Penrose的新衣-续

The road to reality的第31章的题目是Supersymmetry, supra-dimensionality, and strings,他用了60多页讨论超对称、高维和弦。这一章用错误百出来评价不算过分。

我没有兴趣一项一项批评他,还是挑几个简单的。从这些错误看出,Penrose不能算物理学家。如果是,只算广义相对论专家,涉及到其它方面,只算大学本科物理学家。

1. 在介绍超弦的强子物理起源后(包括Regge trajectories),他质疑,强子中如果有弦,弦的张力不是常数,而是与弦的长度成正比的,就像橡皮筋一样。橡皮筋在某个范围的表现的确如此。那么强子弦真的是这样吗?我们先从理论的角度看是不是可能。理论上,强子弦就是所谓的禁闭在一根很细的管子中的色通量,细管的单位长度所含的能量,也就是弦的张力,与色通量成正比。现在,当我们拉长细管,色通量是守恒的,从而张力是不变的。按照Penrose的说法,色通量应该和细管也就是弦的长度成正比,不知道什么机制可以做到这一点?当张力与长度成正比时 T\sim L,那么弦的能量与长度的平方成正比E\sim TL\sim L^2,学过弦的初步知识的人都知道,这个时候Regge trajectories就不是直线了,这和实验也矛盾。

Penrose这么说的理由是,强子弦就应该象我们日常生活中遇到的经典物理所决定的弦。这个理由,用一句网络术语来说,真是太强了。看来强子弦应该是橡皮做的,而不是高度量子性的色通量。我真的怀疑他对量子物理了解多少,除了Schrodinger方程和他沉迷的所谓R过程(wave reduction)外。

很明显,这样的初级错误是非常误导读者的,特别是年轻的读者。

2. 在上面的错误出现之前,Penrose说,如果强子真的是弦,那么弦的大小取决于弦的耦合强度(这种说法很新鲜,从来没听说过),大约是 10^{-15} cm,和质子的大小一样大,所以质子不可能是弦。这就很奇怪了,有谁能够通过实验说明质子是一个实心球呢?Penrose希望在质子的尺度上,弦看起来和一个点没有区别。真的不知道他的理由是什么。

3. Penrose说,弦论家们的哲学是用2维场论代替时空中的场论。我们知道,两维场论只是用来研究弦的一次量子化,以及弦的微扰相互作用的。

他的说法等价于声称,粒子物理学家的哲学是用一维量子力学代替时空中的场论。

4. Penrose在介绍高维的紧致化之后,介绍了KK modes,并说,如果高维的尺度小,KK modes的能量就大。然后他质疑,难道这些高能的KK modes真的不能被激发出来吗?一个炸药包释放的能量远远大于Planck能量。他用了相当长的篇幅说明也这许可以做到。我们不管他的论证是什么样的,他的结论就是,我们可以将宏观的能量,例如很多粒子所带的能量,传送到一个量子中去。如果研究KK理论和弦论的人在这一点上犯了错误,那么凝聚态物理学家也犯了错误,因为他们经常使用能隙这个概念。看来人们可以用宏观大的但微观小的能量(如很多带很小能量的光子),激发出超过能隙的粒子或准激发态。

我们不禁要问,Penrose那么喜爱的热力学第二定律在这里是不是失效了?

当然,Penrose奇迹的目的很清楚,既然KK modes可以被激发出来,而我们又没有见到这些KK modes,所以没有高维空间。

5. Penrose用他和Hawking的著名奇点定理,声称Calabi-Yau流形是不稳定的。原因是,我们将时间R和CY流形Y看成一个Ricci平坦的流形 R\times Y,那么他和Hawking的定理说,如果我们给这个流形施加扰动,那么就会有奇异性发生-准确地说,会出现一个不完备的测地线。

的确,在经典的层次上,Penrose说对了。如果我们要扰动CY流形,就必须激发这个流形上的KK modes,这些modes的能量很高,所以在量子的层次上,激发很难产生,从而就不会有随之而来的奇异性。Penrose的反对意见也许在宇宙的早期是成立的。在今天,不成立,除非他能成功实现他前面的将宏观能量“灌”进一个量子的伟大理想。

还有一些其他的简单错误,明天再写。

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有点闲,丽华体诗两首

1.

弦论界寂寞了几年
Penrose寂寞了几十年
寂寞了几年的人
来读寂寞了几十年的人
无聊的时候写的一本巨著
于是大家都不寂寞了

2.

