8月25日，搜狐視頻關注流《張朝陽的物理課》「基礎科學大會系列對談」迎來收官。搜狐創始人、董事局主席兼首席執行官、物理學博士張朝陽，與麻省理工學院塞西爾與艾達·格林物理學講席教授文小剛展開三小時深度交流，圍繞「物理學的下一次革命：極小、極大，還是極複雜？」主題，探討從量子糾纏到宏觀世界湧現背後的物理圖景。
兩人從各自的跨界經歷談起，循着拓撲物態理論的發展脈絡，一步步揭開分數量子霍爾效應、量子比特海洋背後全新的演生世界觀，也對科研方法論、AI的能力邊界與基礎科普的價值展開思辨，為這場貫穿微觀、介觀與宇觀尺度的系列科學對話落下收官之筆。
本場對話是今年《張朝陽的物理課》「基礎科學大會系列對談」的收官之作。8月12日，張朝陽已與賓夕法尼亞大學軟物質與生命物質研究中心主任劉若微教授拆解沙堆、泡沫等經典無序系統的湧現規律，8月18日則與牛津大學榮休教授蘇比爾·薩卡爾教授探討宇宙學標準模型的爭議與邊界。
從高能到凝聚態：科學新發現通常出現在領域交界處
文小剛早年師從弦理論大師威騰接受高能物理訓練，後來轉入凝聚態物理研究。他回憶，這兩個領域雖然都研究物理，卻像在使用兩套不同的語言：高能物理受相對論影響，往往把時間和空間放在一起討論；凝聚態物理則通常把時間單獨處理，更關注物質在空間中的組織方式。
張朝陽形容，這很像一個原本「舞大刀」的人，轉到另一個領域卻要改用「長矛」。如果學不會新領域的語言，很容易在兩邊都不被認可。
儘管兩種物理語言不能混用，但正是這種雙重視角，讓文小剛看凝聚態的問題時總能找到與衆不同的切入點。他早期許多重要工作正得益於這種差異。「科學的新增長點往往不在一個領域的中心，而在不同領域的交界處，那裏最容易產生新東西。」
張朝陽則把這比作生物學中的「雜交優勢」，多種基因疊加反而產生更強的生命力，很多時候學科交叉恰恰是創新的重要來源。
拓撲序與範疇學：凝聚態物理的新基石
物質為何擁有不同形態？張朝陽以生活中常見的水結冰為例展開提問。文小剛解釋，液態水在連續的平移下保持不變，而結冰後水分子形成晶格，僅在特定平移距離下才保持不變，因此水和冰的對稱性不同。這種基於對稱性的分析，正是描述不同物質狀態的傳統範式。
就在傳統理論盛行之時，文小剛於1989年提出了「拓撲序」概念。這是一種無法用對稱性來刻畫的全新物態，它們的對稱性相同，但是最低能量狀態卻不一樣，而且不易被局部雜質破壞。如果將局部雜質看成一種形變，那麼這種物態的形變不敏感特性正是數學上「拓撲」的本義。相關研究為理解凝聚態系統中的新奇現象提供了新框架，也為文小剛贏得了理論物理學界最高榮譽——狄拉克獎章。
正因為拓撲序的新特性，描述物質對稱性的數學工具已經不夠用，而範疇學作為一門更看重事物之間的關聯、組織結構的數學理論，恰好可以用於對拓撲序進行分類。文小剛坦言，範疇學確實令人「犯愁」，連數學家都很少鑽研，但他仍從這門學科中獲益良多，並懊惱自己常常被舊思路拖累。他鼓勵年輕學生直接從範疇學入手，從最前沿的「關係」的視角理解世界。
張朝陽補充，範疇學應當獲得更多普及。他認為，新的物理革命往往伴隨新數學工具登場，範疇學作為描述多體糾纏的重要新數學框架，值得被更多物理研究者重視與了解。
光從哪裏來：答案或藏在「量子比特的海洋」
在拓撲序與長程糾纏領域深耕多年後，文小剛提出了一個頗具顛覆性的猜想：我們日常接觸的光，本質上或許也是量子糾纏的一種宏觀表現。
這一猜想並非憑空而來。他在研究一類名為自旋液體的新型量子物質時發現，其中自旋波的傳播規律，恰好與描述電磁波的麥克斯韋方程完全吻合。後續他與合作者進一步證實，這種奇特現象源自一種特殊的量子糾纏結構，並將其命名為弦網凝聚。
弦網凝聚可以用一幅直觀的畫面來理解：把真空想象成一片由量子比特構成的 「海洋」，其中的量子比特可以連接成一條條閉合的弦；這些弦不斷運動、漲落，就形成了動態的 「弦液體」。弦的密度分佈對應着我們熟悉的電場：沿着弦的方向，弦的密度保持恒定，只有垂直於弦的方向纔會出現密度起伏，這恰好與電場的特性相契合。而弦的端點，就對應着電荷——弦一旦斷開，斷點處就會出現電荷。這樣一來，傳遞相互作用的電磁場和構成物質的電荷，就從同一種量子糾纏結構中自然衍生了出來。
