今天开始准备礼拜五在科大的一个报告，题目是
不只一个世界，不只一个梦想－乱弹多宇宙
欢迎在科大的学生届时来听。
多宇宙这几年被炒得很热，当然因为弦论里面有landscape，支持了多宇宙的想法。其实，研究宇宙学的人很早就知道多宇宙的可能了。
最早考虑多宇宙的人是Steinhardt，在研究新暴涨理论中发现这个可能：当一个空间区域处于假真空时，整个区域不可能同时衰变，只有一部分开始衰变，渐渐成为一个可观测到的宇宙，另外的部分暂时还处在假真空从而暴涨，过一段时间后这部分没有衰变的被放大了，其中一部分开始衰变成为新的可观测到的宇宙。过了一段时间后，没有衰变的又被放大了，其中一部分开始衰变……这样，新的可观测到的宇宙不断产生。由于衰变的部分总是一个泡泡（不一定是规则的球状），所以每一个渐渐到达真空的宇宙又叫泡泡宇宙。
我的所谓可观测宇宙只是一种叫法，我们没有必要假设每个泡泡宇宙都会有智慧生物产生。在更为一般的所谓chaotic 暴涨中，每一个泡泡宇宙中的物理学常数都可以变化。在chaotic暴涨中，主要机制是量子涨落，而新暴涨模型产生泡泡宇宙的机制是自发衰变。
所以，只需要一个简单的标量场，就会产生多宇宙图像。在弦论的landscape中，有很多标量场，从而多宇宙的图像更加复杂。
我在报告中还会讲到量子力学中的多世界解释。现在暂时不谈，报告之后将ppt在这里公布。
在多宇宙这个科学猜测远远大于事实的领域，Max Tegmark走得最远，他甚至认为，一切数学上自洽的宇宙物理上都应该被实现了。
Tegmark还是研究所谓量子自杀的人之一。今天没有时间仔细谈这个事情，下次专门谈。
也许在Tegmark心里，宇宙学中的多宇宙和量子力学中的多世界有关系，所以量子自杀和宇宙学也有关系。研究弦论的人，Susskind似乎也这么想。
接下来我谈谈两个最近和多宇宙有关的研究。
第一个和Boltzmann大脑有关。
Carlip写了一篇
Transient Observers and Variable Constants, or Repelling the Invasion of the Boltzmann’s Brains
他指出，如果精细结构常数越来越小，Boltzmann大脑就不会充斥宇宙，原因是，当精细结构常数变小时，靠量子涨落产生Botlzmann大脑的几率越来越小，小到仅靠宇宙指数膨胀也不能补偿。如果电子质量与质子质量之比越来越小，效果也一样。我们并不需要很大的变化率。在精细结构常数情形，相对变化率达到每年就可以了。
如果考虑Botlzmann大脑是热涨落产生的，要求质子的Compton波长越来越小（严格地说，质子的Compton波长与宇宙视界半径之比越来越小）。
有趣的是，当精细结构常数变得太小，开始与弱引力猜想矛盾的时候，也许Boltzmann大脑开始主导宇宙了。
第二个工作是前面提到黄庆国的工作。他说，弱引力猜想应用到暴涨宇宙时可能限制标量场不能大于Planck质量。
如果这是很多非平坦势能的一般结论，那么很可能和Linde的chaotic暴涨产生多宇宙矛盾。举一个例子，在情形，多宇宙产生的条件是标量场要大于Planck质量除以耦合常数的
方。观测说明，耦合常数非常小，所以标量场必须比Planck质量大两个量级。这和黄的结论矛盾，他自己并没有在文章指出这一点。
当然，要求耦合常数很小是我们这个宇宙观测给出的。也许在别的宇宙中，耦合常数并不小，这就不会和黄的结果矛盾。不过另一方面，如果耦合常数太大，虽然标量场小，能量密度就太大了，量子引力效应就重要了。我觉得这个问题值得进一步研究。
问题：量子引力会禁止多宇宙的存在吗？
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先在这坐个沙发，周五再去中心占个沙发，呵呵。
remind me of a slogan during “great leap forward” :
your harvest depends on your guts.
地板
呵呵
不容易啊
es138：
好像Witten10年前这么说来着。
可惜无法现场去听！！！！
期待下载李老师的ppt～～～
呵呵，不是搞这个的，不懂呀。
不懂……
假真空是什么状态呢？无各种粒子？还是三维之外的维度没有卷缩进Planck尺度？还是………………？
期待李老师解答，期待ppt
9dspace：
还是等我的ppt吧。
混沌宇宙还是比较有意思的，不过好像国内少有人做。等着下李老师的PPT吧。
嗯，热切期待早点能下载到李老师的PPT。
我的报告不会含有太多的技术细节，主要讲图像。
李老师相信这些言论吗
为什么我看到这些就觉得很反感呢，认为这堆人在胡扯
各位读者的感受呢
不过小时候可能很新奇于这些
看来我老矣，可怜啊
tb：
我不是很相信。但持多宇宙观点的人有物理上的理由，我们只有证明这些理由不成立才行。
李老师,你的多宇宙是不是可以理解为宇宙是不灭的?因为总在涨落啊.我不懂的,请指教
tp:
100年前的量子概念的“胡扯度”不比现在的多宇宙概念小，但证明是真确的。
所以多宇宙的概念确实很“胡扯”，但我也还是采取暂时观望的态度，不迷信他
也不反感他。不过我还是深信普朗克能标的物理的新颖度将会远远超出我们的
想象。
elsa：
如果多宇宙的图像是正确的，那么在我们看到的宇宙之外还有宇宙（空间上是连通的，但不能被我们看到），而且这些宇宙的数目会越来越多。
shenker had some recent paper discussing in principle how certain observers can see other bubbles on their horizon.
theoretically. like dyson’s ideas about life forms.
tegmark’s idea is reasonable
李老师,多宇宙是不是之间不连通的,没有有相互作用的,可不可以有量子遂穿?
