加来道雄

人物经历

加来道雄是国际知名的理论物理学家,也是超弦理论的重要创始人之一,目前担任纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授。他在学术领域拥有深厚的教育背景,早年于哈佛大学获得学士学位,随后在加州大学伯克利分校取得了物理学博士学位。除了教学与科研工作,加来道雄也积极投身于科学普及事业,曾多次受邀为BBC电视台、探索频道以及科学频道等媒体主持电视专题片,成为美国乃至全球多家知名电视台的常驻嘉宾。此外,他还长期主持两档广受欢迎的美国科学广播节目《探索》和《神奇科学》,通过多元化的媒介平台向公众传播前沿科学知识。

个人作品

* Kaku, Michio. Einstein's Cosmos: How Albert Einstein's Vision Transformed Our Understanding of Space and Time. Orion, 2004. ISBN 0297847554* —. Parallel Worlds: The Science of Alternative Universes and Our Future in the Cosmos. Gardners, 2004. ISBN 0713997281* —. Strings, Conformal Fields, and M-Theory. Springer, 1999. ISBN 0387988920* —. Introduction to Superstrings and M-Theory. Springer, 1999. ISBN 0387985891* —. Visions: How Science Will Revolutionize the 21st Century and Beyond. New York: Oxford University Press, 1999. ISBN 0192880187* — and Jennifer Trainer Thompson. Beyond Einstein: Superstrings and the Quest for the Final Theory. New York: Oxford University Press, 1998. ISBN 0192861964* —. Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Universes, Time Warps, and the Tenth Dimension. New York: Oxford University Press, 1994. ISBN 0192861891中译本:《超越时空——通过平行宇宙、时间卷曲和第十维度的科学之旅》,刘玉玺 、曹志良译,上海科技教育出版社(2009年6月)《穿越超时空-十度空间科学奇航》,蔡乘志、潘恩典译,商周出版社出版(1998年10月15日),ISBN:9576672066* —. Quantum Field Theory: A Modern Introduction. New York: Oxford University Press, 1993. ISBN 0195076524* — and Daniel Axelrod. To Win a Nuclear War: The Pentagon's Secret War Plans. South End Press, 1987. ISBN 0896083217* — and Jennifer Trainer (eds.) Nuclear Power: Both Sides. New York: W. W. Norton & Company, 1982. ISBN 0393016315

