2037年10月15日,星期五,上午九时整。北京,北京大学,新近落成的“前沿交叉学科研究院”大楼,地下一层,穹顶报告厅。
十月的燕园,秋色己浓到极致,也美到极致。金黄的银杏、火红的枫叶、苍翠的松柏,在秋日清澈高远的蓝天下交织成一幅浓墨重彩的油画。然而,这份属于季节的斑斓与静谧,在踏入前沿交叉学科研究院那座充满未来感的银灰色建筑时,便被另一种更为凝练、更为炽热的“景观”所取代。大楼内部设计简洁流畅,光线通过巧妙的导光系统引入,明亮而均匀。空气中浮动着新建筑特有的洁净气息,正迅速被一种无形的、属于顶尖智力活动的“场”所浸润、转化。
位于地下一层的穹顶报告厅,设计独具匠心。它是一个首径约三十米的圆形空间,穹顶采用特殊的吸光材料模拟星空,可根据需要投影出各种科学图像。座椅呈同心圆环形布置,约两百个深灰色绒面座位从中心讲台向外层层扩散,确保每个位置都能无遮挡地看到中心区域。此刻,近两百个座位几乎坐满。参会者人数不算极多,但“浓度”极高。他们中有来自北大、清华、中科院及国内各顶尖高校的物理、数学、天文、工程等领域的资深教授与杰出青年学者,也有不少从普林斯顿、剑桥、巴黎高师、MIT、马普所等地专程飞来的国际知名专家。低声的交谈使用着多种语言,但核心词汇总是围绕着“统一场论”、“几何分析”、“分形”、“奇点”、“量子引力”等前沿话题。空气里弥漫着高级咖啡的香气、特种纸张的味道,以及一种混合了高度期待、严谨审视与对可能诞生的新思想进行“狩猎”般兴奋的特殊气息。
今天,在这里举行的“物理与数学的跨学科前沿”国际研讨会,并非面向大众的成果发布会,而是一场旨在深度碰撞、激发火花的闭门高级别学术对话。会议的核心引力源,无疑是此刻坐在第一排中心区域的三人:徐川、洛清雪,以及特意从普林斯顿赶来的艾琳娜·卡特。一位是诺奖得主、新物理理论的创立者;一位是菲尔兹奖得主、开创几何新分支的数学家;另一位是分形几何领域迅速崛起、以一篇《数学发明》论文震动学界的新星。三人的研究领域看似各有侧重,却在最根本的层面——描述自然的结构与复杂性——上,存在着深刻的、尚未被充分发掘的潜在联系。组织者将三人齐聚一堂,正是希望促成一次跨越物理学、纯数学与应用数学藩篱的深层对话。
上午九时整,会议主席,一位在数学物理领域享有盛誉的华裔学者,简短开场,强调了在当今科学日益专精化的时代,突破性进展往往诞生于不同领域的边界交叉地带。随后,他请出了第一位报告人。
徐川(泡利)从座位上起身,走向中心讲台。他今天穿着简约的深色夹克和休闲裤,神态放松。站定后,他没有立刻播放PPT,而是目光扫过在场的同行,尤其在洛清雪和艾琳娜脸上微微停留,点了点头。
“感谢会议邀请。今天我不打算重复‘徐川方程组’的具体形式,而是想和大家探讨,这个试图连接引力与标准模型的理论框架,在数学结构和物理概念上,所面临的一些深层挑战,以及它可能向数学界提出的新问题。”
他开门见山,将报告定位为“求教”与“探讨”。他首先简要回顾了理论核心:通过非最小耦合项xiRH^daggerH将时空曲率与希格斯场动力学统一,解释了“徐川效应”,预言了可观测的原初引力波背景和PFC能区的引力子信号,并通过宇宙学解“算出了”暗能量密度。
“然而,”他话锋一转,身后的穹顶开始投影出复杂的方程组和流形示意图,“当我们超越均匀各向同性的宇宙学背景,尝试研究局部、非线性的动力学,比如黑洞附近、早期宇宙相变前沿、或者高能粒子碰撞产生的微观时空结构时,方程组的数学复杂性急剧增加。我们面对的是高度非线性的耦合偏微分方程组,定义在动态弯曲的时空流形上,场变量(度规、希格斯、Radion)之间存在强烈的反馈。”
他展示了在尝试数值模拟黑洞吸积盘附近Radion场行为时遇到的困难,以及试图解析理解早期宇宙泡核形成(相变)过程中,时空几何与希格斯场耦合所导致的奇异边界问题。“这些问题的困难,部分源于物理的复杂性,但很大程度上也受限于我们描述和处理奇异几何、拓扑变化以及多尺度耦合的数学工具。例如,如何严格描述在相变面附近,时空几何可能出现的‘褶皱’或‘缺陷’?如何刻画在普朗克尺度附近,连续时空描述可能失效时,场的量子行为及其对宏观方程的‘反馈’?这需要新的几何语言和分析工具。”