馬爾達西那提出了Ads/CFT排比，打開了一扇通往量子引力的新房門。他的發覺把弦論和化學學家早已研究得相當透徹的量子場論聯系上去，令所有弦論研究者激動不已。用他自己的話說，這個理論意味著“你可以在杯子中創造一個宇宙”。
撰文|《環球科學》資深編輯韓晶晶
今年7月，來自世界各地的180位化學學家集聚到了美國的圓周理論化學研究所，出席“ItfromQubit”（IfQ）項目的首次小型研討會。因為接待能力有限，還有更多有意出席的學者難以來到現場，只能通過網路觀看報告和參與討論。參會研究者的專業堪稱是五花八門：量子引力、粒子化學、凝聚態化學、量子信息等等，基本囊括了整個現代數學學。
此次大會，那么多化學學家，還有IfQ項目的最終目的只有一個，就是找尋通往終極理論的可行公路。而她們所有闡述的出發點，則是一個人的智力成果——胡安·馬爾達西那（Juan）的Ads/CFT排比。
終極理論，用謙遜一點的說法就是量子引力理論，也就是能把量子熱學和描述引力的廣義相對論統一到一起的理論。量子熱學和廣義相對論是當代數學學的兩大支柱，眾多觀測和實驗——包括近來的量子通訊、引力波等研究，均證明了它們正確無誤。但是，這兩種理論卻是無法調和的。一般情況下，這并未給我們帶來太大困惑，雖然二者適用的場合不同，廣義相對論涉及強引力場，研究的一般是星體甚至宇宙這樣的大尺度對象，而量子熱學統治的則是基本粒子的微觀世界。并且，要描述個別極端的場合，比如大爆燃之初和黑洞中心，我們就必需要有一個量子引力理論了。事實上，對黑洞的研究的確曝露出兩種理論存在著尖銳的矛盾。
其實，化學學家很早就開始找尋統一兩種理論的辦法了，愛因斯坦晚年的大部分時間就是在嘗試把量子理論統一到廣義相對論中，構建一個“統一場論”，但基本上徒勞無功。后來的數學學家提出了數種構建量子引力理論的途徑，其中看上去希望最大的是弦論。這些理論把粒子看成一維的、正在震動的弦，因而避免了一些厭惡的障礙。遺憾的是，弦論實在是太復雜了，它要求宇宙在四維時空之外還有額外的維度，必須想辦法把這些額外維“卷”起來，但具體的可能操作方式實在太多，這讓化學學家很難得出一個描述宇宙的確定理論。
2016年的IfQ研討會上，馬爾達西那（畫面中央）與與會者攀談。
弦論領域的“超新星”
不過，在1997年，弦論領域迎來了一次重大突破，馬爾達西那提出了Ads/CFT排比，打開了一扇通往量子引力的新房門。他的發覺把弦論和化學學家早已研究得相當透徹的量子場論聯系上去，令所有弦論研究者激動不已。用他自己的話說，這個理論意味著“你可以在杯子中創造一個宇宙”。
1998年初，馬爾達西那在inand上發表了有關該研究的論文TheLargeNLimitofFieldand，接出來短短的幾個月，數學學界就涌現出了上百篇相關的論文，進一步建立了這一理論。在1998年春天的弦論會議上，為了慶賀這一進展，激動的化學學家們跳起了始于同名流行歌曲的馬卡麗娜（）舞。對于她們來說，可能叫馬爾達西那舞更合適一些，洛杉磯學院的理論化學學家杰弗里·哈維（）還給這首歌填了新的歌詞，內容都換成了弦論，最后的“Hey量子物理論文pdf，！”，也弄成了“Ehhhh！！”
