinberg 的Soft Theorem 给出场论低能的解析性， 这在最近被广泛用于振幅的基础结构之中。 著名的BCFW递归， 在树图中为了除掉物理意义不明确的边界项， 就可以利用Weinberg Soft theorem来用红外行为压低振幅在无穷远边界的贡献，从而使得递归仍然成立。 而另一方面， Weinberg Hard Theorem （注： 这其实并不是一个定理， 还是一系列关于场论渐进行为的工作）给出了场论在高能时的解析行为， 从而很大程度上限制了场论相互作用的模式。 并且， 这一工作是如此广泛， 以至于我们可以从低能的场论模型， 来窥见高能标理论应有的结构。

斯人已逝， 三天前当我听闻他病危的消息时， 曾发邮件到UT Austin物理学院的邮箱。 那时我说：“伟大的温伯格将永远光耀物理世界， 帮助他的后辈们驱散乌云！”