理论研究的花车效应
（《新发现》专栏，勿转。小庄同学对本文亦有贡献）
电视剧《北京人在纽约》中有句著名的台词：“如果你爱一个人，就送他去纽约，因为那里是天堂；如果你恨一个人，就送他去纽约，因为那里是地狱。”这句话可以理解为：一个人如果在那里获得成功，那么纽约就是天堂，如果失败，纽约就是地狱。纽约许诺给所有人以同等的机会，但并不兑现给他们同等的成功。
其实就做学问来说，美国是广义的纽约，它给你机会。虽然这些机会并不像我们想象的那样充满玫瑰色，但毕竟是存在的。只不过由此要承受的巨大压力，也可以将一个人毁灭。这里我谈一个问题，足以说明现实不容乐观的一面。在美国，年轻人从做研究生开始，就要面对“发表或者灭亡”（publish or perish）。发表不仅仅是简单的发表，你选择研究的课题必须是第一流研究单位里第一流学者所引导的，否则发表得再多，面对的还可能是“发表也得灭亡”（publish and perish）。如此一来，研究的跟风效应在美国就变得特别明显，而跟风就得找个风头上的人作为标杆。英语中有个说法是“bandwagon effect”，我翻译成“花车乐队效应”——在花车乐队中，那个领头的吹鼓手，往往是个著名的人，是潮流制造者。毫无疑问，美国科研领域不乏这种浩浩荡荡的花车。
作为在美国混过的人，我深受压力所害，当时没少写过垃圾文章，有的文章现在简直羞于再看。离开美国后，这种压力大大减少了，才开始在中国做一些自己真正感兴趣的研究，有时这些研究被同行忽略，有时也得到一些关注。得到关注的多少并不重要，重要的是我觉得在做自己真正喜欢的研究，而不是迫于压力跟风。
但好景不长，中国这块自由研究的乐土开始被“西风东渐”，有些领域慢慢美国化了，甚至和美国相比有过之而无不及。这种风气的愈演愈盛和近十年来中国各个单位以及评价系统过度强调SCI论文以及引用数有关。为什么我这么说？其实很简单，当某个领域的某个具体问题或某个单篇研究论文形成花车乐队效应时，跟风写一篇论文是相对容易的，这样的文章也不难发表。更加不健康的是，一些理论研究领域形成一种风气（包括整个国际同行领域），任何一篇新文章总要引用花车乐队中的所有文章。因为如果作为作者的你不这么做，后果可能有两个：一是大多数跟上花车乐队的作者会写电子邮件给你，要求你引用他们的论文；二是如果你坚持不引用，那么后续的花车乐队作者们也不引你的文章。这就造成了有趣的现象，不论论文本身的质量甚至内容的正确与否，任何一篇论文都会有很多的引用频次。
举一个例子，两年多前哈佛某著名教授写了一篇论文，这篇论文有一定新意，但可以看出并不是那种属于带来新概念或者有重大潜在前途的文章，但该论文很快得到跟风研究，在不到半年的时间内被引用了60余次。更为有趣的是，所有最早跟上的40篇文章都被引用了50次以上。所以，你很难根据被引用的次数来判断这些文章的优劣。只有那些不错的文章被引了一百次以上。最早跟风的50篇文章之后，其他跟风文章被引用的次数开始低于50次，而且衰减得厉害。而最近这个方向的25篇文章，不是没有被引就是引用次数只有一两次。这位哈佛著名教授在被问起这件事的时候，自嘲地说，他的文章广泛被引用的原因是文章题目起得好。
