東方網10月25日消息：長期以來，世界物理學界希望有一天能建立一個可解釋所有自然界現象的「大統一場理論」。這一設想最早是由愛因斯坦提出的。當時，不少科學家認為這個設想純屬異想天開，但也有許多科學家多年來一直致力於這項理論的研究。
美國史丹福大學華裔科學家張首晟教授和他的學生胡江平所開展的研究工作，為建立「大統一場理論」提出了一個新方向，這很可能找到一種方法，使表面上看去互不相容的量子力學和廣義相對論相互統一起來。張首晟的有關研究成果刊登在將於10月26日出版的《科學》雜誌上。
為進一步了解張首晟的研究成果，記者通過電話採訪了遠在美國西海岸的張首晟。
張首晟介紹說，他是從固體物理的量子霍爾效應出發，來解決「大統一場理論」問題的。量子霍爾效應發生在二維空間，他利用量子液體模型將量子霍爾效應擴大到4維空間。
愛因斯坦的狹義相對論是解釋電磁力的，而愛因斯坦的廣義相對論是解釋引力的。張首晟告訴記者：「此前已有人完成將量子力學與狹義相對論相互統一研究。我們的研究工作是將量子力學同廣義相對論相互統一起來。」為做到這一點，張首晟同他的同事從量子力學出發進行推導。
在愛因斯坦廣義相對論中的引力方程有兩部分：一是線性方程，二是非線性方程。目前，張首晟等人已推導出線性方程，下一步若推導出非線性方程，則意味著「大功告成」，即將現代物理學的三大支柱———量子力學、狹義相對論和廣義相對論統一起來，從而建立起「大統一場理論」。但張首晟強調說：「要推導出非線性方程，還是會遇到很多預料不到的困難，特別是一些數學問題。」
記者問：「許多科學家都在努力進行這一研究工作，但這又是十分困難的工作，你什麼時候想到做這一理論研究工作的？」
張首晟回答說：「我目前是清華大學長江計劃的訪問學者，去年7月回到清華大學講課，並開辦了一個學習班以邀請優秀科學家來講學。就在學習班期間，我想起要完成這件有趣的研究工作。」
張首晟今年38歲，於1978年在沒有讀過高中的情況下，直接考入復旦大學，一年後，他又赴柏林大學留學攻讀碩士學位。後在美國紐約州立大學石溪分校，師從楊振寧教授攻讀物理學獲博士學位。張首晟在史丹福大學的傑出工作，使他在34歲時便榮任正教授職位。
選稿:錢程燦 來源:科技日報 作者:張孟軍