「傳統的大統一理論，只能把三種基本作用力納入同一框架，卻無法包含構成物質的費米子。而弦網凝聚與量子比特海洋的圖景，把力和物質都統一了起來。」 文小剛說。不過這套理論目前還無法解釋引力。文小剛曾嘗試將 「弦」 拓展為 「膜」，用 「膜液體」 的模型推導愛因斯坦的引力方程，但兩者的數學結構並不匹配，這一方向暫時沒有取得突破。
如何揭開世界的奧祕：在量子糾纏中尋找本質
從弦網凝聚出發，文小剛提出了一種全新的世界觀。他把它概括為三個關鍵詞：極小、極大、極複雜。
極小的構建非常簡單，就是量子比特，只有0和1，沒有其他內部結構。極大的世界卻極其複雜，有麥克斯韋方程、狄拉克方程、各種各樣的物質態。連接兩者的中間環節就是「極複雜」，在物理上叫作量子糾纏。糾纏是一種組織結構，它把最簡單的量子比特和我們看到的豐富世界連接起來。
「更重要的不是世界的基本構建是什麼，而是它的組織結構。」文小剛說，這是一種「演生世界觀」。知道基本構建是量子比特還不夠，真正決定世界面貌的是量子比特之間的糾纏結構。
在這套全新的宇宙觀裏，世界的基本單元是什麼並沒有那麼重要，真正決定萬物面貌的，是量子比特之間的糾纏結構。張朝陽認為，從亞里士多德到蘇格拉底，人類總以為找到最小的組成單元就能解開世界的奧祕，但實際上，單元之間的關聯與組織結構，纔是更本質的東西。這也是凝聚態物理的研究思路，與傳統還原論最大的不同。
「猜想」「閒逛」與AI：理論物理的方法論之辯
整場對話中，文小剛反覆強調一種獨特的物理研究方法：大膽猜想。
「我經常有很多猜想，猜這個猜那個，但是我要有判斷，哪個猜是對的，哪個猜是不對的。一旦覺得這個猜想是對的話，我馬上接受它。」文小剛表示，數學家追求嚴格性，但物理學家只要相信一個猜想是對的，就以它為基礎繼續往前走。
文小剛把這種方法比作「構建大廈」：先把整個大廈的結構猜出來，那些螺絲釘、螺帽的嚴格細節留給後人慢慢做，這種方式與數學家一步步嚴格證明的路徑形成了有趣的對照。
張朝陽也推崇這種「信馬由繮」的學習方式，「我就了解一些基本的道理就開始自己推導」。他認為這是最好的學習方式，也是效率最高的方式。
關於AI在理論物理研究中的作用，文小剛認為AI的幫助主要體現在計算和驗證方面。以前很多做不了的積分計算現在可以交給AI，大大加快了驗證猜想的速度，猜得也更快了。但產生新的定義、新的概念，AI目前還做不到。他表示，一旦結構和定義都清楚了，剩下的邏輯推理部分也許可以交給AI。但在定義產生之前，那個模糊的、不確定的創造階段，仍然只能靠人腦。
張朝陽用一個比喻總結：AI像一匹馬，人是騎手，指出方向後馬可以跑得很快。這個判斷與他此前和薩卡爾對話時的觀點一脈相承，AI 可以成為強大的工具，但真正的概念突破仍然要靠人。
懂科學才能做好科普：一線科研人員應承擔科普義務
互動環節中，來自清華大學、南京大學、中國科學院等高校的青年學者和學生踊躍提問，涉及拓撲量子計算前景、高能物理與凝聚態物理的場論對應、新物質態的實驗尋找、量子引力的路徑等多個話題。現場還有搜狐視頻播主@餘穎-凝聚態物理教授、@張春峯物理教授、@phyzc（中國石油大學教授）、@高慶一（人工智能學者）一起探討科研與科普的意義。在他們看來，搜狐視頻關注流恰如「微光匯聚」，這裏聚集了物理、數學、AI等多領域專家學者，積澱形成「科普燎原」之勢，讓不同學科在此跨界碰撞。
從個人科研教學到公衆科普，文小剛與張朝陽也分享了自己的看法。文小剛坦言，科普比做研究還難，科普必須犧牲嚴格性，但犧牲嚴格性之後很容易變成胡謅，只有一線科研人員才能把握那個度，在不講數學細節的情況下把精神和方向講對。他呼籲一線科學家承擔起科普的義務，因為把自己的研究精煉、抽象、簡練地講出來，對研究者本身也是一種鍛鍊，甚至可能在重新梳理的過程中產生新的想法。
此外，文小剛認為做科普本身對研究者也有反哺，他建議科學家嘗試「不用數學公式畫一個卡通」來抽象概念，因為畫卡通可以逼你抽象，把概念的精髓講出來。張朝陽補充道，讓懂的一線科研人員來做科普。「科普搞各種比喻，就是似是而非了。」
這場對話的意義也印證了張朝陽所言，「用大衆媒體傳播最高深的科學，用科普的方式來傳播最嚴謹的知識。」