仅仅三个月前，花车乐队效应在我研究的领域再次出现。这回，一些人发现加州伯克利大学的Horava教授今年一月份写的一篇论文很有意思，于是开始将他的想法用到宇宙学以及其他方面，很快，花车乐队应运而生了。效应最明显的时候，每天有一篇或数篇文章出现。我的学生注意到这个情况，跟我说他想在这方面做点研究。我很快嗅出其中味道，并且在博客上写了两篇博文谈这件事。写博文的主要原因在于想指出，这次和上次一样，是亚洲人特别是中国人加剧了花车乐队的效应。
当然，博文几乎完全没有效果，跟风还是在如火如荼地进行，我于是决定和另一位学生站出来批评一下这个方向。很快，我们找出了Horava工作的漏洞，写了一篇论文。巧合的是，我们的论文在网上出现前一天，另一组人找到这个方向的另一个漏洞。两篇论文双管齐下，的确给这个花车乐队狠狠浇了两盆冷水，于是效应被抑制，最近一个月来，这个方向上的论文已经不多见了。我知道，即使我们不写那篇批评论文，迟早会有别人来写，但是如果晚写一段时间后果将是什么呢？可以想象，会有更多的垃圾论文被制造出来。
2009年7月5日 16:37:02
李老师： 原初黑洞是怎么产生的？ 能不能推荐几篇相关的文章？ 谢谢。
2009年7月5日 17:40:38
zy：
LL的书只是经典场论。
晨：
我不了解这个方向。
2009年7月5日 18:04:50
李老师，您提过的的有M2膜将M5膜展开，来解释7维AdS的熵的方法，存在不能构造其作用量的困难，请您指点一下如何了解学习这方面的知识。
2009年7月5日 18:17:15
杨波：
M5的熵很早以前被Klebanov讨论过，M5理论可查Schwarz等人的文章。
2009年7月5日 18:30:46
李老师，谢谢您的帮助。
2009年7月6日 8:11:22
xiangwudc ，超弦理论本来就是一辆花车，浇上一两盆冷水，解决不了大问题，要放一把大火，或者像上海倒塌的房子，连根拔起，才有人清醒。
2009年7月8日 9:55:16
狭义相对论四大假设两个半得不到实际测量的支持
摘 要：在狭义相对论中，先于洛仑兹变换确定惯性系的坐标关系和时间关系框架的，乃是狭义相对论从相对性原理和光速不变假设出发推导洛仑兹变换过程中给出的惯性系坐标关系假设和惯性系时间关系假设。从逻辑上讲，相对性原理、光速不变假设、惯性系坐标关系假设和惯性系时间关系假设具有平等的地位，它们共同构成狭义相对论四大假设。
关键词：光速不变假设，惯性系坐标关系假设，惯性系时间关系假设，洛仑兹变换
一、狭义相对论的四大假设
洛仑兹变换（包括洛仑兹正变换和逆变换）是狭义相对论的重要内容，其数学形式如下
X=γ(x–ut)，Y=y，Z=z，T=γ(t–ux∕c2 )…………………………（1）
x=γ(X+uT)，y=Y，z=Z，t=γ(T+uX∕c2)…………………………（2）
γ=
设有相对做匀速直线运动的两个参照系r、R系，如图一所示；r系由直角坐标系oxyz，以及在原点o处持时钟和量尺的观测者组成；R系由直角坐标系OXYZ，以及在原点O处持时钟和量尺的观测者组成；两个直角坐标系的x、X轴重合，y、Y轴和z、Z轴均平行，R系沿r系x轴正向以u速度匀速运动。
按照狭义相对论的本意，在图一所示情况，洛仑兹变换中的（x、y、z、t）和（X、Y、Z、T）分别为r、R系观测者使用自己所持时钟和量尺独立测定的同一事件的坐标和时间。洛仑兹变换是r、R系观测者使用自己所持时钟和量尺独立测定的同一事件的坐标之关系和时间之关系。在以往，狭义相对论一直声称洛仑兹变换来源于如下所述相对性原理和光速不变假设这两个基本假设。
1、相对性原理：惯性系的物理规律具有相同的数学形式。
