Эдвард Виттен
американский физик-теоретик

Эдвард Виттен
Виттен в 2008 году
Рожденный( 1951-08-26 )26 августа 1951 г. (73 года)
Балтимор , Мэриленд , США
Образование
ИзвестныйM-теория Теория
Зайберга–Виттена
Отображение Зайберга–
Виттена Инварианты Зайберга–Виттена
Модель
Весса–Зумино–Виттена Теорема Вайнберга–
Виттена Инвариант Громова–Виттена
Доменная стенка Хоржавы–Виттена
Теорема Вафы–Виттена
Индекс Виттена
Рекурсия BCFW
Топологическая квантовая теория поля ( ТКТП Виттена )
Топологическая теория струн
Правила CSW Гипотеза
Виттена
Дзета-функция Виттена
Переход Ханани–Виттена
Теория твисторных струн Теория
Черна–Саймонса Теорема
о положительной энергии
Механизм Виттена–Венециано
СупругКьяра Наппи
Дети3
НаградыСтипендия Макартура (1982)
Медаль Альберта Эйнштейна (1985)
Медаль Дирака МЦТФ (1985)
Премия Алана Т. Уотермана (1986)
Медаль Филдса (1990)
Премия Дэнни Хайнемана (1998)
Премия Неммерса (2000)
Национальная медаль науки (2002)
Премия Харви (2005)
Премия Анри Пуанкаре (2006)
Премия Крафорда (2008)
Медаль Лоренца (2010)
Медаль Исаака Ньютона (2010)
Премия за прорыв в
фундаментальной физике (2012)
Премия Киото (2014)
Премия Альберта Эйнштейна (2016) [1]
Научная карьера
ПоляТеоретическая физика
Математическая физика
Теория суперструн
УчрежденияИнститут перспективных исследований
Гарвардский университет
Оксфордский университет
Калифорнийский технологический институт
Принстонский университет
ТезисНекоторые проблемы анализа калибровочных теорий на коротких расстояниях  (1976)
научный руководительДэвид Гросс [2]
Другие научные консультантыСидни Коулман [3]
Майкл Атья [3]
ДокторантыДжонатан Баггер (1983)
Кумрун Вафа (1985)
Сяо-Ган Вэнь (1987)
Дрор Бар-Натан (1991)
Шамит Качру (1994)
Ева Сильверштейн (1996)
Сергей Гуков (2001)
Веб-сайтias.edu/sns/witten

Эдвард Виттен (родился 26 августа 1951 года) — американский физик-теоретик, известный своим вкладом в теорию струн , топологическую квантовую теорию поля и различные области математики . Он является почетным профессором в школе естественных наук в Институте перспективных исследований в Принстоне . [4] Виттен является исследователем в области теории струн , квантовой гравитации , суперсимметричных квантовых теорий поля и других областей математической физики. Работы Виттена также оказали значительное влияние на чистую математику. [5] В 1990 году он стал первым физиком, награжденным медалью Филдса Международным математическим союзом за его математические прозрения в физике, такие как его доказательство теоремы о положительной энергии в общей теории относительности 1981 года и его интерпретация инвариантов Джонса узлов как интегралов Фейнмана . [6] Он считается практическим основателем М-теории . [7]

Ранняя жизнь и образование

Виттен родился 26 августа 1951 года в Балтиморе , штат Мэриленд , в еврейской семье [8] , будучи старшим из четырёх детей. Его брат Мэтт Виттен стал писателем, а его брат Джесси Амнон Виттен стал юридическим партнёром в фирме Faegre Drinker Biddle & Reath [ 9] Сестра трёх братьев Селия М. Виттен получила степень доктора философии по математике в Стэнфордском университете [10], а затем степень доктора медицины в Университете Майами [11] Эдвард Виттен — сын Лоррейн (урождённой Воллах) Виттен [12] и Луиса Виттена , физика-теоретика , специализирующегося на гравитации и общей теории относительности [ 13]

Виттен учился в школе Парк в Балтиморе (выпуск 1968 года) и получил степень бакалавра гуманитарных наук со специализацией в истории и дополнительной специализацией в лингвистике в Университете Брандейса в 1971 году. [14]

