AI目前还缺乏真正的创造力编译｜吴莹 王馨悦（实习）来源｜张朝阳的物理课（搜狐视频）头图来源｜搜狐官网7月11日，搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳和2004年诺贝尔物理学奖获得者、2025年基础科学终身成就奖得主、美国国家科学院院士戴维·格罗斯（David Gross）展开了一场知识对谈。两人共同探讨了物质世界最基础的构成和物理理论的前沿进展。7月16日、17日，张朝阳还分别与著名物理学家、德国洪堡研究奖获得者徐一鸿（Anthony Zee），剑桥大学教授、英国皇家科学院院士汤大卫（David Tong）两位顶尖物理学家展开了对话，探索微观粒子与浩瀚宇宙之间的联系，分享有趣的物理知识。来源：搜狐官网在本场对话中，张朝阳与戴维·格罗斯从自然界中的四大相互作用力出发，探讨量子理论的发展历程。戴维·格罗斯分享了他2004年获得诺贝尔物理学奖的这项发现是如何诞生的，也对如今的AI发展提出了不一样的观点，他认为AI并非科学，而是一种工具。他对物理学的定义是：物理学就是物理学家所做的事情。这也就能解释为什么2024年的诺贝尔物理学奖颁发给了神经网络科学领域，约翰·霍普菲尔德（John Hopfield）是用物理学的方法在研究神经网络科学。他直言，我们现在过分炒作了AI，它目前还缺乏真正的创造力。精彩观点如下：1.万有引力是所有相互作用力中最弱的一个，这一点可能出乎很多人的意料，因为大家会觉得重力是最能直接感受到的相互作用力。2.作为一名物理学家，最大的乐趣就是你做出预测，尽管这个预测可能是基于某些不合理的假设，但大自然会告诉你答案。3.20年前，我曾大胆预测暗物质会在十年内被发现，然而，时至今日，依然没有突破。4.人工智能并非科学，而是一种工具。我对物理学的定义是：物理学就是物理学家所做的事情。5.人工智能不知道如何验证自己的答案，也不在乎真相，只想听起来好听，显然它们目前还缺乏真正的创造力。以下为对话全文（有删减）：从量子场论到渐近自由张朝阳：格罗斯教授在理论物理学和粒子物理中最重要的贡献，就是在20世纪70年代发现了QCD的渐近自由。因为这项成就，他和其他两位物理学家在2004年获得了诺贝尔物理学奖。戴维·格罗斯：是的，诺贝尔奖通常是授予一个特定的发现。张朝阳：今天很荣幸能与格罗斯教授一起来探讨物理学。你的研究内容和强相互作用有关，给我们简单讲一下四大相互作用吧。戴维·格罗斯：过去100年，人类已经认识到自然界中的四大相互作用力，其中就有大家熟悉的万有引力，也叫重力。宇宙中每一个带有能量或质量的粒子都会产生相关的引力，这就是我们所说的万有引力，是牛顿发现的普适力。万有引力是所有相互作用力中最弱的一个，这一点可能出乎很多人的意料，因为大家会觉得重力是最能直接感受到的相互作用力。重力是普遍的，它对一切都起作用，而且没有反引力。电磁场会对带电粒子（如电子或质子）产生作用，其强度要强得多，但每个带电粒子都有相反电荷的粒子存在。当它们组合在一起时，外部电磁场对其的作用会抵消。所以人们感受不到电磁力，大多数原子都是中性的。张朝阳：相比于高中物理或者大学物理对这几种相互作用的处理，量子场论会更加复杂。我们知道QED（量子电动力学）已经量子化了传统的电动力学。戴维·格罗斯：量子场论的历史很悠久，大概有100年的时间了。相比其他理论来说，量子电动力学的发展时间并不算很长。我们有经典理论，只是将其量子化了，不过会存在一些技术问题和概念问题，但非常成功。量子力学意义下，电和磁的力有点弱，对经典理论的修正通常是在百分比水平上，所以事实证明做这些计算并不难。