2、光速不变假设：真空中的光在任意惯性系的速度都是常数c=299792458m/s，与光源和观测者的运动无关。光速不变假设在r、R系得数学形式如下：
在图一所示情况，设r、R系原点o、O重合，且r、R系观测者所持时钟的时间值t=T=0时，在r系原点o处有一静止点光源发出了一个球面光波。此后，根据光速不变假设，r系观测者使用自己所持时钟和量尺相对r系测得的光波面如图一所示，该光波面是一个一直以r系原点o为球心，一直以光速c膨胀扩大的球面，其数学形式为
x2+y2+z2=c2t2…………………（3）
同样根据光速不变假设，R系观测者使用自己所持时钟和量尺相对R系测得的光波面如图一所示，该光波面是一个一直以R系原点O为球心，一直以光速c膨胀扩大的球面，数学形式为
X2+Y2+Z2=c2T2…………………（4）
（３）、（４）式为光速不变假设在r、R系得数学形式。显而易见，由于（３）、（４）式分别为r、R系观测者的独立测量结果，因此，从（３）、（４）式根本看不出反映r、R系的坐标关系和时间关系的洛仑兹变换的影子。
实际上，在狭义相对论中，先于洛仑兹变换确定r、R系的坐标关系和时间关系框架的，乃是狭义相对论从相对性原理和光速不变假设出发推导洛伦兹变换过程中给出的惯性系坐标关系假设和惯性系时间关系假设。
3、惯性系坐标关系假设[1]：在图一所示情况，同一事件在r、R系的坐标关系可假设为
X=a11x + a12ct，Y=y,Z=z…………………（５）
4、惯性系时间关系假设[2]：在图一所示情况，同一事件在r、R系的时间关系可假设为
cT=a21x + a22ct ………………………………（６）
从逻辑上讲，相对性原理、光速不变假设、惯性系坐标关系假设和惯性系时间关系假设具有平等的地位，它们共同构成狭义相对论的四大假设。实际上，正是基于（3）、（4）、（5）、（6）式，狭义相对论推导出了洛仑兹变换（１）、（２）式。
二、实际测量与假设测量
在实际测量中，要测量一个人在房子中的位置，必须有一把测量长度值的量尺。要测量这个人在房子里待了多长时间，必须有一个测量时间值的时钟。要测量这个人在房子里的行走速度，同样需要测量长度值的量尺和测量时间值的时钟。
如果有两个观测者各自持时钟和量尺测量同一个被测物体的位置、时间和速度，那么在比较两个观测者的测量结果前，必须先知道两个观测者的量尺长度关系和时钟时间关系，而后进行的比较才有意义。假设两个观测者的量尺长度关系和时钟时间关系分别如下：（1）两个量尺的1米始终等长，即两个量尺为等长尺；两个时钟的1秒始终等长，即两个时钟为同步钟；（2）一个量尺的1米与另一个量尺的1.1米等长，即两个量尺为非等长尺；一个时钟的1秒与另一个时钟的1.2秒等长，即两个时钟为非同步钟。显然在情况（１）和情况（２），两个观测者的测量结果之关系是互不相同的。在两个观测者相对匀速运动——分别处于两个惯性系时，情况也是如此。
本文所说的实际测量具有如下特征：首先有具体的测量工具，其次有具体的测量过程，更重要的是，实际测量给出的各种测量数据均受限于具体的测量工具和具体的测量过程，不能任意取值。相对而言，某些理论研究中的所谓测量，一没有具体的测量工具，二没有具体的测量过程，所谓的测量数据也完全来自任意假设，不受实际测量的限制，这样的所谓测量只能称之为假设测量。
三、狭义相对论时空观四大假设与实际测量的关系
