研究 威滕對
理論物理學 做出廣泛的貢獻,也促進大量重要的數學進展。他已經出版超過350部著作,主要是
量子場論 、弦理論、拓撲和幾何形狀的相關領域。威滕被他的同行們廣泛認為是20世紀最重要的理論物理學家之一。雖然在某些方面很難將他的深刻貢獻加以歸類,威滕於物理方面的貢獻側重於
超對稱 ,於數學方面則是拓撲結構。
威滕在物理學的早期貢獻之一是所謂級列問題(hierarchy problem)的解決方案。粒子物理學的標準模型預言一種被稱為
希格斯玻色子 的存在。然而它的質量似乎比模型預測的數字還要輕得多。威滕認為,超對稱破壞的機制提供了級列問題一種的自然解釋。在超對稱理論中,威滕指數(Witten index)用來判斷超對稱是否遭到破壞。威滕在超對稱規範理論仍然繼續做出開創性的貢獻。他與
普林斯頓高等研究院 內森·塞伯格(Nathan Seiberg)發展出塞伯格-威滕理論。
威滕顯然是弦理論的代表人物,這是一個用來說明所有自然力的理論。甚至早在1984年,威滕在
重力異常 做出重要貢獻,為第一次弦理論革命鋪平了道路。1990年代中期在南加州大學弦理論會議中,威滕推測存在一個統一的理論還沒有被發現,稱之為M理論。M理論可能是宇宙物理理論最根本的理論。英國物理學家
史蒂芬·霍金 在他的著作《
大設計 》(The Grand Design)中,認為M理論可能是宇宙的終極理論。
愛德華·威滕其他重要物理學的貢獻包括重力二重性。1997年,阿根廷
理論物理學 家
胡安·馬爾達西那 首先提出了在反德希特空間背景下某些超引力理論和邊界上
共形場論 的對偶關係,即AdS/CFT對應猜想。這一革命性的發現為過去15年中占據了理論物理的主導地位,對於威滕的研究產生非常重要的影響。
國際數學聯盟在1990年授予威滕
菲爾茲獎 [2][3],成為第一位獲得該獎項的物理學家(也是唯一一位)。他對純數學方面的研究影響深遠,例如他使用瓊斯多項式(Jones Polynomial)來解釋陳-西門斯理論”(Chern-Simons theory)。這項研究對於低維拓撲結構有深遠影響,並推導出量子不變數。
威滕被認為是他的世代中最優秀的物理學家[4],也被認為是世界上最偉大的物理學家之一,也許甚至是愛因斯坦的後繼者[5]。在1995年,他在
南加州大學 會議中提出M理論,並用它來解釋一些以前觀察到的現象,在弦論中引發所謂的
第二次超弦革命 。
來到中國 2014年2月23日晚,包括諾貝爾獎、菲爾茲獎得主在內的近10位世界一流物理學家在北京相聚一堂,在清華大學圍繞“
希格斯粒子 發現以後:基礎物理學向何處發展”為主題展開對話。這次會議由
丘成桐 主持,愛德華·威滕等多位一流物理學家參加,威滕在大會上談及物理學未來發展時說道:“量子力學和相對論是物理學研究中的偉大革命,但仍有許多問題亟需解答,如宇宙的起源,粒子質量的起源。他表示,在目前
對撞機 的能量上,再提高一個數量級,將會在揭示自然界的奧秘上推前一大步。現在也正是中國成為這一領域領袖的最好時機。”
愛德華·威滕(左三) 評價 “雖然他肯定是物理學家,不過他對數學的掌握很少數學家能比得上……他一次又一次超越了數學界,以巧妙的物理直覺導出新穎深刻的數學定理……他對現代數學影響巨大……憑著他物理再次成為數學的豐富靈感和直覺源頭。”
榮譽 威滕獲得很多獎項,包括麥克阿瑟基金(1982年)、
菲爾茲獎 (1990年)、愛因斯坦獎、牛頓獎章(2010)、洛倫茲獎(2010)、龐加萊獎(2006)和克拉福德數學獎(2008)和美國國家科學獎章等。他被選入《時代雜誌》影響最大的100位人士中。現在的物理學家中威滕的H指數最高。