张朝阳：1926年量子力学的理论体系就开始创建了，狄拉克、海森堡等人提出了量子力学的基本框架，到了20世纪50年代量子电动力学的理论发展更进了一步。戴维·格罗斯：花的时间应该更长些，中间发生了一场战争。张朝阳：所以我和观众也对渐进自由的发现感兴趣，你在尝试时想的是什么？你在考虑将量子场理论应用于强相互作用时，是源于直觉，还是大量计算？戴维·格罗斯：主要由实验驱动。强相互作用和核力非常令人困惑，当时我还是研究生，一点这方面的理论基础都没有。在量子电动力学方面非常成功的方法论并不适用于强相互作用，因为没有人知道经典理论是什么。张朝阳：是的，比如量子电动力学，你有一个经典的理论，但是对强相互作用，你就没有了。戴维·格罗斯：是的，除了实验，什么都没有。张朝阳：那么在当时我们所谓的“荷”的概念是否存在？电磁相互作用里有电荷，但是在强相互作用里，是不是就没有荷这种东西了？戴维·格罗斯：存在两种核力，如果你讲的是强核力的话，其实你看不到荷，因为荷本身在原子核当中，甚至在更小的结构当中被限制住，你只能见到粒子。因此20世纪50年代，或者更早一点，人们在研究宇宙射线的时候，发现了越来越多的粒子。当时完全不清楚哪些是基本成分，这些基本粒子你可以试图从中构建所有其他的复合物，就好像我们把原子分成原子核和电子一样。所以人们多年来一直研究质子和电子，因为这是人们唯一知道的。当我在伯克利读研究生时，伯克利拥有世界上最大的粒子加速器，这个加速器的能量大约要比现在的欧洲核子研究中心的大加速器弱1000倍。它们每周都会发现新的粒子，比如与质子和中子类似的粒子。它们本身是有放射性的，半衰期很短，是不稳定的粒子，除此之外和质子中子类似。当时的情况是混乱的，我们不知道该怎么办。事实上有很多人都认为量子场论可能对于这个情况并不能生效，我们可能需要一些更加激进的理论。真正打破僵局的是一项实验，它与1911年卢瑟福所做的，发现了原子的结构和原子核的存在的α粒子散射实验非常相似。在20世纪60年代末的量子力学中，斯坦福大学在SLAC 斯坦福国家加速器实验室进行了类似的实验，通过一个新的加速器，加速电子，然后我们让它去轰击质子，去看质子内部的结构是什么。这个研究得出了令人惊奇的发现，就像卢瑟福所做的实验一样，发现电子被原子核以某种概率分布向不同的方向散射出去的现象。什么原因让它散射？在质子中存在什么结构让电子散射？其中有哪些带电荷的成分？这些实验可以解释为质子是由点状粒子构成的，这些点状粒子在质子中是自由运动的，并且具有某些性质，这些性质可以被总结出来。我和同事在研究，使用不同的实验结果，尝试着找出质子内部的结构。我们可以从这些实验推断出质子看起来像是由夸克组成的。夸克是好多年前就已经推测出的粒子，它拥有三个不同的标签，必须非常轻，并且在短时间内、在短距离内自由移动，才能形成质子的微观结构。这是一个非常令人惊讶的发现，因为误差很大，数据本身可能不好，但我们非常重视这些数据。质子是由夸克组成的，但当时没有人看过夸克是什么样子，没有人相信夸克是真实存在的物质。这些夸克有自己的电磁学特性，但你永远都不能观测到夸克。原子是由带电荷的电子、原子核所构成的，如果你去撞击它的话，其中带电荷的电子会不断移动，但是对于质子和夸克，没有人探测过独立存在的夸克。张朝阳：所以当一个电子撞击了质子之后，它们会通过电磁力相互作用，是吗？戴维·格罗斯：是的，电子没有任何强作用力。所以你能够看到一些在质子内部的电荷，以及这样一些电荷是如何移动的。张朝阳：因此它需要有一些标记来观察电荷的移动。戴维·格罗斯：当时作为物理学家其实是一无所知的，只是看到了这样一些电子可能是撞击到了夸克，不断被散射，可能就会假设质子是由不停自由移动的粒子所构成的。