Он имел амбиции в журналистике и политике и публиковал статьи в The New Republic и The Nation в конце 1960-х годов. [15] [16] В 1972 году он в течение шести месяцев работал над президентской кампанией Джорджа Макговерна . [17]

Виттен учился в Мичиганском университете в течение одного семестра в качестве аспиранта по экономике, прежде чем бросить учебу. [18] Он вернулся в академическую среду, поступив на факультет прикладной математики в Принстонском университете в 1973 году, затем сменил факультет и получил степень доктора философии по физике в 1976 году и завершил диссертацию «Некоторые проблемы анализа калибровочных теорий на коротких расстояниях» под руководством Дэвида Гросса . [19] Он был стипендиатом в Гарвардском университете (1976–77), посещал Оксфордский университет (1977–78), [3] [20] был младшим научным сотрудником в Гарвардском обществе стипендиатов (1977–1980) и получил стипендию Фонда Макартура (1982). [4]

Исследовать

работа на медаль Филдса

В 1990 году Международный математический союз наградил Виттена медалью Филдса. [21]

В письменном обращении к ICM Майкл Атья сказал о Виттене: [5]

Хотя он, безусловно, физик (как ясно показывает список его публикаций), его владение математикой может сравниться с немногими математиками, а его способность интерпретировать физические идеи в математической форме совершенно уникальна. Снова и снова он удивлял математическое сообщество блестящим применением физического понимания, приводящим к новым и глубоким математическим теоремам... Он оказал глубокое влияние на современную математику. В его руках физика снова становится богатым источником вдохновения и понимания математики. [5]

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

В качестве примера работы Виттена в области чистой математики Атья приводит его применение методов из квантовой теории поля к математическому предмету низкоразмерной топологии . В конце 1980-х годов Виттен ввел термин топологическая квантовая теория поля для определенного типа физической теории, в которой ожидаемые значения наблюдаемых величин кодируют информацию о топологии пространства -времени . [22] В частности, Виттен понял, что физическая теория, теперь называемая теорией Черна-Саймонса, может обеспечить основу для понимания математической теории узлов и 3-многообразий . [23] Хотя работа Виттена была основана на математически плохо определенном понятии интеграла по траектории Фейнмана и, следовательно, не была математически строгой , математики смогли систематически развить идеи Виттена, что привело к теории инвариантов Решетихина-Тураева . [24]

Другим результатом, за который Виттен был награжден медалью Филдса, было его доказательство в 1981 году теоремы о положительной энергии в общей теории относительности . [25] Эта теорема утверждает, что (при соответствующих предположениях) полная энергия гравитирующей системы всегда положительна и может быть равна нулю только в том случае, если геометрия пространства-времени является геометрией плоского пространства Минковского . Она устанавливает пространство Минковского как устойчивое основное состояние гравитационного поля . В то время как первоначальное доказательство этого результата, полученное Ричардом Шоеном и Шинг-Тунг Яу, использовало вариационные методы , [26] [27] доказательство Виттена использовало идеи из теории супергравитации для упрощения аргумента. [28]

Третьей областью, упомянутой в выступлении Атьи, является работа Виттена, связывающая суперсимметрию и теорию Морса , [29] раздел математики, который изучает топологию многообразий, используя концепцию дифференцируемой функции . Работа Виттена дала физическое доказательство классического результата, неравенств Морса , интерпретируя теорию в терминах суперсимметричной квантовой механики . [29]

М-теория

К середине 1990-х годов физики, работающие над теорией струн , разработали пять различных последовательных версий теории. Эти версии известны как тип I , тип IIA , тип IIB и два варианта гетеротической теории струн ( SO(32) и E 8 ×E 8 ). Идея заключалась в том, что из этих пяти теорий-кандидатов только одна была действительно правильной теорией всего , и эта теория была той, предел низкой энергии которой соответствовал физике, наблюдаемой в нашем мире сегодня. [30]

