Эдвард Виттен - Википедия - Edward Witten

Эдвард Виттен
Эдвард Виттен.jpg
Виттен в 2008 году
Родившийся (1951-08-26) 26 августа 1951 г. (возраст 69)
Балтимор, Мэриленд, НАС.
НациональностьАмериканец
Образование
ИзвестенМ-теория
Теория Зайберга – Виттена
Инварианты Зайберга – Виттена.
Модель Весса – Зумино – Виттена.
Теорема Вайнберга – Виттена
Инвариант Громова – Виттена.
Доменная стена Горжава – Виттена
Теорема Вафа – Виттена
Индекс Виттена
BCFW рекурсия
Топологическая квантовая теория поля (TQFT типа Виттена )
Топологическая теория струн
AdS / CFT корреспонденция
Правила CSW
Гипотеза Виттена
Переход Ханани – Виттена
Твисторная теория струн
Супруг (а)Кьяра Наппи
Дети3
НаградыСтипендия Макартура (1982)
Медаль Дирака (1985)
Медаль Альберта Эйнштейна (1985)
Медаль Филдса (1990)
Премия Алана Т. Уотермана (1986)
Премия Дэнни Хейнемана (1998)
Премия Неммерса (2000)
Национальная медаль науки (2002)
Приз Харви (2005)
Премия Анри Пуанкаре (2006)
Приз Крафорда (2008)
Медаль Лоренца (2010)
Медаль Исаака Ньютона (2010)
Премия по фундаментальной физике (2012)
Киотская премия (2014)
Премия Альберта Эйнштейна (2016)[1]
Научная карьера
ПоляТеоретическая физика
Математическая физика
Теория суперструн
УчрежденияИнститут перспективных исследований
Гарвардский университет
Оксфордский университет
Калифорнийский технологический институт
Университет Принстона
ТезисНекоторые проблемы ближнего анализа калибровочных теорий  (1976)
ДокторантДэвид Гросс[2]
Другие научные консультантыСидни Коулман[3]
Майкл Атья[3]
ДокторантыДжонатан Баггер (1983)
Джумрун Вафа (1985)
Сяо-Ган Вэнь (1987)
Дрор Бар-Натан (1991)
Шамит Качру (1994)
Ева Сильверштейн (1996)
Сергей Гуков (2001)
Интернет сайтwww.sns.ias.edu/ witten

Эдвард Виттен (родился 26 августа 1951 г.) - американец математический и физик-теоретик. В настоящее время он Чарльз Симони Профессор Школы естественных наук Институт перспективных исследований.[4] Виттен - исследователь в теория струн, квантовая гравитация, суперсимметричные квантовые теории поля, и другие области математической физики. В дополнение к его вкладу в физику, работа Виттена значительно повлияла на чистую математику.[5] В 1990 году он стал первым физиком, удостоенным звания Медаль Филдса посредством Международный математический союз, награжден за доказательство 1981 г. теорема положительной энергии в общей теории относительности.[6] Он считается практическим основателем М-теория.[7]

ранняя жизнь и образование

Виттен родился 26 августа 1951 г. в г. Балтимор, Мэриленд, в Еврейский семья.[8] Он сын Лотарингии (урожденной Воллах) Виттен и Луи Виттен, а физик-теоретик специализируясь на гравитация и общая теория относительности.[9]

Виттен посетил Парк школы Балтимора (класс 68 г.) и получил свой Бакалавр искусств степень со специализацией по истории и по лингвистике со специализацией Университет Брандейса в 1971 г.[10]

У него были устремления в журналистике и политике, и он публиковал статьи в обоих изданиях. Новая Республика и Нация в конце 1960-х гг.[11][12] В 1972 г. шесть месяцев проработал в Президентская кампания Джорджа Макговерна.[когда? ][13]

Виттен посетил Университет Висконсина-Мэдисона на один семестр в качестве экономика аспирант перед отчислением.[2] Он вернулся в академию, поступив в Прикладная математика в Университет Принстона в 1973 г., затем меняя отделения и Кандидат наук. кандидат физики в 1976 г. и защитил диссертацию на тему «Некоторые проблемы краткосрочного анализа калибровочных теорий» под руководством Дэвид Гросс.[14] Он прошел стажировку в Гарвардском университете (1976–77), посетил Оксфордский университет (1977–78),[3][15] был младшим научным сотрудником Гарвардского общества стипендиатов (1977–1980) и занимал Фонд Макартура стипендия (1982 г.).[4]

Исследование

Медаль Филдса

Виттен был награжден Медаль Филдса посредством Международный математический союз в 1990 году стал первым физиком, получившим эту премию.