张朝阳：所以这个实验的结果就是一些散射实验数据，是直觉告诉你有夸克的存在，并建立了一个模型，然后使用了量子场论进行计算吗，它们是如何产生的，你是如何发现的呢？戴维·格罗斯：我一直在与其他人合作，推导质子如果是由某种物质构成的。最容易计算的是假设这些物质是自由移动的，如果它们真的在自由移动，那计算就简单了。这是一个荒谬的假设，因为如果它真的在移动，就会飞散，夸克会飞出去。但是奇怪的是，基于不太合理的模型或假设做出了预测，而实验似乎验证了这些预测。所以作为一名物理学家，最大的乐趣就是你做出预测，尽管这个预测可能是基于某些不合理的假设，但大自然会告诉你答案。张朝阳：你有做什么调整吗？因为它们靠近时是自由的，但分开时会有一种线性势。你做过任何调整来适应这个吗？戴维·格罗斯：这个当时特别令人费解，接下来五年里，我一直在纠结这个问题。这太疯狂了，如果它们是自由移动的，你可以看到它们在短程里自由移动，肯定会在某一天分散出去。这很不可思议，我一直在寻找一些潜在的解释，到底是什么原因呢？这背后的机制到底是什么？我希望能够理解背后的力学机制。人们总结了描述强力的量子场论，它不像QED那样简单，QED是一个线性理论。这个理论是高度非线性的，任何强核力理论本质上都会涉及强量子效应，有各种可能性可以解释这一点，所以当时很多人都开始怀疑量子场论是否合适。这时就需要一个更激进理论来解释这一切——自然界中的力量，其强度取决于你所讨论的现象的尺度，这个概念当时正在被开发并应用，最直接的应用是物理学中另外一个完全不同的领域，凝聚态相变。最后，当我足够理解这一点时，就排除了你说的这种可能性。张朝阳：所以最初的意图并不是说它会起作用。戴维·格罗斯：因为任何人尝试过的任何方法都没有用。张朝阳：不管怎么样，还是去做吧，努力解决问题。戴维·格罗斯：在发现渐近自由之前，我采取了很多方法验证，还和不同的同事写了两篇论文。这两篇重要的论文都非常清楚地表明，如果你相信数据，任何量子场论都不可能解释数据。所以在科学中你必须意识到，当新事物通过实验被发现时，通常会有很大的误差。如今在我们现有的知识范围内，若要宣称发现了希格斯玻色子，必须满足“5σ”准则，这意味着这一发现纯属巧合的统计学概率仅为十亿分之一，这个要求相当苛刻。因此，大多数人会说，如果他们无法解释某件事，那么实验可能是错误的。所以我只是想证明，如果这些实验是他们声称的那样，那么它们就无法用量子场论来解释。我已经证明了这一切，除了杨-米尔斯理论。后来我与我的第一个研究生进行的最终计算发现了这一点（渐近自由）。在QED的例子中，如果你观察电子与其反粒子正电子之间的力，发现它们会相互吸引。有一个数字可以说明这种相互作用的强度。当它们相距很远时，这种强度被称为精细结构常数，一些人相信他们可以解释为什么是1/137，但这完全是胡说八道。无论如何，这个数字会随着尺度的不同而变化。当你把这些粒子，正电子，更紧密地结合在一起时，这个数字会越来越大。但是，在非阿贝尔规范场论，也就是杨-米尔斯理论情况中，类似的数字反而会变得越来越弱，越来越小。来源：搜狐官网张朝阳：你的意思指一个类似的量，相当于QED中的精细结构常数。戴维·格罗斯：是的，有一个数字可以描述当两个夸克（夸克和反夸克）越来越靠近时，核力有多强。令人惊讶的是，这种力量变得越来越弱，反直觉。张朝阳：所以你试图排除，然后你排除了其他的理论，最后在杨-米尔斯理论中发现了这一点。戴维·格罗斯：规范理论是杨振宁和米尔斯从电动力学推广到带有任意数量荷的理论。有非常漂亮的数学推广，直到20世纪60年代末它才成功应用于弱相互作用。我们发现这是唯一一种可以解释这一点的理论。当我们进行计算时，对结果感到非常惊讶。张朝阳：这很好。你找到了它，发现了这个特性，这非常好。