أنا في الواقع، في معظم الأحيان، لا أدري تماماً من الناحية السياسية.
Edward Witten هو فيزيائي رياضي ونظري أمريكي. وهو حالياً أستاذ Charles Simonyi في مدرسة العلوم الطبيعية بمعهد الدراسات المتقدمة. يعمل Witten في نظرية الأوتار والجاذبية الكمية والنظريات الحقلية الكمية فائقة التماثل وغيرها من مجالات الفيزياء الرياضية. بالإضافة إلى إسهاماته في الفيزياء، أثر عمل Witten بشكل كبير على الرياضيات البحتة. في عام 1990، أصبح أول فيزيائي يُكافأ بميدالية Fields من قبل الاتحاد الدولي للرياضيين، وذلك لإثباته عام 1981 لنظرية الطاقة الموجبة في النسبية العامة. يعتبر المؤسس العملي لنظرية M.
الحياة المبكرة والتعليم
وُلد Witten في 26 أغسطس 1951 في Baltimore بولاية Maryland لعائلة يهودية. وهو ابن Lorraine née Wollach Witten و Louis Witten، وهو فيزيائي نظري متخصص في الجاذبية والنسبية العامة.
التحق Witten بمدرسة Park School of Baltimore في فئة 68، وحصل على درجة بكالوريوس الآداب مع تخصص في التاريخ وتخصص فرعي في اللسانيات من جامعة Brandeis في عام 1971.
كان لديه طموحات في الصحافة والسياسة ونشر مقالات في مجلتي The New Republic و The Nation في أواخر الستينيات. في عام 1972 عمل لمدة ستة أشهر في حملة George McGovern الرئاسية.
التحق Witten بجامعة Wisconsin–Madison لمدة فصل دراسي واحد كطالب دراسات عليا في الاقتصاد قبل أن يتركها. عاد إلى الأوساط الأكاديمية وقيد نفسه في الرياضيات التطبيقية في جامعة Princeton في عام 1973، ثم انتقل بين الأقسام وحصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء عام 1976 وأكمل أطروحة بعنوان "Some problems in the short distance analysis of gauge theories" تحت إشراف David Gross. عمل كزميل بحث في جامعة Harvard 1976-77، وزار جامعة Oxford 1977-78، وكان زميلاً مبتدئاً في جمعية Harvard للزملاء 1977-1980، وحصل على زمالة MacArthur Foundation عام 1982.
البحث
عمل ميدالية Fields
حصل Witten على ميدالية Fields من الاتحاد الدولي للرياضيين عام 1990، ليصبح أول فيزيائي يفوز بالجائزة.
في خطاب مكتوب إلى مؤتمر ICM، قال Michael Atiyah عن Witten:
على الرغم من أنه فيزيائي بكل تأكيد (كما تُظهر قائمة منشوراته بوضوح) إلا أن إتقانه للرياضيات لا يضاهيه سوى عدد قليل من الرياضيين، وقدرته على تفسير الأفكار الفيزيائية في شكل رياضي فريدة جداً. مراراً وتكراراً فاجأ Witten المجتمع الرياضي بتطبيق رائع للحدس الفيزيائي يؤدي إلى نظريات رياضية جديدة وعميقة... لقد أحدث تأثيراً عميقاً على الرياضيات المعاصرة. في يديه، تعود الفيزياء مرة أخرى لكي تكون مصدراً غنياً للإلهام والرؤى في الرياضيات.
كمثال على عمل Witten في الرياضيات البحتة، يستشهد Atiyah بتطبيقه لتقنيات من نظرية الحقل الكمي على الموضوع الرياضي للطوبولوجيا منخفضة الأبعاد. في أواخر الثمانينيات، صاغ Witten مصطلح نظرية الحقل الكمي الطوبولوجي لنوع معين من النظريات الفيزيائية التي تُشفر فيها القيم المتوقعة للكميات الملحوظة معلومات حول طوبولوجيا الزمكان. وعلى وجه الخصوص، أدرك Witten أن نظرية فيزيائية تُعرف الآن باسم نظرية Chern–Simons يمكن أن توفر إطار عمل لفهم النظرية الرياضية للعقد والمتشعبات ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن عمل Witten كان يعتمد على مفهوم الفينمان path integral غير المحدد رياضياً بوضوح وبالتالي لم يكن صارماً رياضياً، تمكن الرياضيون من تطوير أفكار Witten بشكل منهجي، مما أدى إلى نظرية Reshetikhin–Turaev invariants.