В письменном обращении к ICM, Майкл Атья сказал Виттен,[5]

Хотя он определенно физик (как ясно показывает его список публикаций), с его знанием математики могут соперничать немногие математики, а его способность интерпретировать физические идеи в математической форме совершенно уникальна. Снова и снова он удивлял математическое сообщество своим блестящим применением физической проницательности, ведущим к новым и глубоким математическим теоремам ... Он оказал глубокое влияние на современную математику. В его руках физика снова является богатым источником вдохновения и понимания математики.

Эдвард Виттен (слева) с математиком Шигефуми Мори, наверное, на ICM в 1990 году, где они получили Медаль Филдса

В качестве примера работы Виттена в области чистой математики Атья цитирует его применение методов из квантовая теория поля к математическому предмету низкоразмерная топология. В конце 1980-х Виттен ввел термин топологическая квантовая теория поля для определенного типа физической теории, в которой ожидаемые значения наблюдаемых величин кодируют информацию о топология из пространство-время.[16] В частности, Виттен понял, что физическая теория, которая теперь называется Теория Черна – Саймонса может обеспечить основу для понимания математической теории узлы и 3-х коллектор.[17] Хотя работа Виттена была основана на математически неопределенном понятии Интеграл по путям Фейнмана и поэтому не был математически строгий математики смогли систематически развить идеи Виттена, что привело к теории Инварианты Решетихина – Тураева..[18]

Еще одним результатом, за который Виттен был награжден медалью Филдса, было доказательство того, что в 1981 г. теорема положительной энергии в общая теория относительности.[19] Эта теорема утверждает, что (при соответствующих предположениях) сумма энергия гравитирующей системы всегда положительна и может быть равна нулю, только если геометрия пространство-время это квартира Пространство Минковского. Он устанавливает пространство Минковского как стабильное основное состояние гравитационное поле. Хотя оригинальное доказательство этого результата из-за Ричард Шон и Шинг-Тунг Яу использовал вариационные методы,[20][21] В доказательстве Виттена использовались идеи из теория супергравитации чтобы упростить аргумент.

Третья область, упомянутая в обращении Атии, - это работа Виттена, касающаяся суперсимметрия и Теория Морса,[22] раздел математики, изучающий топология из коллекторы используя концепцию дифференцируемая функция. Работа Виттена дала физическое доказательство классического результата: Неравенства Морса, интерпретируя теорию с точки зрения суперсимметричная квантовая механика.

М-теория

К середине 1990-х физики, работавшие над теория струн разработал пять различных последовательных версий теории. Эти версии известны как тип I, тип IIA, тип IIB, и два вкуса гетеротическая струна теория (ТАК (32) и E8× E8 ). Считалось, что из этих пяти возможных теорий только одна была действительно правильной. теория всего, и эта теория была той, чей низкоэнергетический предел соответствовал физике, наблюдаемой в современном мире.

Выступая на конференции по теории струн в Университет Южной Калифорнии В 1995 году Виттен сделал удивительное предположение, что эти пять теорий струн на самом деле не были отдельными теориями, а были разными пределами одной теории, которую он назвал М-теория.[23][24] Предложение Виттена было основано на наблюдении, что теории пяти струн могут быть сопоставлены друг с другом с помощью определенных правил, называемых дуальности и идентифицируются этими двойственностями. Объявление Виттена привело к бурной работе, которая теперь известна как вторая суперструнная революция.

Другая работа

Эдвард Виттен (в центре) с Дэвид Гросс и Стивен Хокинг at Strings 2001 в TIFR в Мумбаи, Индия

Другим его вкладом в физику был результат дуальности калибровки и гравитации. В 1997 г. Хуан Малдасена сформулировал результат, известный как AdS / CFT корреспонденция, которая устанавливает связь между определенными квантовые теории поля и теории квантовая гравитация.[25] Открытие Малдасены доминировало в теоретической физике высоких энергий в течение последних 15 лет из-за его приложений к теоретическим проблемам квантовой гравитации и квантовой теории поля. Основополагающая работа Виттена, следующая за результатом Малдасены, пролила свет на эту взаимосвязь.[26]

В сотрудничестве с Натан Зайберг Виттен установил несколько мощных результатов в квантовых теориях поля. В своей статье по теории струн и некоммутативная геометрия, Зайберг и Виттен изучили некоторые некоммутативные квантовые теории поля которые возникают как пределы теории струн.[27] В другой известной статье они изучили аспекты суперсимметричная калибровочная теория.[28] Последняя статья в сочетании с более ранней работой Виттена по топологической квантовой теории поля,[16] привело к развитию топологии гладкий 4-коллектор, в частности, понятие Инварианты Зайберга – Виттена..