戴维·格罗斯：但花了很长时间，我的同事尤金·维格纳（Eugene Wigner）是1963年诺贝尔物理学奖得主，也是一位非常著名的量子理论先驱，他认为我的发现太疯狂了。除非能看到这些粒子（夸克）自由存在在自然界中，否则不可能是基本理论。然而，夸克之所以不能出来，是因为在更大的距离上力会变得更强，这似乎是疯狂的，直到今天，我们还没有证明这是事实。但物理学家不像数学家，不需要证明事情，因为我们有一个更强的判断依据：自然。我们做预测，大自然很少说你是对的，而是经常说你是错的。在你做出的预测中，每当大自然说你没有错，就需要做出越来越精确的测量，你的预测也需要计算得更准确，然后与测量结果做对比。50年后的今天，我们可以以低于1%的误差计算质子、中子和所有这些粒子的质量。从宇宙学到时间起源张朝阳：再来聊聊宇宙学和黑洞，在黑洞附近发生了什么极端情况？戴维·格罗斯：更有意思的是，我们要看早一点的宇宙。当我们走向过去，宇宙现在的膨胀会倒退回去，收缩并变得越来越高能。从目前的物理理论来看，从经典理论、量子力学、弦理论的角度来看，任何事物都会崩溃，我们的理论也会崩溃。张朝阳：那么大爆炸理论仍然成立，对吗？戴维·格罗斯：大爆炸理论主要探讨的是我们观测到的宇宙在诞生极短时间后所发生的一系列事件。然而，更为直接的问题同样不容忽视。在标准模型的讨论中，希格斯部分是其重要组成部分。在过去十年里，我们对希格斯机制的最简单预测进行了测试，结果精确度极高。令人惊叹的是，该机制的实际运作效果出奇地好，然而，希格斯相互作用涉及多个方面，标准模型中最简单的预测仍包含我们尚未验证的现象，同时存在众多替代性理论和未解之谜。因此，这无疑成为我们下一步必须深入理解的关键目标。张朝阳：而且我们必须理解宇宙大爆炸奇点，以及在普朗克尺度上发生了什么，在宇宙诞生初期的时间段。戴维·格罗斯：当然，这很难获得任何直接的观测数据，但从某种意义上讲，这是终极问题。还有一个问题摆在我们面前，我们无需等待或寄希望于某位理论家会弄清楚，那就是暗物质。目前，我们通过天文学家的观测发现，宇宙中的大多数物质并不与标准模型粒子相互作用。我们不知道那是什么，没有直接看到过它，也没有在实验室里制造过它。20年前，我曾大胆预测暗物质会在十年内被发现，然而，时至今日，依然没有突破。张朝阳：你能再做出一次预测吗？暗物质何时会被发现？戴维·格罗斯：我对目前尚未发现感到非常惊讶，但大自然总是让我们惊叹，它就在那里。我们可以通过引力观察到它，任何形式的物质都具有引力效应，因此我们可以看到光被暗物质弯曲，我们可以绘制出整个宇宙的暗物质图，看到暗物质团块，可以直接观察到暗物质在整个宇宙中的分布结构。不过我们尚未弄清楚它究竟是什么，但这无疑是一个明确的目标。张朝阳：关于时间你有什么看法？我们说，时间是由宇宙大爆炸定义的，所以有个时空奇点，但在奇点之外，时间是没有定义的，对吧？戴维·格罗斯：时间是我们最神秘的概念，有不同的定义。你所指的是宇宙学时间，它与宇宙的膨胀有关，但还可以定义一个与宇宙中熵和无序有关的时间。它们是等价的，但我们并不清楚这是为何。然而，在实际生活中，时间要复杂得多，因为时间实际上是用时钟来测量的。爱因斯坦的广义相对论说，时空是一个动态的整体。在现代弦理论中，我们越来越相信空间和时间的基本概念在某种程度上是近似的，是描述宇宙的近似方式。仔细想想，你从未真正感受过时空，它不是某种具体的东西，空间和时间是我们每个人在婴儿时期创造的认识世界的模型。自从出生在这个混乱的世界，你就不断地想去理解它，所以小孩子在他们能做其他事情之前，就开始构建一个世界的模型，而空间和时间是这个模型的基本元素。在最近几个世纪里，我们从爱因斯坦的狭义相对论开始，多次革新了这个模型。