1、相对性原理与实际测量的关系：相对性原理来源于对实验现象和物理规律的归纳总结。大量的实际测量表明，物理规律的数学形式在惯性系的确“相同”，但这个“相同”并不是“完全相同”[3]。
2、光速不变假设与实际测量的关系[3]：对于r、R系原点o、O重合，且r、R系观测者所持时钟的时间值t=T=0时，r系原点o处静止点光源发出的球面光波，光速不变假设方程（３）要求r系观测者的测量结果如下：如图一所示，球面光波一直以点光源为球心，相对点光源一直以光速c膨胀扩大。可以说，这就是一个测量事实。计量学约定“真空中的光在1/299792458秒内经过的距离为一米”，就是基于该测量事实给出的。这也就是说，在r系，也就是观测者相对光源静止的情况，光速不变假设及其数学形式都能得到实际测量的支持。对那个由r系原点o处静止点光源发出，r系观测者测定一直以r系原点o（点光源）为球心，相对r系一直以光速c膨胀扩大的球面光波，光速不变假设方程（4）要求R系观测者测量结果如下：如图一所示，球面光波一直以R系原点O为球心，相对R系一直以光速c膨胀扩大。试问：R系观测者怎样进行独立的测量活动才能得到上述结果？可以说，在R系，光速不变假设的上述要求是无论如何都无法得到实际测量支持的。这也就是说，在R系，也就是观测者相对光源运动的情况，光速不变假设及其数学形式都得不到实际测量的支持。
由于光速不变假设及其数学形式在观测者相对光源静止的情况能得到实际测量的支持；在观测者相对光源运动的情况得不到实际测量的支持；因此，光速不变假设乃是一半写真一半虚构的“双面怪物”。
3、惯性系坐标关系假设与实际测量的关系：在图一所示情况，设有一物理事件，狭义相对论假设r、R系观测者测得的同一事件在r、R系的坐标关系为X=a11x + a12ct，Y=y,Z=z。试问，r、R系观测者使用什么样的量尺，r、R系的量尺具有何种长度关系，r、R系观测者如何测量才能获得上述关系？ 100多年来，狭义相对论从未给出实际测量方案，连理论上的假设测量都没有。可以说，狭义相对论的惯性系坐标关系假设无论如何都无法得到实际测量的支持。
4、惯性系时间关系假设与实际测量的关系：在图一所示情况，设有一物理事件，狭义相对论假设r、R系观测者测得的同一事件在r、R系的时间关系为cT=a21x + a22ct。试问，r、R系观测者使用什么样的时钟，r、R系的时钟具有何种时间关系，r、R系观测者如何测量才能获得上述关系？同样，100多年来，狭义相对论从未给出实际测量方案，连理论上的假设测量都没有。可以说，狭义相对论的惯性系时间关系假设无论如何都无法得到实际测量的支持。
综上所述，作为狭义相对论的四大假设，相对性原理、光速不变假设、惯性系坐标关系假设和惯性系时间关系假设的两个半都是得不到实际测量支持的纯粹假设。可以说，也正是因为如此，作为狭义相对论四大假设一级推论的洛仑兹变换，以及二级推论的同时的相对性、动钟变慢、动尺变短和速度变换等，也都是很难得到实际测量支持的纯粹假设[4]。从逻辑关系上讲，作为四大假设的一级推论和二级推论，把它们叫作洛仑兹变换假设、同时的相对性假设、动钟变慢假设、动尺变短假设和速度变换假设倒是更恰当些。
参考文献：
[1]郭硕鸿，《电动力学》，北京，高等教育出版社，1979年2月，p218
[2]郭硕鸿，《电动力学》，北京，高等教育出版社，1979年2月，p218
2009年7月8日 12:27:06
切磋李淼 :
没有人要科学何用?
