2020年狄拉克奖公布，三位弦理论先驱获此殊荣

2020年8月10日，国际理论物理中心（ICTP）在意大利Trieste揭晓了被视为理论和数学物理领域的最高荣誉之一——2020年狄拉克奖，授予三位杰出的物理学家——蒙彼利埃大学的André Neveu，佛罗里达大学的Pierre Ramond，以及罗马第一大学的Miguel Virasoro，以表彰他们“创立和提出弦理论的先驱性贡献，将新的玻色和费米对称性引入了物理学”。

弦理论是基础物理的一种理论框架，其将物质描述为由一维的微观客体（称为“弦”）所组成。这些弦可以被视为微小的能量丝，它们以不同的模式振动。就像小提琴弦的不同振动模式产生不同音符一样，弦的不同振动状态通过确定其性质（如质量或电荷）会产生不同的基本粒子（如电子或中微子）。

弦理论是物理学家们新提出的统一物理学理论，试图将描述引力的爱因斯坦广义相对论和描述物质基本组成的量子力学结合起来。弦理论在解决基础物理中的一些问题上发挥了非常重要的作用，并已应用于黑洞、早期宇宙、凝聚态物理等各种领域，且由于其复杂和严谨的公式，促进了纯数学的重大发展。

弦理论的最初发展出现在20世纪60年代末，当时，它立即成为引力量子理论的一个有前途的候选者。其最早的版本是玻色弦理论，也就是说，只描述了一类叫作“玻色子”的粒子。玻色子是自旋为整数（0，1，2，……，以普朗克常量为单位）的粒子，如光子、引力子和希格斯玻色子；另一方面，费米子是自旋为半整数（1/2，3/2，5/2，……，以普朗克常量为单位）的粒子，比如电子、质子和夸克。

20世纪60年代末，Miguel Virasoro开始在理论物理学领域进行一项雄心勃勃的工作，最初是和Gabriele Veneziano合作，后来是独自一人。这项工作主要集中在所谓的“Veneziano模型”的开发上，这是一种具有一些特性的数学模型，后来成为了第一个被认可的弦模型。受Veneziano“开放弦”的启发，Virasoro发展了自己的模型，后来被公认为“封闭弦”模型。在进行这些研究的时候，弦的理论还没有完全、清晰地发展起来，这些模型是在几年后才被认为完美地描述了弦的物理学。

Miguel Virasoro通过研究这些模型的数学特性，继续为该领域作出重要贡献，并注意到这些模型具有的一些对称性特征。他确定并形式化表述了这些对称性，现在被称为“Virasoro代数”，这是一种被广泛应用于二维共形场论和弦论的复李代数。在纯数学家看来，这项工作也很有意义，因为它是一个无限维李代数，而在此之前李代数通常都是有限维的。

“这项工作非常重要，因为它让我们可以完成之前无法完成的计算，”意大利猞猁之眼国家科学院（Accademia dei Lincei）主席、狄拉克奖评选委员会成员Giorgio Parisi教授说：“有了一个模型却不知道其对称性是一种漫无目的的研究，就像在黑暗中行走。这就是为什么发现这些对称性是一个真正的转折点。”

另一方面，André Neveu和Pierre Ramond把费米子自由度引入了理论模型。事实上，Virasoro所做的大部分工作都致力于研究玻色弦，这是弦理论领域中最早被研究的弦。Neveu和Ramond扩展了这些工作，将计算扩展到包括由费米子组成物质的另外部分。

“这些工作的共同之处在于，它们都是弦理论中至关重要的工作，在科学家们意识到这些公式可以真正描述弦之前，这些工作就已经开始进行了”，Giorgio Parisi说，“只有在几年后，由于Leonard Susskind、Yōichirō Nambu和其他人的工作，科学家们才真正开始谈论弦。”

Andrè Neveu与John Schwarz在20世纪70年代早期合作完成的这项工作，也由Pierre Ramond独立完成，现在被称为“RNS形式”，以三位创始人的姓氏首字母命名。这是超弦理论的最初进展，将描述玻色弦的对称代数——Virasoro代数，推广到同样可以描述费米子的代数。这一构想可以将宇宙中所有的粒子和基本力都表述为微小的超对称弦的振动，因此得名“超弦”理论，它同时解释了费米子和玻色子。

“作为ICTP的新主任，宣布2020年狄拉克奖让我倍感荣幸和开心。”ICTP主任Atish Dabholkar说，“狄拉克一直是理论物理学领域一个鼓舞人心的人物，对于ICTP更是如此。今年，一个非常杰出的评选委员会将这一奖项颁发给弦理论领域的三位先驱，他们在某种程度上继承了狄拉克的思想和做物理的方式。”

ICTP狄拉克奖是为纪念P.A.M.狄拉克而设立的，于1985年第一次颁发。狄拉克是20世纪最伟大的物理学家之一，也是ICTP坚定的朋友。每年的8月8日（狄拉克的生日），该奖项被授予对理论物理学作出重大贡献的科学家。狄拉克奖获得者都是世界顶级物理学家，其中很多人也获得了诺贝尔奖、菲尔兹奖和沃尔夫奖。由杰出科学家组成的国际委员会从提名候选人名单中选出获奖者。本次颁奖典礼将于2021年举行，三位获奖者将就他们的工作发表演讲。