Выступая на конференции Strings '95 в Университете Южной Калифорнии , Виттен сделал неожиданное предположение, что эти пять теорий струн на самом деле не являются отдельными теориями, а различными пределами одной теории, которую он назвал М-теорией . [31] [32] Предложение Виттена основывалось на наблюдении, что пять теорий струн могут быть сопоставлены друг с другом с помощью определенных правил, называемых дуальностями , и идентифицируются этими дуальностями. Это привело к шквалу работ, теперь известному как вторая суперструнная революция . [30]

Другая работа

Эдвард Виттен (в центре) с Дэвидом Гроссом и Стивеном Хокингом на фестивале Strings 2001 в рамках TIFR в Мумбаи, Индия

Другим вкладом Виттена в физику было открытие дуальности калибровка/гравитация. В 1997 году Хуан Малдасена сформулировал результат, известный как соответствие AdS/CFT , которое устанавливает связь между определенными квантовыми теориями поля и теориями квантовой гравитации . [33] 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, последовавшая за результатом Малдасены, пролила свет на эту связь. [34]

В сотрудничестве с Натаном Зайбергом Виттен установил несколько важных результатов в квантовых теориях поля. В своей статье по теории струн и некоммутативной геометрии Зайберг и Виттен изучили некоторые некоммутативные квантовые теории поля , которые возникают как пределы теории струн. [35] В другой известной статье они изучали аспекты суперсимметричной калибровочной теории . [36] Последняя статья, в сочетании с более ранней работой Виттена по топологической квантовой теории поля, [22] привела к разработкам в топологии гладких 4-многообразий , в частности, к понятию инвариантов Зайберга–Виттена . [37]

Совместно с Антоном Капустиным Виттен установил глубокие математические связи между S-дуальностью калибровочных теорий и геометрическим соответствием Ленглендса . [38] Частично в сотрудничестве с Зайбергом, один из его недавних интересов включает аспекты теоретического описания топологических фаз в конденсированном веществе и несуперсимметричных дуальностей в полевых теориях, которые, среди прочего, имеют большое значение в теории конденсированного вещества. В 2016 году он также привнес тензорные модели в соответствие с голографическими и квантовыми теориями гравитации, используя их в качестве обобщения модели Сачдева–Йе–Китаева . [39]

Виттен опубликовал влиятельные и проницательные работы по многим аспектам квантовых теорий поля и математической физики, включая физику и математику аномалий, интегрируемость, дуальности, локализацию и гомологии. Многие из его результатов глубоко повлияли на области теоретической физики (часто далеко за пределами исходного контекста его результатов), включая теорию струн, квантовую гравитацию и топологическую конденсированную материю. [40] В частности, Виттен известен сотрудничеством с Рут Бритто по методу вычисления амплитуд рассеяния, известному как рекурсивные соотношения BCFW .

Награды и почести

Виттен был удостоен многочисленных наград, включая грант Макартура (1982), медаль Филдса (1990), премию «Золотая пластина» Американской академии достижений (1997), [41] премию Неммерса по математике (2000), Национальную медаль науки [42] (2002), премию Пифагора [43] (2005), премию Анри Пуанкаре (2006), премию Крафорда (2008), медаль Лоренца (2010), медаль Исаака Ньютона (2010) и премию «Прорыв в фундаментальной физике» (2012). С 1999 года он является иностранным членом Королевского общества (Лондон), а в марте 2016 года был избран почетным членом Королевского общества Эдинбурга . [44] [45] Папа Римский Бенедикт XVI назначил Виттена членом Папской академии наук (2006). Он также появился в списке 100 самых влиятельных людей журнала Time 2004 года. В 2012 году он стал членом Американского математического общества . [46] Виттен был избран членом Американской академии искусств и наук в 1984 году, членом Национальной академии наук в 1988 году и членом Американского философского общества в 1993 году. [47] [48] [49] В мае 2022 года он был удостоен звания почетного доктора наук от Университета Пенсильвании . [50]

В неофициальном опросе на конференции по космологии 1990 года Виттен получил наибольшее количество упоминаний как «самый умный из ныне живущих физиков». [51]

Личная жизнь

Виттен женат на Кьяре Наппи , профессоре физики в Принстонском университете , с 1979 года. [52] У них две дочери и сын. Их дочь Илана Б. Виттен — нейробиолог в Принстонском университете, [53] а дочь Даниэла Виттен — биостатистик в Вашингтонском университете . [54]

