從牛頓發(fā)明微積分，到愛因斯坦提出相對論，物理研究逐漸從“實驗-理論”轉(zhuǎn)為“理論-實驗”，數(shù)學(xué)也在研究中發(fā)揮著越來越重要的作用，甚至弦理論完全就是在數(shù)學(xué)中發(fā)展起來的。數(shù)學(xué)推動著理論物理大踏步前進(jìn)，然而我們很少聽說物理對數(shù)學(xué)做出了什么貢獻(xiàn)，不過最近，三位物理學(xué)家卻在物理研究中，意外發(fā)現(xiàn)了一個簡單的數(shù)學(xué)方程式，或?qū)⒋蜷_通往未知世界的大門。

這三位物理學(xué)家是美國費米國家加速器實驗室的斯蒂芬·帕克，芝加哥大學(xué)的張西寧和布魯克海文國家實驗室的彼得·丹頓，他們從事著中微子的研究，需要計算中微子振蕩的概率。中微子存在三種不同的“味”，即電中微子（νe）、μ中微子（νμ）以及τ中微子（ντ），在傳播過程中，中微子會在這3種味間不斷變化，就像一位漂亮的姑娘穿著魔法衣服向你飛奔而來，一會兒紅色，一會兒黃色，一會兒藍(lán)色，讓你眼花繚亂。好吧，這個比喻可能有點不太恰當(dāng)，應(yīng)該說你看見一位漂亮的姑娘向你飛奔而來，但跑來的過程中，你卻發(fā)現(xiàn)她在3個不同的姑娘間不斷變化，一會兒是電薇薇，一會兒是繆薇薇，還有一會兒陶薇薇，不怎么好形容，粒子的世界確實不好理解。總之，這就是中微子振蕩。

科學(xué)家們用一個非常復(fù)雜的三階矩陣來描述這些姑娘間幽靈般的變換，以測算她（們）撲到你懷抱時，究竟是電薇薇、繆薇薇還是陶薇薇，這就叫根據(jù)特征值求解特征向量。以前的辦法是先求解特征多項式，找到特征值，再得出特征向量，非常復(fù)雜。三位物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，三位姑娘（特征向量）之所以不斷變換，是因為她在奔跑的過程中喜歡跳舞，一會兒旋轉(zhuǎn)，一會兒跳躍，一會兒匍匐，不同的狀態(tài)（味）看起來就像是三個不同的姑娘。三位物理學(xué)家想，哎，也許不用管她蹦蹦跳跳的，只要知道她剛開始的特征值，就可以知道她是什么“味”了。于是他們刪除了原始矩陣的行和列，創(chuàng)建了一個小矩陣，再和原始矩陣組合起來，結(jié)果只用一個方程式，就獲得了特征向量。

由于在任何論文中都沒有這個方程式，他們認(rèn)為可能發(fā)現(xiàn)了新的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)事實，但又不敢相信，于是不顧菲爾茲獎獲得者、天才數(shù)學(xué)家、加州大學(xué)洛杉磯分校教授陶哲軒主頁上不歡迎隨便打擾的警告，給他發(fā)送了一封電子郵件，稱偶然發(fā)現(xiàn)了一個方程式，如果它是正確的，將會在線性代數(shù)中一些最基本和最重要的對象之間建立出乎意料的聯(lián)系。

陶哲軒剛開始不相信是真的，因為這個方程式太短、太簡單、太好了，如果是真的，早就應(yīng)該存在于教科書中了。但仔細(xì)審視后，他發(fā)現(xiàn)這個方程式意義巨大，因為小矩陣的特征值編碼了隱藏的信息，以后不需要知道矩陣中的任何元素，就可計算出任何東西了。10天后，陶哲軒和三位物理學(xué)家一起發(fā)表了一篇論文，公布了這一新的方程式。俄亥俄州立大學(xué)的粒子物理學(xué)家約翰·比科姆稱，這個方程式具有廣泛的應(yīng)用，誰知道它將打開怎樣的一扇門。

當(dāng)然，可以肯定的是，這個方程式可以大大簡化并精確計算中微子的振蕩概率，或許會對科學(xué)家們尋找宇宙大爆炸后反物質(zhì)究竟去哪兒了有所幫助。因為中微子和反中微子之間的差異，可能是導(dǎo)致宇宙大爆炸后物質(zhì)多于反物質(zhì)的主要原因，是我們這個宇宙，包括我們之所以存在的根本。