本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
2007年，加勒特·利西是一位39岁的物理学家，未隶属于任何机构，默默无闻地辛勤工作，研究他所谓的“异常简单的万物理论”，该理论可以解释自然界的所有力。在接下来的一年里，他成为了名人，此前《纽约客》、《户外》、《发现》和其他出版物将他描述为一位无根的冲浪者和滑雪板爱好者，他的统一理论引起了李·斯莫林等大人物的兴趣。我第一次听说利西是从我的朋友和前同事，史蒂文斯理工学院的物理学家和哲学家詹姆斯·韦瑟罗尔那里，他帮助利西合写了一篇关于他的理论的文章，发表在《大众科学》上。2008年秋天，我在物理学家和弦理论批评家彼得·沃伊特在纽约市为他举办的派对上见到了利西。利西非常脚踏实地，他的自负完全没有因为他的名气而膨胀。我不仅对他的理论抱负印象深刻，也对他帮助其他研究人员追求非传统职业道路的愿望印象深刻。定居在夏威夷的利西同意回答我关于他最近在做什么的问题。（另请参阅利西的网站和我在本文末尾的“延伸阅读”链接。）
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霍根：你是否曾后悔在2008年因成为物理学家“冲浪老兄”（正如英国记者罗杰·海菲尔德所说）而受到所有关注？
利西：这非常非常奇怪。在2008年之前，我对自己的生活非常满意，把时间花在物理学和冲浪上。关注的最负面影响是，我热爱的物理学被卷入了非黑即白的媒体机器。我强调提出一个新的研究方向，而不是一个完整的万物理论（ToE）被忽视了，并且出现了过早的攻击，例如“攀岩者证明冲浪者的理论行不通”，以及其他愚蠢的行为。这种关注很有趣，但对理论的发展不利，该理论在媒体风暴变得荒谬之前已经在物理学家中引起了兴趣。幸运的是，事情已经平静下来，我很高兴回到我的岛上，继续研究物理学和冲浪。
霍根：你能否为非物理学家简要描述一下你的“异常简单的万物理论”？
利西：“简要？” 不，但我可以做一个描述。论文标题是一个双关语，基于该理论的主要几何对象，一个非常复杂而美丽的248维数学结构，最大的简单例外李群，名为E8。该论文中提出的研究方向被称为“E8理论”。
我们目前对宇宙的最佳理解包括爱因斯坦的引力理论和量子粒子物理学的标准模型。被称为“费米子”（电子、中微子、夸克等）的物质粒子和希格斯粒子通过被称为“玻色子”的电磁力、弱力和强力粒子相互作用。这种时空和粒子的模型可以几何地理解为不同的李群（由连接圆和双曲线制成的漂亮、光滑的数学表面）在我们的四维时空中扭曲。费米子和希格斯粒子也围绕标准模型李群扭曲，扭曲数等于它们的电荷、弱电荷、强电荷和引力电荷。这个非常成功的模型，已被实验充分证实，主要在1970年代早期完成。这是一个对我们宇宙的精彩几何描述——但它是一团糟。
在1970年代中期，物理学家们发现，三种非引力可以很好地组合成一个更大的李群的一部分，物质粒子围绕它扭曲，形成一个大统一理论（GUT）。这是将标准模型解释为更大事物的一部分的重要一步，但这并不是完整的图景。我在2007年通过扩展这项工作发现，引力李群、费米子和希格斯粒子也可以组合起来，形成仅仅一个李群E8的一部分，在时空中扭曲。所有已知的基本粒子，每个粒子都具有不同的电荷和相互作用，都与许多人认为数学中最美丽的结构的一部分相匹配。我认为，这种统一性如此有效绝非巧合。但这确实存在一个大问题。人们可能希望与第二代和第三代费米子（μ子、奇异夸克和粲夸克等）相对应的E8部分不具有正确的电荷。它们错得离谱，甚至它们的自旋也是如此。在弄清楚这一点之前，该理论是不完整的。但是E8理论的很多部分都有效……我认为它有可能成为万物理论。