在爱因斯坦的广义相对论中，空间和时间是动态的，时空流形可以被能量弯曲和振荡，而且“同时”的概念也不再是绝对的了。引力是空间和时间动力学的结果。量子引力对我们来说仍然很神秘，因为在量子的视角，空间和时间都在波动和涨落，在引力很强时，短距离上的时空涨落太大，我们不知道该如何处理。最后是弦理论，弦理论有很多关于对偶的例子，也就是同一个现象可以用多个描述方式来解释，其中一些描述根本不需要空间这一概念。从这个意义上说，空间的概念完全是涌现出来的。而时间更为复杂，我们目前还没有理论能把时空作为一个整体以涌现的形式描述出来。这意味着什么呢？我们需要基于一个框架来思考比如宇宙的起源这种概念性的难题，在这个框架中，时空只是一种近似描述，它可以帮我们在大的时空尺度上研究物理现象，但不能帮我们研究宇宙的起源。当我们把研究问题的范式限制在描述时空中的事件时，“时间的起源”这个问题本身就不太恰当了。我们过于炒作AI了学生A：我认为微观物理应在物理研究中占据前沿地位，但2024年的诺贝尔物理学奖和化学奖颁发给了对人工智能领域卓有贡献的科学家。所以想问格罗斯教授如何看待人工智能对未来物理研究的变革性影响？戴维·格罗斯：我不得不为2024年的诺贝尔奖辩护，很多人质疑，为何诺贝尔物理学奖会授予神经科学领域？实际上，这并非单纯的人工智能，更接近于神经科学。约翰·霍普菲尔德（John Hopfield）的工作属于神经科学，这一学科与人工智能不同，它运用科学方法研究人脑。约翰是我在普林斯顿多年的同事，他是一位广受尊敬的物理学家，在凝聚态物理学领域做出了诸多有趣的研究。约翰的兴趣极为广泛，他凭借自身才华涉猎了一些不被普遍视为物理学的科学领域，例如光合作用。他深入研究了光合作用及其他多个领域的量子过程，所以他肯定和物理学有着紧密的联系。在他职业生涯的某个阶段，我记得当时在普林斯顿，他对大脑的工作机制和神经科学产生了浓厚兴趣。我建议你查阅诺贝尔奖网站上的相关资料，那里有关于这一科学领域及其试图理解大脑工作原理的详尽讨论，内容从实验发现神经元、动作电位，到神经元的工作方式、激发机制及其连接方式等。令他震惊的是，神经元似乎构成了一个相互连接的随机集合，类似于某种模型或自旋模型（spin model），且这些连接实际上是非局部的。作为一名杰出的理论物理学家，他对自旋模型有着深刻理解，尤其是“自旋玻璃”的物理原理。他认为这样的系统可能为构建一个简单的记忆理论模型提供途径，神经元网络如何从随机系统中随机构建记忆，并通过训练使其具备总结功能，这可能成为解释大脑如何存储信息和产生记忆的模型。因此，他提出了著名的Hopfield模型，这是一个随机模型，经过详细分析，显著展示了利用终端神经元可以可靠存储记忆，且无需内置词典。这就是20世纪80年代初提出的Hopfield模型，当时人们对这一领域的理解有了显著提升。尤其是随机自旋模型，对试图利用不断发展的知识的物理学家产生了深远影响。自旋玻璃理论对这一大脑模型及其他相关研究产生了重要影响，霍普菲尔德在此领域做出了大量贡献。当然，另一位诺贝尔物理学奖得主杰弗里·辛顿（Geoffrey Hinton）也作出了巨大贡献。张朝阳：这是物理学家的神经学工作，而非人工智能。戴维·格罗斯：是的，这绝对不是人工智能，我认为人工智能并非科学，而是一种工具。我对物理学的定义是：物理学就是物理学家所做的事情。霍普菲尔德是一个绝佳的例子，他是一个伟大的物理学家，利用物理学、物理学文化、处理问题的方式和构建模型的方法来描述自然现象，无论它们在哪里。物理学已经实现了这一点，毕竟，如果用化学中的物理去除物体，剩下的只是原子物理。张朝阳：没错！