這股風潮的源頭馬爾達西那，時年29歲，在耶魯學院兼任副院長。馬爾達西那來自法國，出生于布宜諾斯艾利斯，幼年時的他受工程師爸爸的影響，對日常器物的運作原理頗感興趣量子物理論文pdf，當在小學階段接觸了數學學后，他立即就被這個探究宇宙運行機制的學科牢牢吸引。馬爾達西那在法國的研究所獲得了碩士學位，之后來到了加拿大耶魯學院，在理論化學學家柯蒂斯·卡倫（）指導下攻讀博士學位。在學習期間，馬爾達西那有個與眾不同的習慣，即使他的專業是理論化學方向，卻也花了不少時間到實驗室中參與實驗組的工作。這樣的經歷讓他認識到了檢驗理論和進行檢測時會遭受的種種問題，受益頗豐。
胡安·馬爾達西那圖片來源：
馬爾達西那關于應用弦理論研究黑洞的博士論文得到了耶魯學院化學系的關注，于是在1997年，博士結業僅1年，他就成為了耶魯學院的副院長。在掀起弦論的新一輪風潮后，他又在1999年迅速升為了正院士。
如今，馬爾達西那是耶魯高等研究院的CarlP.講席院士。他當初的那篇論文引用次數早已超過了15000次。這20年來，幾乎每三天，都會有人發表一篇引用了這篇論文的新論文，順理成章地成了高能化學領域有史以來引用量最高的論文（雖然排行第二的論文也是關于Ads/CFT排比的）。馬爾達西那本人也成了弦論領域的代表人物，有不少人覺得，他是現今最聰明的化學學家，甚至把他比作我們這個時代的愛因斯坦。
沒有引力的量子引力理論
Ads/CFT排比，或則說馬爾達西那排比究竟有何魅力，讓數學學界為之這般迷戀？用加利福尼亞學院化學學家約瑟夫·波爾津斯基（）的話說，Ads/CFT排比是目前為止，距離統一量子熱學和廣義相對論的宏大目標近來的理論。它化繁為簡，讓化學學家可以避免弦論的種種困局，找到處理量子引力的方式（起碼在某種特殊空間中）。
所謂的排比，指的是看似毫不相同的兩個事物之間存在奇特的等效性。在馬爾達西那排比的左側，Ads代表反德西特（anti-de）空間，右側的CFT則代表共形場論（Field）。不過，準確地說，構成了排比的雙方是反德西特空間中的量子引力理論（弦論），與該空間邊界上的普通量子理論（共形場就是一種量子理論）。
反德西特空間，這個看起來有點奇怪的名子源自英國化學學家威廉·德西特（），是他首先提出了德西特空間。我們熟悉歐幾里德式的平直空間，在這樣的空間中，兩條平行線永遠不會相交，三角形的頂角和精確等于180度。但空間也可能是彎曲，實際上，根據愛因斯坦的廣義相對論，物體擁有的質量才會讓周圍空間彎曲，而整個宇宙空間也有可能是彎曲的。彎曲的空間，曲率可能是正也可能是負，為了便捷理解，我們可以考慮只有兩個維度的空間，最簡單的正曲率代表就是球面，而負曲率的代表則是馬鞍形的雙曲拋物面。
給球面加上時間維度，就可以得到最簡單的正曲率時空——德西特空間（其實德西特空間的空間維也可能是三維或則更高），化學學家曾以為我們的真實宇宙就是有三個空間維的德西特空間，常拿來解釋宇宙膨脹的汽球實際上就是這些德西特空間的二維類比。（不過，目前的觀測結果表明我們宇宙更可能是平直的。）同樣，給最簡單的負曲率空間加上時間，就得到了反德西特空間。
反德西特空間與真實的宇宙不同，既不會膨脹也不會收縮。更為獨特的是，它似乎是無限的，卻有“邊界”。這個邊界是由空間和時間共同圈下來的，假如把時間固定，只考慮空間上的邊界，這么一個與我們宇宙類似，有三個空間維的反德西特空間，其邊界就是一個二維球面。
德西特空間（左）與反德西特空間（右）的時空結構。