2009年7月8日 12:34:37
李老师:
Horava理论刚出来的时候,我们就应该强烈的感觉到这个理论的末路,更何况后来跟着出那么多文章的结果了,还有一段艰难的路要走啊
我想,我们还没有找到与我们宇宙同构的数学结构
2009年7月8日 16:15:14
今天好像 arXiv 出了大故障，恢复到了 30 Oct 2008 的记录。不知大家有没有同样问题？还是我的电脑出了问题？
2009年7月8日 16:33:32
Blue：
的确。
镜像没问题。
2009年7月8日 16:51:34
我试了一下 xxx.itp.ac.cn 的镜像和 aps.arxiv.org 的镜像，似乎 new 和 recent 都有问题，回到了 30 Oct 2008，但在镜像可以看到 2009 年的文档其实，只需要输入预印号能找到。但在 arXiv 主站，输入预印号也不行。总之主站是彻底回到了 30 Oct 2008 真郁闷啊。难道是为了纪念 MJ 的葬礼？美国人不会这么狂热吧？
2009年7月9日 18:58:46
李淼老师，你好
《理论研究的花车效应》是我到目前为止看到的关于科研情况最深入、最精辟的描述。我经过研究发现，美国的理论物理研究水平一直达不到爱因斯坦1933年离开德国以前的欧洲水平，就我浅见，真正在美国本土达到的理论物理最高水平，应该是吉布斯、杨振宁李政道、费曼、BCS超导理论，这些理论都没有一个能够达到公理化的程度。
与1933年以前欧洲四个物理大的发展阶段相比，美国要差得很远，这四个阶段是：伽利略时代开始出现民间科学院形式、牛顿时代为科学大发展奠基、麦克斯韦时代完善电磁学和热力学、爱因斯坦时代相对论和量子力学的大发展。你这篇文章可能为我的观点提供了具体证据，就这一点，李淼老师，你值得我尊敬！
黄鹏辉 http://blog.ifeng.com/1292308.html
2009年7月9日 19:08:49
补充一点，美国的实验和科技发明研究水平之高，高到象亨利、爱迪生等人一再错失物理重大发现，而理论研究的吉布斯最初要靠自己家里的财产维持在学校的教师职位，学校竟然不肯发他薪水。
黄鹏辉 http://blog.ifeng.com/1292308.html
2009年7月11日 9:23:17
第一个站出来点破物理学理论研究花车效应的李淼，犹如“皇帝的新装”中指出皇帝光屁股的那个诚实而智慧的孩子——必定名垂千古。
若干年后人们将会看到，浩浩荡荡的百年相对论大军，其中竟有七成人马也是“李淼花车”，甚至更多。
如果李淼现在顺手推舟，见义勇为，给即将终结的相对论花车也狠狠浇上两盆冷水，可以想象，李淼在科学史上一定能占有更伟大的位置。
李淼只是在他所处的时代不经意地泼了两盆冷水，就成了青史留名、功德无量的英雄，这一定会让那些绞尽脑汁追逐纽约天堂最终难免肥皂泡破灭的花车党们百思难得其解……
2009年7月12日 0:47:40
怎么这么多反对相对论的人。
2009年7月15日 19:20:30
我参加了人大和物理所举办的暑期学校
期待下周李老师的讲座
想请教一下老师，像我这样连初出茅庐都不算的学生，面对一个新的课题时，并不具备洞察出问题优劣的能力，跟风在某种程度上算不算是一种浮躁心态的表现，同时也是一种无奈？也许有时候我们是无意沦为花车党的。
您的学生可以及时被指正是一种幸运，导师的作用勿庸置疑。但在更多的时候，我们是需要靠自己来决定的，可是，我觉得我缺少坚定科学的哲学观。李老师对此有没有什么好的建议？
2009年7月16日 0:59:08
郭倓：
初出茅庐的人跟风完全可以。
做了一段时间的学生，特别是博士后，应该经常告诫自己要做原创工作。
2009年7月18日 14:16:23
以前看《比光速还快：爱因斯坦错了？》里Joao Magueijo也说过类似的情况：
“……这和我从上剑桥以来所习惯的英式自由参加作风，可谓大相径庭。我和阿斯本的每个人都处得很好，所以我不觉得人们是因为个人因素而排斥我，他们只是在做自己觉得必须做的事。……
“当然，虽然气氛可能不讨人喜欢，却还是很成功的。客观上，它反映出美国宇宙学竞争激烈、无情。在任何时候，大多数积极的宇宙学家都在研究以暴胀理论为基础的相同问题，或是被视为当季流行的任何题目，他们会发现自己处在拥挤及割喉的环境。这种集体式的好处是当热门主题恰好是根本重要的事情时（不过你不可能确定），将可获得整个学术界来研究它，所以从统计上来说，这套系统必须成功。它导致如此庞大的输出，势必含有一些真正有品质的研究。但是同时，很难嗅出有趣或自由的感觉。……”
欧洲应该轻松得多吧
2009年8月12日 19:57:43
嘿嘿,本来俺准备跟一把horava的风来者,后来发现是垃圾,及时退出来了,庆幸ing……