戴维·格罗斯：所以这是诺贝尔基金会的一个很好的例子，实际上，他们做了多年来应该做的事情，只是扩展了物理学的视野。张朝阳：所以神经学和脑科学如果是物理学家研究的话就是物理学。戴维·格罗斯：我想这么说，物理学是物理学家们做的事情。在我曾执导并开始朝这一方向发展的研究所，即卡弗里理论物理研究所（KITP），有20%的项目涉及理论生物物理学，你可以在网上查证。张朝阳：你们的KITP中心。戴维·格罗斯：如果你浏览我们的网站，会发现大约20万到40万小时的精彩讲座，这里是一个进行真正科学研究的理想场所。但值得注意的是，生物系统本质上也是物理系统，一切归根结底都离不开物理学。张朝阳：大脑的相互作用是否涉及电磁机制？戴维·格罗斯：是的，物理学家可以运用400年物理学研究积累的经验和工具，探索任何有趣的事情，尤其是理论物理学家。因此，生命系统的物理学（即生物学）或大脑的物理学并不存在非物理学的内容。约翰·霍普菲尔德及其所获得的奖项就是很好的例证。杰弗里·辛顿及其后来在神经网络、大型语言模型、人工智能等领域的成就，都是基于对复杂系统行为的深刻洞察而发展起来的。学生B：请问格罗斯教授，未来五年内，人工智能是否将能够解决目前人类未能解决的数学难题？例如黎曼猜想（Riemann Hypothesis）？张朝阳：你的问题是人工智能能否解决物理方程吗？戴维·格罗斯：不，她问的是黎曼猜想，这是数学问题。我对人工智能印象不是特别深刻，我觉得这目前太过炒作了。我第一次接触ChatGPT时，我发现它连基本的计数都不会，如果你问它7和9哪个大，它给出的答案一半是7，一半是9。如果你问它葛底斯堡演讲的第五个词是什么，它根本不明白问题的意思。当然，现在它已经有所进步，但我不满意。这些大型语言模型已经学会了如何模仿人类，如果它们不知道答案，或者在数据库中找不到信息，它们会编造听起来合理的回答。人工智能不知道如何验证自己的答案，也不在乎真相，只想听起来好听，显然它们目前还缺乏真正的创造力。我从大型语言模型中看到的是，令人惊叹的不是人工智能有多么智能，而是我们大多数人能力的局限性。我们往往轻易接受那些听起来不错的事情，因此它能够取代很多听起来不错的人。我确实觉得这太过于炒作了。我无法想象它能解决黎曼猜想，或在任何我所了解的领域表现出色，这恰恰说明了逃避责任是多么容易。炒作是可以理解的，因为许多人渴望赚钱，而炒作的形式也多种多样。然而，值得注意的是，那些听起来诱人的说法是多么容易让人信服，人们往往轻易相信，在与这些机器进行对话时，能获得正确或有价值的信息。学生C：格罗斯教授，您几十年来致力于物理学研究的动力是什么？您可以回忆一下最初激发您对物理产生兴趣是什么？戴维·格罗斯：好奇心。我的学习生涯始于13岁时阅读科普读物。对理论物理学家而言，数学的重要性不言而喻，因此我从小就喜欢钻研数学和数学谜题。科普书籍让我着迷，因为理论物理学运用同样的数学技巧来解答自然界而非人类提出的谜题，这更加有趣。我很早就立志成为一名理论物理学家，尽管当时并不清楚这意味着什么。支撑我不断前行的是努力工作的信念，但更重要的还是好奇心和对新事物探索的渴望。我坚信，你必须享受你所从事的工作，我热爱这份工作，没有什么比产生想法、付诸实践和进行计算更令我愉悦的了。因此，我认为做自己真正热爱的事至关重要。享受你所做的事并保持好奇心。这不仅是为了享受过程，更是对世界的运作充满好奇，从而获得他人积累的知识。新闻热线&投稿邮箱：tougao@iceo.com.cn。END 。值班编辑：郭立琦 审校：姜辰雨 制作：王仪琪关注“中国企业家”视频号看更多大佬观点和幕后故事清华教授张亚勤邀您一起读《中国企业家》↓↓↓扫描下方二维码，订阅2025全年杂志[ 推荐阅读 ] 文章原文