霍根：你最近在理论方面取得任何进展吗？
利西：是的，我想我找到了一些线索。我正在准备两篇论文，但可以稍微透露一下。有一种不寻常的时空描述，称为“嘉当几何”，非常有趣。你从一个单一的十维李群（一个刚性几何表面）开始，让它沿四个方向变形。由此产生的结构是我们的四维时空，六维引力李群在它上面扭曲。这是一个非常有效的模型。一年前，我研究了嘉当几何的推广，允许时空嵌入更大的李群中。当我为E8这样做时，存在一个称为“三元性”的对称性，它连接了三个不同的时空片；相对于每个不同的片，三代不同的费米子都变得正确。如果这一切都奏效，那就意味着我们在物理学中随处可见李群的原因是因为我们身处其中，向外看。我们的宇宙以及其中的一切可能都是单个李群的激发。
霍根：爱德华·威滕，当我在最近的一次问答中问他，弦理论是否在统一理论方面有任何认真的竞争对手时，他回答说：“没有任何有趣的竞争性建议。” 你有什么评论？
利西：这有点伤人。我想其他研究非弦理论基础物理学的物理学家也不欣赏这种说法。爱德华·威滕完成了令人难以置信的印象深刻的工作，以他对数学和物理学的见解打开了新的大门。他的论文是美的化身。他、他的学生和他的同事们几十年来一直用弦模型主导着高能理论物理学界。然而，即使是最聪明的人的最有远见的预测也可能是错误的，所以如果他在这件事上不那么混蛋就好了。
弦理论的进展如何？1980年代的承诺和希望没有实现。他们认为他们会找到正确的卡拉比-丘流形，费米子多重态和质量会突然出现，他们会在午餐前解决所有问题。但这并没有发生。弦模型变得越来越复杂。并且随着他们远离标准模型的每一步异想天开的步伐，他们就越有可能犯错；他们被自己数学结构迷住了，这些结构让他们忙碌，但比他们试图解释的标准模型复杂得多。弦理论变成了一个后现代主义的庞然大物，依靠自我提供的动力向前蹒跚，却从未受到物理学要求的实验验证的修剪。弦理论产生的最接近物理预测的东西应该是超粒子，但这些粒子尚未出现。弦理论模型失去了与物理世界的联系。其他物理学家和数学家都在想，弦理论家是否加入了一种邪教。我逃到毛伊岛是为了躲避这场火车残骸。
有许多环量子引力研究人员试图扩展自旋网络、自旋泡沫和一般的自旋连接场来描述标准模型或其部分。一些例子：比尔森-汤普森、何、万、席勒（及其辫子模型和前子）、亚历山大、内斯蒂、珀卡奇（引力弱统一）以及其他几位。还有一些古怪的非弦的但几何统一的方法正在不同的发展阶段，例如温斯坦和他的几何统一，我自己和E8理论等等。还有非对易几何程序，它本质上不是弦的，以及一些基于凝聚态物理学的统一模型，例如自旋凝聚体、超流体，甚至沃尔夫勒姆和细胞自动机。还有一些人更直接地研究引力的量子化，在“渐近安全”方面取得了一些有希望的发现，标准模型和引力可能在非常高的能量下保持一致，只有轻微的修改。还有许多研究人员更接近标准模型，没有弦，试图找到费米子质量结构的几何解释，这肯定会说明统一。弦理论没有解决一些基本问题，例如量子力学本身的解释，只有像特霍夫特这样的勇敢的局外人才研究过。因此，有许多有趣的、活跃发展中的基本理论，涉及统一，与弦无关。当然，由于弦理论已经成为一个巨大的工具包，而不是一个统一的粒子模型，你可以用它来描述所有这些东西，只要付出足够的努力，但由于弦模型比它们解释的东西更复杂，因此没有理由认为自然界以这种方式运作。
霍根：2009年，你和弗兰克·维尔切克打赌，超对称粒子在2015年7月之前不会被探测到。你对自己赢得这场赌注有信心吗？