理论贡献

这位来自纽约市州立大学的杰出理论物理学教授,是当代超弦理论的重要奠基者之一。而超弦理论本身,正被视为解开当年阿尔伯特·爱因斯坦倾尽心力、却始终未能完全破解的“万物至理”(theory of everything)的一把关键钥匙。加来道雄出生于一个日裔移民家庭,这样的成长环境使得他自幼便展现出比同龄人更为深沉与频繁的思考倾向。1947年的美国,第二次世界大战的硝烟刚刚散去,社会秩序与日常生活正逐步恢复常态,一度因战争而停滞或转向的科学研究事业也重新回归正轨。就在这一年的1月24日,加来道雄在加利福尼亚州圣何塞的一个日本移民家庭中降生。他曾回忆道:“我的祖父在年轻时就来到了美国,最初是为了参与旧金山大地震后的救援工作,此后便决定在此定居。”尽管加来道雄的父亲是土生土长的加利福尼亚人,但为了不让后代忘却文化根源,他被家人特意送回日本接受传统教育。这种自幼穿梭于两种文化之间的独特经历,为加来道雄提供了更为丰富的思考素材与视角,他常常自问:“这件事为什么是这样的?在美国我们会如何处理?在日本又会有怎样的不同做法?”童年时期,父母时常带他去旧金山游览著名的日本茶园。当大人们悠闲品茶时,年幼的加来道雄便蹲在园中的小池塘边,凝视着睡莲下游动的五彩斑斓的鲤鱼,脑海中浮现出奇妙的遐想:“池塘里的鲤鱼会如何感知它们周围的世界?它们的视角必定与人类截然不同吧?那样的话,它们所体验的世界该是多么奇妙啊!”这位有着东方面孔的少年渐渐沉醉于思考之中,他最喜欢的游戏并非捉迷藏等寻常项目,而是需要深度策略的国际象棋。在库伯利高中就读期间,他凭借出色的棋艺成为学校国际象棋队的首席选手。与此同时,他对周遭一切事物的好奇心也与日俱增。正是对爱因斯坦的由衷崇拜,将他从一个普通学生逐渐引领至物理天才的道路上。童年时对万事万物的好奇使他成了一个“问题不断的孩子”,而初中时偶然听到的一个故事,更是彻底点燃了他对物理学的终生热情。加来道雄回忆说:“我的老师在课堂上讲述了一位物理学家的故事。他以无比崇敬的语气提到这位科学家的名字,称其为人类历史上最伟大的智者之一,其发现深刻地改变了整个世界以及我们对万物的认知,然而其思想的深邃却鲜有人能真正领会。”这位物理学家正是爱因斯坦。当时的加来道雄虽不能完全理解老师那份崇敬的全部内涵,但那充满敬意的语调却令他永生难忘。更让他心生好奇的是,老师最后提及“爱因斯坦直至逝世也未能完成一项最伟大的发现”,“那篇未竟的论文依然留在他本人的办公桌上”。这样的结局深深吸引了加来道雄:这位伟大物理学家未竟的事业究竟是什么?究竟是怎样的难题如此难以攻克,却又如此至关重要?怀揣着这份强烈的好奇,加来道雄开始竭尽所能地学习一切关于爱因斯坦的知识。他频繁出入多家图书馆,投入大量时间进行阅读与钻研,那段沉浸于知识海洋的时光,至今回想起来仍让他感到“温暖如春”。超弦理论的诞生,最终为整个物理学领域带来了革命性的观念变革。加来道雄奔波于图书馆、实验室以及任何可能找到爱因斯坦著作的场所,不久他便发现,那个吸引他的故事远比任何小说情节都更加激动人心,也比他所能想象的任何事物都更具深远意义,他决心对这一科学秘密追根究底。为了实现这一目标,他立志成为一名理论物理学家。早在高中阶段,他就已读完了校内图书馆所有关于“统一场论”的藏书,随后他考入哈佛大学,并最终在加州大学伯克利分校获得了物理学博士学位。在此期间,他深入理解了爱因斯坦的核心研究课题:即将“广义相对论”与“量子场论”融合统一。然而,即便是爱因斯坦这样的科学巨匠,耗费四十年光阴也未能完成这项伟业。在爱因斯坦的推演中,广义相对论与量子场论之间存在内在的不自洽性,因此若要统一二者,必须建立一个更为宏大、基础的理论框架。此后,众多物理学家沿着爱因斯坦的足迹继续探索,加来道雄便是其中一员。1984年,他与几位科学家共同提出了“超弦理论”,其核心观点是:“我们原本认为构成物质的基本粒子可能并非独立实体,存在的只是在超维空间中振动的微小弦。”“各种不同的粒子实质上只是这些弦的不同振动模式。”“自然界中所有的相互作用,包括物质与能量的行为,都可以通过弦的分裂与结合来理解。”在超弦理论的框架下,爱因斯坦曾致力融合的两大课题被有机地结合起来,整个物理学体系发生了根本性的变革,我们过去所学的许多知识因而需要被重新审视。加来道雄由此成为超弦理论的主要奠基人之一,吸引了众多年轻物理学家投身于这一新兴研究领域。对加来道雄而言,向公众进行科学普及与从事理论研究具有同等的重要性。作为享有国际声誉的物理学家,他将自己的工作不仅定位于前沿科研,也高度重视科学传播。他撰写了多部科普著作,包括《超越时空》、《平行宇宙》、《超越爱因斯坦》以及《不可思议的物理》等,旨在让更多读者了解并爱上物理学。在他的书中,加来道雄不像一位高高在上的学术权威,反而更像一位充满热情的科幻爱好者。例如在《不可思议的物理》中,他引用了大量经典动画与科幻电影,如《星际迷航》以及《飞侠哥顿》等,并从中巧妙地引出背后的物理学原理。他会探讨诸如力场是否在未来某天成真、人类何时能借助虫洞进行星际旅行、人工智能的实现途径、永动机是否存在等引人入胜的问题。该书一经出版便风靡全美,《科克斯书评》将其评价为“一部名副其实的杰作,出色而可靠地描绘了从亚原子结构到宇宙定律的广阔图景”。而他的另一部畅销作品《超越空间》则被《纽约时报》和《华盛顿邮报》评选为年度最佳科普图书。除了通过书籍进行科普,他也是电视节目的常客,曾受邀参与“夜线”、“赖利·金脱口秀”及“六十分钟”等知名节目。他还多次出现在美国公共电视网的纪录片中,并为BBC、TechTV、SciFi、Channel等频道制作专题节目。他解说科学节目的能力极为出众,任何看似玄奥的理论都能被他用通俗易懂的语言阐释清楚,加之其声音中自带一种引人入胜的深邃感,使其成为沟通科学与公众的杰出使者。

个人生活

在《不可思议的物理》一书的前言部分,加来道雄坦诚地分享了自己如何走上理论物理学家道路的个人经历。故事要追溯到他高中时期,当时,为了完成一项科学展览的参展作品,年轻的加来道雄决定在母亲的车库里亲手建造一台核粒子加速器。这个雄心勃勃的计划需要大量的材料和准备工作,为此,他特意前往西屋公司,收集了重达400磅的废弃变压器钢材。随后,在圣诞假期里,他不辞辛劳地在自己高中的足球场上,独自缠绕了总长度达22英里的铜质线圈。经过不懈的努力,他终于成功制造出一台功率为230万电子伏的电子感应加速器。这台设备运行时需要消耗高达6千瓦的电力,这几乎相当于他当时家庭的总用电负荷,并且能够产生一个强度约为地球磁场两万倍的强大磁场。加来道雄建造这台加速器的初衷,是希望它能产生出能量极高的γ射线,其威力甚至足以生成反物质。这个极具创造力和技术难度的科学展览项目,不仅让他成功入围了全国性的科学展览,更最终帮助他实现了深藏心底的梦想——获得了哈佛大学的奖学金。进入哈佛之后,加来道雄得以全身心地投入到理论物理学的学习和研究中,踏上了追随其偶像阿尔伯特·爱因斯坦足迹的学术旅程。在哈佛完成学业后,他继续前往加州大学伯克利分校深造,并在那里攻读并取得了物理学博士学位,为其日后在理论物理学领域的杰出贡献奠定了坚实的基础。