С Антон Капустин, он установил глубокие математические связи между S-дуальностью калибровочных теорий и геометрическое соответствие Ленглендса.[29] Частично в сотрудничестве с Зайбергом, один из его недавних интересов включает аспекты теоретико-полевого описания топологических фаз в конденсированной среде и несуперсимметричных дуальностей в теориях поля, которые, среди прочего, имеют большое значение в теории конденсированного состояния. На основе обобщения моделей SYK из конденсированной материи и квантового хаоса он также недавно привнес тензорные модели Гурау в соответствие с теориями голографической и квантовой гравитации.

В целом, Виттен выполнил влиятельные и проницательные работы во многих аспектах квантовых теорий поля и математической физики, включая физику и математику аномалий, интегрируемость, дуальности, локализацию, гомологии и так далее. Многие из его результатов оказали глубокое влияние на многие области теоретической физики (часто далеко за пределами исходного контекста его результатов), включая теорию струн, квантовую гравитацию и топологическую конденсированную материю.

Награды и отличия

Виттен был удостоен множества наград, в том числе Макартур Грант (1982), Медаль Филдса (1990), Золотая пластина Американская академия достижений (1997),[30] то Премия Неммерса по математике (2000), Национальная медаль науки[31] (2002), Премия Пифагора[32] (2005), Премия Анри Пуанкаре (2006), Приз Крафорда (2008), Медаль Лоренца (2010) Медаль Исаака Ньютона (2010) и Премия по фундаментальной физике (2012). С 1999 года он был иностранным членом Королевское общество (Лондон), а в марте 2016 года был избран почетным членом Королевское общество Эдинбурга.[33][34] Папа Бенедикт XVI назначил Виттена членом Папская академия наук (2006). Он также фигурировал в списке ВРЕМЯ журнал 100 самых влиятельных людей 2004 года. В 2012 году он стал членом Американское математическое общество.[35] Виттен был избран членом Американская академия искусств и наук в 1984 г. и член Национальная Академия Наук в 1988 г.[36][37]

В неофициальном опросе на космологической конференции 1990 года Виттен получил наибольшее количество упоминаний как «самый умный физик из ныне живущих».[38]

Личная жизнь

Виттен был женат на Кьяра Наппи, профессор физики в Университет Принстона, с 1979 года.[39] У них две дочери и один сын. Их дочь Илана Б. Виттен нейробиолог из Принстонского университета,[40] и дочь Даниэла Виттен является биостатистом в Вашингтонский университет.[41]

Виттен входит в совет директоров Американцы за мир сейчас и в консультативном совете J Street.[42] Он поддерживает решение с двумя состояниями и выступает за бойкот израильских институтов и экономической деятельности за пределами границ 1967 года, но не самого Израиля.[43]

Избранные публикации

  • Некоторые проблемы ближнего анализа калибровочных теорий. Университет Принстона, 1976. (Диссертация.)
  • Роман Джекив, Дэвид Гросс, Сэм Б. Трейман, Эдвард Виттен, Бруно Зумино. Современная алгебра и аномалии: набор конспектов лекций и статей. Мировой научный, 1985.
  • Грин, М., Джон Х. Шварц, и Э. Виттен. Теория суперструн. Vol. 1. Введение. Кембриджские монографии по математической физике. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета, 1988. ISBN  9780521357524.
  • Грин М., Джон Х. Шварц и Э. Виттен. Теория суперструн. Vol. 2, Амплитуды петель, аномалии и феноменология. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета, 1988. ISBN  9780521357531.
  • Квантовые поля и струны: курс математиков. Тт. 1, 2. Материалы специального года по квантовой теории поля, проведенного в Институте перспективных исследований, Принстон, штат Нью-Джерси, 1996–1997 гг. Отредактировано Пьер Делинь, Павел Этингоф, Дэниел С. Фрид, Лиза С. Джеффри, Давид Каждан, Джон В. Морган, Дэвид Р. Моррисон и Эдвард Виттен. Американское математическое общество, Провиденс, Род-Айленд; Институт перспективных исследований (IAS), Принстон, Нью-Джерси, 1999. Vol. 1: xxii + 723 с .; Vol. 2: pp. I – xxiv и 727–1501. ISBN  0-8218-1198-3, 81–06 (81T30 81Txx).