نتيجة أخرى حصل عليها Witten على ميدالية Fields كانت إثباته عام 1981 لنظرية الطاقة الموجبة في النسبية العامة. تؤكد هذه النظرية أنه في ظل الافتراضات المناسبة، الطاقة الكلية لنظام جاذبية ما تكون دائماً موجبة ولا يمكن أن تكون صفراً إلا إذا كانت هندسة الزمكان هي هندسة فضاء Minkowski المسطح. وهي تُثبت فضاء Minkowski كحالة أرضية مستقرة للحقل الجاذبي. بينما استخدم الإثبات الأصلي لهذه النتيجة الذي قدمه Richard Schoen و Shing-Tung Yau طرقاً متغيرة، استخدم إثبات Witten أفكاراً من نظرية supergravity لتبسيط الحجة.
مجال ثالث ذُكر في خطاب Atiyah هو عمل Witten الذي يربط بين فائقة التماثل ونظرية Morse، وهي فرع من الرياضيات تدرس طوبولوجيا المتشعبات باستخدام مفهوم الدالة القابلة للاشتقاق. أعطى عمل Witten إثباتاً فيزيائياً لنتيجة كلاسيكية، متباينات Morse، من خلال تفسير النظرية من حيث الميكانيكا الكمية فائقة التماثل.
M-نظرية
بحلول منتصف التسعينيات، طور الفيزيائيون العاملون على نظرية الأوتار خمس نسخ مختلفة ومتسقة من النظرية. تُعرف هذه النسخ باسم النوع الأول والنوع IIA والنوع IIB وبنكهتي نظرية الأوتار heterotic SO32 و E8×E8. كان الاعتقاد هو أنه من بين هذه النظريات المرشحة الخمس، واحدة فقط كانت النظرية الصحيحة الفعلية لكل شيء، وتلك النظرية كانت التي تطابق حدها ذي الطاقة المنخفضة الفيزياء المرصودة في عالمنا اليوم.
في خطابه في مؤتمر نظرية الأوتار بجامعة Southern California عام 1995، اقترح Witten الاقتراح المفاجئ بأن هذه النظريات الخمسة للأوتار لم تكن في الواقع نظريات متميزة، بل حدود مختلفة لنظرية واحدة أسماها M-theory. كان اقتراح Witten يعتمد على الملاحظة بأن النظريات الخمسة للأوتار يمكن أن تُرسم خريطتها على بعضها البعض بواسطة قواعد معينة تُسمى dualities وتُحدد بواسطة هذه الـ dualities. أدى إعلان Witten إلى موجة من الأعمال تُعرف الآن باسم ثورة الأوتار الفائقة الثانية.
أعمال أخرى
من بين إسهاماته الأخرى في الفيزياء نتيجة gauge/gravity duality. في عام 1997، صاغ Juan Maldacena نتيجة تُعرف باسم مراسلة AdS/CFT، التي تُثبت علاقة بين نظريات حقل كمية معينة ونظريات جاذبية كمية. أحدثت اكتشافات Maldacena هيمنة على الفيزياء النظرية عالية الطاقة لمدة 15 سنة الماضية بسبب تطبيقاتها على مشاكل نظرية في الجاذبية الكمية ونظرية الحقل الكمي. أسهم عمل Witten الأساسي بعد نتيجة Maldacena في إلقاء الضوء على هذه العلاقة.
بالتعاون مع Nathan Seiberg، أثبت Witten عدة نتائج قوية في نظريات الحقل الكمي. في ورقتهما حول نظرية الأوتار والهندسة غير المتبادلة، درس Seiberg و Witten نظريات حقل كمية غير متبادلة معينة تنشأ كحدود من نظرية الأوتار. في ورقة أخرى مشهورة، درسا جوانب من نظرية القياس الكمي فائقة التماثل. أدت الورقة الأخيرة، مدمجة مع عمل Witten السابق حول نظرية الحقل الكمي الطوبولوجي، إلى تطورات في طوبولوجيا المتشعبات الناعمة رباعية الأبعاد، وخاصة فكرة Seiberg–Witten invariants.