Виттен входит в совет директоров организации «Американцы за мир сейчас» и в консультативный совет J Street . [55] Он поддерживает решение о создании двух государств и выступает за бойкот израильских институтов и экономической деятельности за пределами границ 1967 года, хотя и не самого Израиля. [56] Виттен прожил в Израиле год в 1960-х годах. [57]

Избранные публикации

Ссылки

  1. ^ «Объявление победителей 2016 года». Всемирный культурный совет. 6 июня 2016 г. Архивировано из оригинала 7 июня 2016 г. Получено 6 июня 2016 г.
  2. ^ Woit, Peter (2006). Даже не неправильно: провал теории струн и поиск единства в физическом законе . Нью-Йорк: Basic Books. стр. 105. ISBN 0-465-09275-6.
  3. ^ abc "Эдвард Виттен – Приключения в физике и математике (лекция Киотской премии 2014 г.)" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 августа 2016 г. . Получено 30 октября 2016 г. .
  4. ^ ab "Эдвард Виттен". Институт перспективных исследований . 9 декабря 2019 г. Получено 14 июля 2022 г.
  5. ^ abc Атья, Майкл (1990). «О творчестве Эдварда Виттена» (PDF) . Труды Международного конгресса математиков . стр.  31–35 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 марта 2017 г.
  6. ^ Майкл Атья. «О творчестве Эдварда Виттена» (PDF) . Mathunion.org . Архивировано из оригинала (PDF) 1 марта 2017 г. . Получено 31 марта 2017 г. .
  7. ^ Дафф 1998, стр. 65
  8. ^ JJ O'Connor; EF Robertson (сентябрь 2009 г.). "Эдвард Виттен - Биография". История математики . Университет Сент-Эндрюс . Получено 1 февраля 2023 г.
  9. ^ "LDB назначает Джесси А. Виттена в Юридический консультативный совет LDB". Brandeis Center . 20 октября 2020 г.
  10. ^ Селия Виттен в проекте «Генеалогия математики»
  11. ^ "Селия Виттен, доктор медицины, доктор философии." Техасский университет в Остине, Фармацевтический колледж .
  12. ↑ «Некролог Лоррейн Виттен». The Cincinnati Enquirer . 10 февраля 1987 г. стр. 13.
  13. ↑ Международный Who's Who: 1992–93. Europa Publications. 1992. С. 1754. ISBN 978-0-946653-84-3.
  14. ^ "Эдвард Виттен (1951)". www.nsf.gov . Получено 25 августа 2020 г. .
  15. ↑ Виттен, Эдвард (18 октября 1969 г.). «Вы слушаете, Д. Г. Лоуренс?». The New Republic .
  16. ↑ Виттен, Эдвард (16 декабря 1968 г.). «Новые левые». The Nation .
  17. ^ Farmelo, Graham (2 мая 2019 г.). «'Вселенная говорит цифрами' – Интервью 5». Graham Farmelo . Архивировано из оригинала 3 мая 2019 г. . Получено 25 августа 2020 г. .Альтернативный URL-адрес
  18. ^ "Эдвард Виттен". www.aip.org . 24 февраля 2022 г. . Получено 21 июня 2022 г. .
  19. ^ Виттен, Э. (1976). Некоторые проблемы анализа калибровочных теорий на малых расстояниях.
  20. ↑ Интервью Хироси Оогури. Архивировано 29 марта 2017 г. в Wayback Machine , Notices of the American Mathematical Society , май 2015 г., стр. 491–506.
  21. ^ "Эдвард Виттен" (PDF) . 2011. Архивировано из оригинала (PDF) 4 февраля 2012 г. Получено 13 апреля 2021 г. .
  22. ^ ab Witten, Edward (1988), "Топологическая квантовая теория поля", Communications in Mathematical Physics , 117 (3): 353– 386, Bibcode : 1988CMaPh.117..353W, doi : 10.1007/BF01223371, S2CID  43230714
  23. ^ Виттен, Эдвард (1989). "Квантовая теория поля и полином Джонса" (PDF) . Сообщения по математической физике . 121 (3): 351– 399. Bibcode : 1989CMaPh.121..351W. doi : 10.1007/BF01217730. S2CID  14951363.