求知欲很强的年轻人
对我说
这本书是一个寡妇的
裹脚布

我却在裹脚布的
每一层褶皱中
发现一朵玫瑰

因为Penrose
Pen的是rose

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6. Penrose怀疑微扰超弦是否真的是有限的,他只相信有限性被证明到2圈而已。

我个人的感觉是,证明所有圈的有限性来源于一个技术上的困难,就是如何处理所谓的femionic moduli,不过,一个完整的证明并没有那么重要。对于研究弦论的人来说,如何构造一个非微扰的框架才是更加重要的。

Penrose不但质疑微扰弦论的有限性,他觉得即使每个圈图都是有限的,由于微扰级数是发散的,这也会给弦论带来根本的困难。他说,弦论家们不为这个问题所困扰,因为他们相信级数的发散是因为我们在一个错误的点展开,如果找到一个正确的点再展开,就没有这个问题了。他于是问,那个所谓的正确的点在哪里呢?

Penrose在这么一段短短的话中,犯了两个错误。 (1) 弦论研究者们当然关心这个发散,而不是不关心,因为在场论中,甚至在量子力学中,这种发散也存在。例如,当我们用WKB方法展开求解Schrodinger方程时,就可能遇到这种发散,也就是说,展开是一个渐进级数。了解二阶常微分方程的人都知道,如果用级数展开来求解某些方程(例如用方程中的某个参数做展开),我们会发现展开是一个渐进级数,看看任何一本特殊函数的书,就会看到所谓大参数展开是渐进级数。而真正的严格解包含某些非微扰项,这些非微扰项在量子力学中就是tunnelling,在量子场论中有时是instanton效应。所以,弦论家们很关心级数的发散。(2) 从前面我们看到,级数发散与“在错误的点展开”无关,而是需要找到一个正确的对渐进级数求和的方法。

我们看到,Penrose不但不了解量子场论的微扰展开,甚至不怎么了解量子力学中的WKB展开是渐进展开。

7. Penrose居然犯了一个低级数学错误。在上面批评的那段错误的话的一个注解中,他居然说,级数

1+2^2+2^4+2^6+2^8+\dots

是Borel不可求和的。

文章 《Penrose的新衣-续》 已有 96 篇评论

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  1. 77 shanqin

    首先我不同意某些不懂微分几何却要炫耀相对论的人对Penrose的胡滥吹捧
    其次我不同意某些连民科水平都达不到的劣质研究生对twistor理论的胡乱吹捧
    第三我不同意某些文抄公对string与twistor的评论

  2. 78 shanqin

    李老师,发完此回帖我就要暂时离开这里,非常感谢您每次对我的谬见的回应:)
    祝您学术上百尺竿头更进一步:)
    另外我最后的这两个回复请勿删除(事实上您也从未删除过),谢谢:)

    哦,对了,我在77楼只说了某些人,没有指谁,希望不要有人对号入坐
    另外,本人先对号入坐一下,当回民科,然后我想民科这个桂冠我戴不起,因为我从来没有做过任何重要到可以“推翻”前辈理论或者证明过什么猜想,所以我根本不具备民科的资格,对称赞我为“民科”的人我表示感谢,但是好意心领了,此桂冠我受之有愧。

    ps:如果一个人居然把民科对自己作品的修改意见也当作自己的修改稿的部分,予以发表,这无疑是非常可笑的行为,给点专业精神好不好,民科的垃圾评论怎么可以采信?我只是想提醒某种类型的人,希望不要有人对号入坐啊~

  3. 79 李淼

    shanqin:

    谢谢你过去在这里的讨论。

    我没有看到这里有人说你民科,如果有人说我会删除的。

    如果忙,暂时离开一下,欢迎以后再来。

    谢谢你的祝愿,我现在的主要心思在学生身上,自己的学术成就能到哪儿,是走一步算一步了。有时也希望能在剩下的职业生涯里更进一步,毕竟,做梦是人的天赋权利 :-)

  4. 80 站星数

    激烈。吵架了。总之支持版主。

  5. 81 bt

    呵呵,灌了不少水,需要再道个歉:不应该说大家“you guys were out of your mind a little bit“这句,李老师若能删掉最好。

  6. 82 bt

    “我觉得尼玛实在是在耍小聪明,当然在不同的人眼里会是大聪明”。
    恩,他看起来更象一个推销财务软件的。我怀疑他是不是认真研究过这门技术,因为听他讲演就是这个感觉。