利西：我非常尊重和钦佩弗兰克·维尔切克。他完成了出色的工作，具有出色的幽默感，而且他也很善良。在他进行一次生动的会议演讲时，他对超粒子的存在表达了非同寻常的信心。他的主要理由是超粒子将有助于力在大统一理论中结合，力在微小距离处具有相同的强度，成为仅仅一个力的一部分。并且他喜欢超粒子还有其他原因，包括弦理论家需要它们存在。但是我知道，从一篇关于重整化的评论文章中，你可以从拥有一堆希格斯粒子而没有超粒子中获得类似的统一结果。所以，我在他的演讲结束时有点像个朋克，并挑战弗兰克就超粒子是否会被发现打个赌。他接受了，并选择了日期和金额（2015年7月8日，1000美元）。我们都认为大型强子对撞机届时将收集到大量数据。但是大型强子对撞机的事情进展并不完全顺利。我们确实在7 TeV下进行了良好的运行，发现了希格斯粒子（这太棒了），并且令许多不是我的物理学家感到非常失望的是，没有超粒子。现在看来，我们的赌注将在大型强子对撞机能够在2015年从其13 TeV的运行中收集大量数据之前到期。所以，是的，我很有可能获胜。如果弗兰克愿意下另一个日期更远的赌注，我很乐意这样做。我不认为超粒子存在，我希望许多物理学家，如果他们不喜欢赔钱和浪费时间，会重新考虑非弦统一理论。
霍根：你是否曾担心对统一理论的追求最终会变成死胡同？
利西：爱因斯坦将引力和时空描述为弯曲的四维几何，如此优雅且在实验上如此成功，以至于它本质上一定是正确的。粒子物理学的标准模型同样成功，但不够优雅，并且不容易与爱因斯坦的理论结合。但是一切都必须以某种方式协同工作。宇宙只是一件事——这就在名字中。而且感觉大部分拼图都在填补；我们越来越近了。弦理论可能是一个错误的转弯。也许如果我们尝试使用变形李群和表示理论来理解物理学，我们会在午餐前解决这个问题。
霍根：你是否曾后悔自己非传统的职业道路？
利西：我确实想念大学。但是我大部分时间都在毛伊岛周围冲浪、徒步旅行、风筝冲浪和滑翔伞，在我想的时候研究物理学和其他项目。朋友和学生来访并交谈，我带他们出去在这个美丽的岛屿上玩耍。生活还不错。
霍根：你对冲浪和其他运动的热情是否与你对物理学的热情有任何联系？
利西：我不知道——也许吧。我有一半英国血统和一半意大利血统，所以我非常热情，但我压抑了它。
霍根：如果年轻的物理学家向你询问像你这样的道路的风险和收益，你会告诉他们什么？
利西：我是一个他们可能应该抛弃的奇怪数据点。我走过的路没有路。我确实必须让学生知道我不是一个授予学位的机构，但他们欢迎来访。总的来说，我建议人们做他们热爱的事情和他们感兴趣的事情——即使是弦理论。
霍根：你能否描述并更新你关于创建科学旅馆网络的提议？
利西：二十年前，科研人员被束缚在学术图书馆和实验室。互联网现在解放了他们。他们可以去哪里？理想的理论研究环境是什么？我认为我们需要类似于艺术家静修所的东西，但面向科学家。在研究物理学时，我花了十年时间拜访朋友在风景优美的地方的度假屋和集体生活社区，我认为这样的地方网络——科学旅馆——将是科学家和对科学友好的创意人士的绝佳资源。一年前，我在毛伊岛买了一栋小牧场房，景色优美，并与我的一个朋友（他有点太喜欢啤酒、披萨和射钉枪）一起建造了三个客舱。我们将其命名为太平洋科学研究所，在过去的八个月里，我们接待了大约二十位访客，他们免费与我们住在一起，从几天到几个月不等，工作和玩耍。这太棒了！一栋位于美丽地点的美丽房屋，居住着经过选择性社交的科学怪才，创造了一个非常理想的生活和工作环境。它是旗舰科学旅馆。我们还在毛伊岛拥有更大的一块土地，也许可以用来建造PSI 2。
非常感谢您的关注。抱歉篇幅过长。我想我有很多话要说。
延伸阅读：请参阅我最近对物理学家乔治·埃利斯、卡洛·罗韦利和爱德华·威滕的问答。