  24. ^ Решетихин, Николай; Тураев, Владимир (1991). «Инварианты 3-многообразий через полиномы зацепления и квантовые группы». Математические изобретения . 103 (1): 547–597 . Бибкод : 1991InMat.103..547R. дои : 10.1007/BF01239527. S2CID  123376541.
  25. ^ Виттен, Эдвард (1981). «Новое доказательство теоремы о положительной энергии». Communications in Mathematical Physics . 80 (3): 381– 402. Bibcode : 1981CMaPh..80..381W. doi : 10.1007/BF01208277. S2CID  1035111.
  26. ^ Шен, Роберт; Яу, Шинг-Тунг (1979). «О доказательстве гипотезы о положительной массе в общей теории относительности». Сообщения по математической физике . 65 (1): 45. Bibcode :1979CMaPh..65...45S. doi :10.1007/BF01940959. S2CID  54217085.
  27. ^ Шен, Роберт; Яу, Шинг-Тунг (1981). «Доказательство теоремы о положительной массе. II». Сообщения по математической физике . 79 (2): 231. Bibcode :1981CMaPh..79..231S. doi :10.1007/BF01942062. S2CID  59473203.
  28. ^ Паркер, Томас Х. (1985). «Выбор калибровки в выражении энергии Виттена». Communications in Mathematical Physics . 100 (4): 471– 480. Bibcode : 1985CMaPh.100..471P. doi : 10.1007/BF01217725. ISSN  0010-3616.
  29. ^ ab Witten, Edward (1982). «Суперсимметрия и теория Морса». Журнал дифференциальной геометрии . 17 (4): 661– 692. doi : 10.4310/jdg/1214437492 .
  30. ^ ab Rickles, Dean (23 августа 2016 г.). Краткая история теории струн . Springer. ISBN 978-3-662-50183-2.
  31. ^ Witten, E. (13–18 марта 1995 г.). Некоторые проблемы сильной и слабой связи. physics.usc.edu . Перспективы будущего в теории струн. Лос-Анджелес: Университет Южной Калифорнии . Получено 1 февраля 2023 г. .
  32. ^ Виттен, Эдвард (1995). «Динамика теории струн в различных измерениях». Nuclear Physics B. 443 ( 1): 85– 126. arXiv : hep-th/9503124 . Bibcode : 1995NuPhB.443...85W. doi : 10.1016/0550-3213(95)00158-O. S2CID  16790997.
  33. ^ Хуан М. Малдасена (1998). «Большой предел N суперконформных теорий поля и супергравитации». Успехи теоретической и математической физики . 2 (2): 231– 252. arXiv : hep-th/9711200 . Bibcode :1998AdTMP...2..231M. doi :10.4310/ATMP.1998.V2.N2.A1.
  34. ^ Эдвард Виттен (1998). «Пространство анти-де Ситтера и голография». Успехи теоретической и математической физики . 2 (2): 253– 291. arXiv : hep-th/9802150 . Bibcode :1998AdTMP...2..253W. doi :10.4310/ATMP.1998.v2.n2.a2. S2CID  10882387.
  35. ^ 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. doi : 10.1088/1126-6708/1999/09/032. S2CID  668885.
  36. ^ Зайберг, Натан; Виттен, Эдвард (1994). «Электромагнитная дуальность, монопольная конденсация и ограничение в N=2 суперсимметричной теории Янга-Миллса». Nuclear Physics B. 426 ( 1): 19– 52. arXiv : hep-th/9407087 . Bibcode : 1994NuPhB.426...19S. doi : 10.1016/0550-3213(94)90124-4. S2CID  14361074.
  37. ^ Дональдсон, Саймон К. (1996), «Уравнения Зайберга-Виттена и топология 4-многообразия», Бюллетень Американского математического общества , (NS), 33 (1): 45–70 , doi : 10.1090/S0273-0979-96-00625-8 , MR  1339810
  38. ^ Капустин, Антон; Виттен, Эдвард (21 апреля 2006 г.). «Электромагнитная дуальность и геометрическая программа Ленглендса». Сообщения по теории чисел и физике . 1 : 1– 236. arXiv : hep-th/0604151 . Bibcode :2007CNTP....1....1K. doi :10.4310/CNTP.2007.v1.n1.a1. S2CID  30505126.