Рекомендации

  1. ^ «Объявление победителей 2016 года». Всемирный культурный совет. 6 июня 2016 г. Архивировано с оригинал 7 июня 2016 г.. Получено 6 июня, 2016.
  2. ^ а б Войт, Питер (2006). Даже не неправильно: неудача теории струн и поиск единства в физическом законе. Нью-Йорк: Основные книги. п.105. ISBN  0-465-09275-6.
  3. ^ а б c Эдвард Виттен - Приключения по физике и математике (лекция Киотской премии 2014 г.)
  4. ^ а б "Эдвард Виттен". Институт перспективных исследований. Получено 2020-05-13.
  5. ^ а б Атья, Майкл (1990). «О творчестве Эдварда Виттена» (PDF). Материалы Международного конгресса математиков.. С. 31–35. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-03-01.
  6. ^ Майкл Атья. «О творчестве Эдварда Виттена» (PDF). Mathunion.org. Архивировано из оригинал (PDF) 1 марта 2017 г.. Получено 31 марта 2017.
  7. ^ Дафф 1998, стр. 65
  8. ^ Биография Виттена - история математики MacTutor
  9. ^ The International Кто есть кто 1992-93, п. 1754.
  10. ^ "Эдвард Виттен (1951)". www.nsf.gov. Получено 2020-08-25.
  11. ^ Виттен, Эдвард. «Вы слушаете, Д. Х. Лоуренс?» Эдварда Уиттена, НОВАЯ РЕСПУБЛИКА ». Обзор Unz. Получено 2020-08-25.
  12. ^ Виттен, Эдвард. "Новые левые, Эдвард Виттен, НАЦИЯ". Обзор Unz. Получено 2020-08-25.
  13. ^ Фармело, Грэм (2019-05-02). "'Вселенная говорит цифрами »- интервью 5". Грэм Фармело. В архиве из оригинала на 2019-05-04. Получено 2020-08-25.
  14. ^ Виттен, Э. (1976). Некоторые проблемы ближнего анализа калибровочных теорий.
  15. ^ Интервью Хироси Оогури, Замечает амер. Математика. Soc., Май 2015 г., стр. 491–506.
  16. ^ а б Виттен, Эдвард (1988), «Топологическая квантовая теория поля», Коммуникации по математической физике, 117 (3): 353–386, Bibcode:1988CMaPh.117..353W, Дои:10.1007 / BF01223371, S2CID  43230714
  17. ^ Виттен, Эдвард (1989). «Квантовая теория поля и многочлен Джонса» (PDF). Коммуникации по математической физике. 121 (3): 351–399. Bibcode:1989CMaPh.121..351W. Дои:10.1007 / BF01217730. S2CID  14951363.
  18. ^ Решетихин, Николай; Тураев, Владимир (1991). «Инварианты трехмерных многообразий через многочлены зацепления и квантовые группы». Inventiones Mathematicae. 103 (1): 547–597. Bibcode:1991InMat.103..547R. Дои:10.1007 / BF01239527. S2CID  123376541.
  19. ^ Виттен, Эдвард (1981). «Новое доказательство теоремы о положительной энергии». Коммуникации по математической физике. 80 (3): 381–402. Bibcode:1981CMaPh..80..381W. Дои:10.1007 / BF01208277. S2CID  1035111.
  20. ^ Шен, Роберт; Яу, Шинг-Тунг (1979). «О доказательстве гипотезы о положительной массе в общей теории относительности». Коммуникации по математической физике. 65 (1): 45. Bibcode:1979CMaPh..65 ... 45S. Дои:10.1007 / BF01940959. S2CID  54217085.
  21. ^ Шен, Роберт; Яу, Шинг-Тунг (1981). «Доказательство теоремы о положительной массе. II». Коммуникации по математической физике. 79 (2): 231. Bibcode:1981CMaPh..79..231S. Дои:10.1007 / BF01942062. S2CID  59473203.
  22. ^ Виттен, Эдвард (1982). «Суперсимметрия и теория Морса». Журнал дифференциальной геометрии. 17 (4): 661–692. Дои:10.4310 / jdg / 1214437492.
  23. ^ Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, Будущие перспективы теории струн, 13-18 марта 1995 г., Э. Виттен: Некоторые проблемы сильной и слабой связи
  24. ^ Виттен, Эдвард (1995). «Динамика теории струн в различных измерениях». Ядерная физика B. 443 (1): 85–126. arXiv:hep-th / 9503124. Bibcode:1995НуФБ.443 ... 85Вт. Дои:10.1016 / 0550-3213 (95) 00158-О. S2CID  16790997.
  25. ^ Хуан М. Малдасена (1998). "Предел больших N суперконформных теорий поля и супергравитации". Успехи теоретической и математической физики. 2 (2): 231–252. arXiv:hep-th / 9711200. Bibcode:1998AdTMP ... 2..231M. Дои:10.4310 / ATMP.1998.V2.N2.A1.
  26. ^ Эдвард Виттен (1998). «Анти-де Ситтер пространство и голография». Успехи теоретической и математической физики. 2 (2): 253–291. arXiv:hep-th / 9802150. Bibcode:1998AdTMP ... 2..253Вт. Дои:10.4310 / ATMP.1998.v2.n2.a2. S2CID  10882387.
  27. ^ Зайберг, Натан; Виттен, Эдвард (1999). «Теория струн и некоммутативная геометрия». Журнал физики высоких энергий. 1999 (9): 032. arXiv:hep-th / 9908142. Bibcode:1999JHEP ... 09..032S. Дои:10.1088/1126-6708/1999/09/032. S2CID  668885.
  28. ^ Зайберг, Натан; Виттен, Эдвард (1994). «Электромагнитная дуальность, монопольная конденсация и удержание в N = 2 суперсимметричной теории Янга-Миллса». Ядерная физика B. 426 (1): 19–52. arXiv:hep-th / 9407087. Bibcode:1994НуФБ.426 ... 19С. Дои:10.1016/0550-3213(94)90124-4. S2CID  14361074.
  29. ^ Капустин, Антон; Виттен, Эдвард (21 апреля 2006 г.). «Электромагнитная двойственность и геометрическая программа Ленглендса». Коммуникации в теории чисел и физике. 1: 1–236. arXiv:hep-th / 0604151. Bibcode:2007CNTP .... 1 .... 1K. Дои:10.4310 / CNTP.2007.v1.n1.a1. S2CID  30505126.
  30. ^ "Золотые медали Американской академии достижений". www.achievement.org. Американская академия достижений.
  31. ^ "Эдвард Виттен", Национальная медаль президента за науку: сведения о получателе.
  32. ^ "Il premio Pitagora al fisico teorico Witten". Il Crotonese (на итальянском). 23 сентября 2005 г. Архивировано с оригинал на 22.07.2011.
  33. ^ «Иностранные члены», Королевское общество.
  34. ^ "Товарищи". 2016-06-21.
  35. ^ Список членов Американского математического общества, получено 1 сентября 2013.
  36. ^ "Эдвард Виттен". Американская академия искусств и наук. Получено 2020-05-13.
  37. ^ "Эдвард Виттен". www.nasonline.org. Получено 2020-05-13.
  38. ^ Лемоник, Майкл (26 апреля 2004 г.). "Эдвард Виттен". Время. Получено 1 ноября, 2011.