مع Anton Kapustin، أقام اتصالات رياضية عميقة بين S-duality من نظريات القياس والمراسلة الهندسية Langlands. جزئياً بالتعاون مع Seiberg، من بين اهتماماته الحديثة جوانب من الوصف النظري للحقل للمراحل الطوبولوجية في المادة المكثفة والـ dualities غير فائقة التماثل في نظريات الحقل التي، من بين أمور أخرى، لها أهمية عالية في نظرية المادة المكثفة. من تعميم نماذج SYK من المادة المكثفة والفوضى الكمية، أحضر أيضاً نماذج Gurau tensor للأهمية في نظريات الجاذبية الهولوغرافية والكمية.
بشكل عام، قام Witten بأعمال مؤثرة وثاقبة في عديد من جوانب نظريات الحقل الكمي والفيزياء الرياضية، بما في ذلك فيزياء وعلاقات الشذوذ والتكاملية والـ dualities والتمركز والتجانسات وغير ذلك. أثرت نتائجه العديد من المجالات في الفيزياء النظرية بعمق في كثير من الأحيان بعيداً عن السياق الأصلي لنتائجه، بما في ذلك نظرية الأوتار والجاذبية الكمية والمادة المكثفة الطوبولوجية.
الجوائز والأوسمة
تم تكريم Witten بجوائز عديدة تشمل منحة MacArthur عام 1982 وميدالية Fields عام 1990 وجائزة Golden Plate من الأكاديمية الأمريكية للإنجاز عام 1997 وجائزة Nemmers في الرياضيات عام 2000 والميدالية الوطنية للعلوم عام 2002 وجائزة Pythagoras عام 2005 وجائزة Henri Poincaré عام 2006 وجائزة Crafoord عام 2008 وميدالية Lorentz عام 2010 وميدالية Isaac Newton عام 2010 وجائزة الفيزياء الأساسية عام 2012. منذ عام 1999، كان عضواً أجنبياً في الجمعية الملكية بلندن، وفي مارس 2016 انتُخب زميلاً فخرياً للجمعية الملكية لإسكتلندا. عيّنه البابا Benedict XVI عضواً في الأكاديمية البابوية للعلوم عام 2006. كما ظهر في قائمة أكثر 100 شخص مؤثراً في مجلة TIME عام 2004. في عام 2012 أصبح زميلاً في الجمعية الأمريكية للرياضيات. انتُخب Witten عضواً في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1984 وعضواً في الأكاديمية الوطنية للعلوم عام 1988.
في استطلاع غير رسمي في مؤتمر الكونيات عام 1990، حصل Witten على أكبر عدد من الإشارات باعتباره "أذكى فيزيائي حي".
الحياة الشخصية
تزوج Witten من Chiara Nappi، أستاذة الفيزياء في جامعة Princeton، منذ عام 1979. لديهما ابنتان وابن واحد. ابنتهما Ilana B. Witten هي عالمة أعصاب في جامعة Princeton، وابنتهما Daniela Witten هي إحصائية حيوية في جامعة Washington.
يعمل Witten في مجلس إدارة Americans for Peace Now وفي المجلس الاستشاري لـ J Street. يؤيد حل الدولتين ويدعو إلى مقاطعة المؤسسات والأنشطة الاقتصادية الإسرائيلية خارج حدودها لعام 1967، لكن ليس إسرائيل نفسها.
المنشورات المختارة
- Some Problems in the Short Distance Analysis of Gauge Theories. جامعة Princeton، 1976. أطروحة دكتوراه.
- Roman Jackiw, David Gross, Sam B. Treiman, Edward Witten, Bruno Zumino. Current Algebra and Anomalies: A Set of Lecture Notes and Papers. World Scientific، 1985.
- Green, M., John H. Schwarz, and E. Witten. Superstring Theory. Vol. 1, Introduction. Cambridge Monographs on Mathematical Physics. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1988. ISBN 9780521357524.
- Green, M., John H. Schwarz, and E. Witten. Superstring Theory. Vol. 2, Loop Amplitudes, Anomalies and Phenomenology. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1988. ISBN 9780521357531.
- Quantum fields and strings: a course for mathematicians. Vols. 1, 2. Material from the Special Year on Quantum Field Theory held at the Institute for Advanced Study, Princeton, NJ, 1996–1997. Edited by Pierre Deligne, Pavel Etingof, Daniel S. Freed, Lisa C. Jeffrey, David Kazhdan, John W. Morgan, David R. Morrison and Edward Witten. American Mathematical Society, Providence, RI; Institute for Advanced Study IAS, Princeton, NJ, 1999. Vol. 1: xxii+723 pp.; Vol. 2: pp. i–xxiv and 727–1501. ISBN 0-8218-1198-3, 81–06 81T30 81Txx.