  7. 83 zhangxuanzhong

    他是在说我吗?
    5555555555555555555

    真是的 对不起对不起 我搞错了 我确实说得尖锐了点 其实我很喜欢民科的 有一次他们和我一起讨论复数和物理学呢 再说您的水平 那是相当高 我们不都知道吗 我们不是朋友吗

    老王您别走 您这一走 势必要再回来

  8. 84 zhangxuanzhong

    我要想王同志道歉
    在没有看清发言人的情景下 对他使用了不恰当的民科一词
    对他造成的伤害 我愿意承担一切责任

  9. 85 李淼

    希望大家只是讨论物理和数学,或者风月,不谈其他的事。

  10. 86 maldacena粉丝

    不过我还是比较喜欢尼玛的研究风格,物理想法很多,所用到的数学不高深。

  11. 87 三角猫

    有些人很小气啊。

  12. 88 maldacena粉丝

    李老师,现在把ads/cft应用到RHIC中时,怎么处理QCD不是CFT这个矛盾?目前得到的结果怎么样?

  13. 89 李淼

    maldacena粉丝:

    Nima的风格肯定是有人喜欢的。

    据说,jet-quenching这类问题当耦合常数较大时,对规范理论种类的依赖并不很强。当然,已经有人用更加接近QCD的对偶做了计算,定性的结果是差不多的。

  14. 90 hehe

    这里的讨论看起来很过瘾。很喜欢李老师的学问和热情、谦虚和涵养。
    只是真的不希望有些灌水的,无论他到哪里,就把网络人身攻击带到哪里,这对一个网站而言有不小的破坏作用。是不是民科,是要看他的真实水平和求学态度,而不是看他获得什么学位或学术职称,因为有不少有博士学位的或高级职称的人同样是民科。再说,如果人家是民科,恐怕早就被李老师“赶走”了,^_^

  15. 91 呵呵

    似乎penrose的意思说,因为引力的存在 ,所以客观上存在一个波函数坍塌的机制。波函数不再是主观的人的观察而坍塌了。
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    如果相关的量子测量,用某种方式下的引力作用来完成,那么可以说“引力作用导致波包坍塌”;同理,任何作用都有可能导致这种坍塌,只要能够用这种作用来完成相关测量过程。但上面说的好像不是这个意思。

    但是如果为了解释波包坍塌的物理本质,而把波包坍塌归因于引力的存在,那么这个想法还真“民科”得一塌糊涂,因为任何一个稍微懂一点量子力学的本科生都不会被这个想法误导而瞎费工夫。从这点来说,penrose的物理素养在有些方面还真的不如一个正常的本科生(除非这个本科生笨的出奇)。

  16. 92 graviter

    R-过程破坏了T对称,所以自然也将破坏CP对称(因为T对称和CP对称是互补的,而CPT联合是对称的),这是弱电破缺的一点影子,所以R-过程是模糊的整合体。但R-过程毕竟“整合”了不同的东西,也可能同黑洞熵一样,为量子引力提供一些线索。
    另外,无论是R-过程、WCH还是twistor,Penrose总是找到一些模糊的概念和技巧,但都是一些事实、一些有启发的东西。

  17. 93 graviter

    想到一件怪事。
    如果引力由引力子传递(而不用几何),那黑洞中的引力子应该也发不出来吧。那是不是外面感觉不到黑洞的吸引了?

  18. 94 bt

    引力“子“只是围绕,稳定的黑洞不会发生这种怪事吧。

  19. 95 巨木

    三年前的评论硝烟散尽
    小聪明、大聪明、当他存在、当他不存在的nima做了点儿新工作
    andrew hodes 说

    By September 2009, the basic idea of Roger Penrose’s twistor-geometric approach had been firmly established.

    The next stage requires the extension of these ideas to encompass the ‘loop amplitudes’ of quantum field theory, to make the right connection with gravity, and to establish a fundamental twistor-geometric dynamic principle.

    There is now a new generation of young mathematicians and physicists involved, and I have great confidence that the recent fast pace of progress will now be sustained.

    我想认真的学习这个工作。请问各位 有什么建议,另外国内有人做这方面吗?或完全理解nima的工作?

    to 李老师
    您能给点指点吗?

    谢谢

  20. 96 李淼

    巨木:

    我没有跟踪这类研究。

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