    «На конференции по космологии 1990 года», - писал Джон Хорган в 2014 году "я спросил участников, среди которых были такие люди, как Стивен Хокинг, Майкл Тернер, Джеймс Пиблз, Алан Гут и Андрей Линде, чтобы назначить самого умного физика из ныне живущих. Эдвард Виттен получил наибольшее количество голосов (с Стивен Вайнберг занявший второе место). Некоторые считали, что Виттен находится в одной лиге с Эйнштейном и Ньютоном ». "Титан физики Эдвард Виттен все еще думает о теории струн" на правильном пути'". scienceamerican.com. 22 сентября 2014 г.. Получено 14 октября 2014.

  39. ^ Виттен, Эд. «Памятная лекция по фундаментальным наукам на церемонии вручения Киотской премии 2014 года» (PDF). Получено 28 января 2017.
  40. ^ «Факультет» Илана Б. Виттен ». princeton.edu. Получено 18 ноября 2016.
  41. ^ "UW Faculty» Даниэла М. Виттен ". Washington.edu. Получено 9 июля 2015.
  42. ^ "Консультативный совет". J Street. 2016 г.. Получено 2016-10-14.
  43. ^ «За экономический бойкот и политическое непризнание израильских поселений на оккупированных территориях», NYRB, Октябрь 2016 г.

внешняя ссылка