熵力

口号“引力就是熵力”的确很吸引人,我看了Verlinde的文章后就知道在一段时间内,会有不少人谈论,也会有不少人跟上。

(先评论一下Motl在他的博客上用中子干涉实验否定Verlinde假设的“论证”。这个论证假定测量中子干涉的两个狭缝相距一米,所以根据离全息屏的远近,中子通过不同狭缝时对应的微观态数相差巨大,这样干涉不可能发生。Motl不做研究几年思维退化得不是一点半点。这个论证出了两个错。第一个错是微观态数是全息屏上的微观态数,不是在全息屏之外的中子状态数。第二,即使一个系统的宏观态可以对应于很多微观态(如炙热的煤球),但系统在固定时刻总是处于一个固定的微观态中,因为我们偷懒才用粗粒化的办法不去追求微观态。在Verlinde的图像中,中子只不过类似声子,当然可以处于一个固定的微观态中。下面回到正文)

Verlinde没有给出细节,只给出一些关键的想法,这样,很多人就可以自由发挥了。已经出现的文章有不少是自由发挥的,这当然也包括我和王一的文章:

Quantum UV/IR Relations and Holographic Dark Energy from Entropic Force

我本来打算在Verlinde的框架下讨论全息暗能量的,因为我现在对这个模型信心大增(主要是在计算了Casimir energy之后)。王一来信,谈到一些想法,我们就自然合作了。

我本来不打算很快写文章的,因为我知道文章写得越慢越有内容(Verlinde本人的文章就写了半年),而且,过去也出现过跟风的情况,我也批评过。这次例外,因为我感觉找到了全息暗能量在Verlinde框架下的线索。

何况,我们还推导了Cohen等人的UV/IR关心,Hogan的测不准关系。

Cohen等人的UV/IR关系表述很简单。在有引力的情形下,红外截断限制了紫外截断,两者的关系是

L_{UV}\sim \sqrt{L_pL_{IR}

这个关系,在Verlinde的框架下很容易理解。考虑两个全息屏,一个半径为L_1,另一个半径为L_2,根据Verlinde的公式

 S/N =-{\Phi\over 2}

其中S是系统的熵,N是全息屏上用来描述系统的bits数,

推得

{N_1\over N_2}={\Phi_2\over \Phi_1}={L_1\over L_2}

现在,假定在i屏上的紫外截断是L_{UV},紫外截断的含义是我们只考虑最小的面积元L^2_{UV},这个面积元内有一个bit,所以有N_i\sim A_i/L^2_{i, UV}。由上式推得

{L^2_{1, UV}\over L^2_{2, UV}}={{L_1\over L_2}

所以

L_{UV}^2\sim L_pL

为了量纲正确起见,我们引进了L_p,这也是系统中唯一与宏观尺度无关的量(原则也许存在第二个微观尺度,所以这个推导不能决定UV/IR关系中的系数)。

为了“推导”全息暗能量,我们必须引入全息屏之外的第二个屏。原因很简单,暗能量对应的Tolman-Komar能量总是负的,如果只有全息屏,我们必须引入负温度!那么,第二个屏是什么?最自然的就是事件视界了。

另外,一直以来我比较倾向Banks的说法,事件视界应该是一个宇宙学的前提,因为它决定了系统的大小(自由度个数)。在Verlinde的框架内,事件视界是全息屏的上限。如果我们想将空间看成宏观导出概念,那么我们最初是从和事件视界一样大小的全息屏开始的。

我们的文章是昨天出现的,今天又出现了三篇中国人写的文章,我就不介绍了。反正,这次中国人又跟在了前面,是好是坏,只有时间能判断。

因为我自己介入了,我就不批花车效应了。但是我重复12日在理论所报告时说的话,起初,一些文章可能有60%是错误的。

昨天看到Verlinde自己给的一个荷兰语的一个关于Erik Verlinde工作的简短视频

今天网上出现了WMAP七年结果的系列文章,并没有什么令人兴奋的结果。我们通常关心的是这两篇文章:

Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Cosmological Interpretation

Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Are There Cosmic Microwave Background Anomalies?