  39. ^ Виттен, Эдвард (31 октября 2016 г.). «Модель, подобная SYK, без беспорядка». Журнал физики A: Математическое и теоретическое . 52 (47): 474002. arXiv : 1610.09758 . doi : 10.1088/1751-8121/ab3752. S2CID  118412962.
  40. ^ Фонд Иоахима Герца (3 июля 2023 г.). "Новости". Фонд Иоахима Герца . Проверено 25 февраля 2024 г.
  41. ^ "Лауреаты Золотой пластины Американской академии достижений". www.achievement.org . Американская академия достижений .
  42. ^ «Национальная медаль президента в области науки: сведения о получателе». www.nsf.gov . Национальный научный фонд. 2003 . Получено 1 февраля 2023 г. .
  43. ^ "Премия Питагора по теоретической физике Виттена" . Иль Кротонезе (на итальянском языке). 23 сентября 2005 г. Архивировано из оригинала 22 июля 2011 г.
  44. ^ "Текущие стипендиаты". royalsociety.org . Получено 1 февраля 2023 г. .
  45. ^ "Fellows". 21 июня 2016 г. Архивировано из оригинала 9 марта 2016 г. Получено 8 марта 2016 г.
  46. ^ "Члены Американского математического общества". Американское математическое общество . Получено 1 февраля 2023 г.
  47. ^ "Эдвард Виттен". Американская академия искусств и наук . Получено 13 мая 2020 г.
  48. ^ "Эдвард Виттен". www.nasonline.org . Получено 13 мая 2020 г. .
  49. ^ "История члена APS". search.amphilsoc.org . Получено 21 марта 2022 г. .
  50. ^ "Спикер церемонии вручения дипломов и почетные обладатели степеней Пенна 2022 года" . Получено 30 мая 2022 г.
  51. ↑ Лемоник, Майкл (26 апреля 2004 г.). "Эдвард Виттен". Время . Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 г. Получено 1 ноября 2011 г.
    «На конференции по космологии 1990 года», — писал Джон Хорган в 2014 году, «я попросил участников, среди которых были такие люди, как Стивен Хокинг , Майкл Тернер , Джеймс Пиблз , Алан Гут и Андрей Линде , номинировать самого умного из ныне живущих физиков. Эдвард Виттен получил наибольшее количество голосов ( второе место занял Стивен Вайнберг ). Некоторые считали, что Виттен находится в той же лиге, что и Эйнштейн и Ньютон». См. «Титан физики Эдвард Виттен все еще думает, что теория струн „на правильном пути“». scientificamerican.com . 22 сентября 2014 г. . Получено 14 октября 2014 г. .
  52. ^ Виттен, Эд. "Памятная лекция по фундаментальным наукам, посвященная Киотской премии 2014 года" (PDF) . Получено 28 января 2017 г.
  53. ^ "Faculty » Ilana B. Witten". princeton.edu . Получено 18 ноября 2016 г. .
  54. ^ "UW Faculty » Daniela M. Witten". washington.edu . Получено 9 июля 2015 г. .
  55. ^ "Консультативный совет". J Street. 2016. Получено 14 октября 2016 .
  56. ^ Берд, Кай; Авраам, Дэвид; Виттен, Эдвард; Уолцер, Майкл; Брукс, Питер; Бейнарт, Питер; Гитлин, Тодд. «За экономический бойкот и политическое непризнание израильских поселений на оккупированных территориях | Тодд Гитлин». ISSN  0028-7504 . Получено 1 февраля 2023 г. .
  57. ^ "Эдвард Виттен для Americans for Peace Now". Americans for Peace Now . 8 февраля 2005 г. Получено 5 апреля 2024 г.
На Викискладе есть медиафайлы по теме Эдвард Виттен.
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Эдвардом Виттеном .
На сайте Scholia имеется профиль автора Эдварда Виттена .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Edward_Witten&oldid=1272438480"