物理世界的數學奇跡

從科學巨人愛因斯坦到量子力學大師保羅？狄拉克，眾多數學家和理論物理學家都因這樣的問題而困惑不解：為何物理學家為描述現實世界而創造出的理論會與數學家以自己的純粹思想構造出來的數學結構殊途同歸？為何宇宙碰巧就是以數學的語言書寫而成的？事實上，這種現象正是物理學家維格納所說的“數學在自然科學中不合理的有效性”。在長達300多年的時間裡，物理和數學時而並駕齊驅，時而漸行漸遠。

進入21世紀以來，數學家和理論物理學家越發意識到這兩門學科交叉的意義。在數學與理論物理學緊密合作的領域已經結出累累碩果，兩門學科的發展也互為補充和促進。在未來，人類可能無法通過實驗來證實物理理論的真實性和準確性。未來的理論物理學研究進展可能會以千年為尺度，不再會有20世紀的相對論和量子力學這樣全方位的革命性理論。但有了高等數學這一新武器的幫助，在長遠的時間尺度上，我們仍可以認為理論物理學的前途是光明的。

格雷厄姆．法梅洛

英國理論物理學家、知名傳記作家和科普作家，倫敦自然博物館資深研究員，劍橋大學邱吉爾學院院士，美國東北大學兼職物理教授。作品《量子怪傑：保羅？狄拉克傳》獲2009年科斯塔傳記獎、《洛杉磯時報》科技圖書獎、《理論物理》年度圖書獎，以及《自然》年度圖書獎。