另外,李惕碚老师和刘浩也有一篇值得关注的文章

Inconsistency between WMAP data and released map

总的说来,研究引力和宇宙学的同学们又可以忙乎起来了。

文章 《熵力》 已有 63 篇评论

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  1. 44 李淼

    math苹果:

    我写过咏物诗《中国红》,估计学科学的人也看不出来 :)

  2. 45 math苹果

    发给我一份看看,我研究一下可否?
    pkuapple@hotmail.com

  3. 46 李淼

    math苹果:

    这里:

    http://limiao.net/1313

    唉,我要恢复写咏物诗了。

  4. 47 math苹果

    写得不错,我如月光般朦胧的懂了那么一点点,我是粗人别见笑

  5. 48 李淼

    math苹果:

    嗯,关于中国红的“科学”,我后面自己解释了。

    诗歌的审美一个视角就是朦胧,说成大白话,不如写散文了。

    别客气,没有什么粗人细人,只有诗人和非诗人 :)

  6. 49 中国红土鳖战胜弦传教士

    中国红土鳖 战胜 弦传教士

    matlab是个好东西

  7. 50 未之

    呵呵,李老师的《中国红》的确有意思,不过读了有点淡淡的失落吧….

    或许,有一天,这片土地上,科学不再是铭写宫砂的工具,而是成为膜拜的图腾!
    不就是因为我们相信…才会在此么!

  8. 51 李淼

    未之:

    :)

  9. 52 K

    “引力就是熵力”不是十分意外,我想这个猜想和数学应该更早就有.

    联系这样两个基本的概念是很自然的.

  10. 53 星空

    未之:

    等我以后真正弄清楚了,如果感觉没有疑问和问题,我再说说(恐怕至少得半年以后)。

    obs:

    谢谢告知

  11. 54 星空

    obs
    星空:
    关于用基本事件代替基本粒子作为描述世界的最小单元,无论在逻辑上还是在数学上都是非常完美的,这也许代表了物理学的未来方向。这一点在arxiv:0911.1402给出了详细论述。
    ——————————
    你说的这篇文章主要是数学形式上的东西,感觉缺乏物理上的论证。

    我们可以通过形式类比地给出很多看似很漂亮的东西,但是一旦用物理现实去推敲,就会发现站不住脚。例如,我们可以像位置算符一样地直接引入时间算符,但是一旦考虑物理上的东西,发现时间算符的存在,会使得能量算符的谱没有下限(即从负无穷到正无穷),这至少在表观上是违背物理现实的,需要面对和解决的一个问题。

    尽量从第一原理出发,尽量少引入额外的假设(即使引入,让人感觉非常合理,有大量物理背景支持),这样得到的东西才更令人放心。新东西是一点一点地加进去的,一下子加进太多,出错的风险就大。

  12. 55 Shi Zonghua

    看到不少评论说苹果的IPAD虽然很炫但是市场定位不准确,李老师不要被外表蛊惑,哈哈,可能还是买传统的性能好的苹果本划算。

  13. 56 math苹果

    其实我们搞理科的,苹果真的不合适,就是酷点,

  14. 57 李淼

    Shi Zonghua:

    我想想。

    math苹果:

    那我干脆买很薄的联想?

  15. 58 math苹果

    恩,是阿,联想不错:)
    干嘛很薄呢,呵呵,好用就可

  16. 59 李淼

    math苹果:

    想要一个可以带着出差的。

  17. 60 photor

    从Verlinde的文章来看,比如其(3.10)和(5.32)式,N=A(自然单位制下)是一个普遍假设(与全息屏的位置无关),似乎与您这里的推论有矛盾

  18. 61 李淼

    photor :

    我们指的不是总自由度,而是粗粒化后的有效截断。

  19. 62 photor

    李老师:
    如果要考虑粗粒化的话最好用熵密度
    s~dS/dN
    来讨论,因为在Verlinde的基本框架内N就是指总自由度数

  20. 63 李淼

    photor:

    谢谢,我想想。

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