暴想族：
多宇宙中的不同宇宙当然是连通的，但由视界分开，即使量子隧穿也不能将两个不同的部分联系起来（有点像量子场论中，两个类空隔开的点的算子互相对易）。但我们这里说的是对于一个观测者定义的整体可观测时空。
也许multiverse最好的翻译是多元宇宙。
“也许multiverse最好的翻译是多元宇宙”
十分赞同！！ 有多宇宙，平行宇宙等各种说法，但还是规范一下为多元宇宙好。
李老师可以在报告中倡导倡导～～～
个人观点，仅供李老师参考：数学的根基远未牢靠到可以让我们讨论‘另一个’世界的程度。
另外，《通向实在之路》的第三章里有这方面的观点，特别是关于‘自然数’和‘自然的物理世界’的关系那一段。
xexz：
我觉得这个问题主要还是物理问题。
我不相信存在多宇宙,我们对数学和逻辑的认识有待于突破.我认为连续,无限可能都只是幻觉,其实我们一直没发现真正的连续,无限.
李老师，CDL instanton与domain wall有什么关系?能不能介绍一下CDL instanton？
多宇宙中的不同宇宙当然是连通的，但由视界分开，即使量子隧穿也不能将两个不同的部分联系起来（有点像量子场论中，两个类空隔开的点的算子互相对易）。但我们这里说的是对于一个观测者定义的整体可观测时空。
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李老师，这里我想跟您讨论一下：
1）有人利用“两个类空隔开的点的场算子互相对易”来说明粒子的超光速传播虽然存在，但不违背因果律，因为“两个类空隔开的点的场算子互相对易”意味着一个观察者的测量不能类空地影响另一个观察者的测量，例如M. E. Peskin and D. V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory, Addison-Wesley Publishing Company, New York , 1995, pp. 27-33.
2）但是有人不同意这种看法，认为“两个类空隔开的点的场算子互相对易”只是描述S矩阵的Lorentz协变性而已，况且场算子不一定对应可观察量，不能作为因果律判据。例如S. Weinberg, The Quantum Theory of Fields (Vol.1) (Cambridge University Press, England 1995), pp.198-199.
3）更有甚者，在Coulomb规范下，可以证明电磁场的库仑场部分，其“两个类空隔开的点的场算子并不互相对易”，例如W. Greiner, J. Reinhardt, FIELD QUANTIZATION (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1996), pp.208-209——这里的作者认为，好在虚光子不可观察，所以因果律不违背。
4)至于李老师说“多宇宙中的不同宇宙当然是连通的，但由视界分开，即使量子隧穿也不能将两个不同的部分联系起来”，我猜您的意思是，多宇宙中的不同宇宙之间不能相互通传递信息。我想，量子隧穿可以使得不同宇宙之间交换物质，但不能交换信息。粒子可以超光速，信息（信号）则不行。可不可以这样认为：黑洞里面跟外面也隔着视界，但黑洞里面的粒子仍然可以通过隧穿跑出来？
也许一千年之后，人们觉得我们今天的宇宙学那是相当地幼稚，尽管对于每个时代的人而言，永远会觉得当代就已经快要穷尽所有真理。
我比较相信多宇宙或者平行宇宙这些东东，就如同我相信存在外星人一样。
另外，如果各个宇宙都是四维时空的，也许会存在这种情形：有些不同宇宙之间的时空是“线性无关的”，彼此可以视对方为“无”……再这么接着瞎想下去，就开始民科起来了。
suyong：
以后有机会再聊这些技术的事情吧。 CDL中有一个domain wall向外扩张。
呵呵：
1）既然不能影响，何来超光速？如果有超光速，而且一点的测量涉及到以此超光速发出信号，如何保证另一点的测量不受影响？
2）场算子不一定是可观测量，但可观测量肯定是用场算子来构造的，这样可观测量之间也是对易的。
3）我怀疑在Couloumb规范下不对易的场算子不是规范不变的。规范不变的算子之间的对易关系不会依赖规范的选取。当然，我同意虚光子不可观测。
4）同意你的看法。
谢谢李老师的回答！
我以上谈到的前三点，感觉教材上的论述不同意，似乎比较混乱:-)
1）假设ψ是标量场算子，可以看作态矢ψ(y)|0>向态矢ψ(x)|0>的跃迁概率幅，也即标量粒子从类空点y到x的传播概率幅。可以证明，对于类空间隔(x-y)，随距离呈指数衰减，但是=[ψ(x)ψ(y),ψ(y)ψ(x)]对类空间隔为零。这就是为什么粒子可以超光速传播，但是两个观察者之间的测量行为不能超光速地相互影响。
即由于量子力学效应，粒子可以超光速传播，但是信号不能。狭义相对论产生时，量子力学还没有完成，所以才有“真空光速最大”的结论(其实只能是“光速不变”结论）。量子力学效应能够颠覆很多经典物理结论。
2）S. Weinberg在（Gravitation and Cosmology, John Wiley, New York 1972, Section 2-13）中给上述超光速过程一个物理解释：借助于正反粒子对称性解决因果悖论：一个观察者看到一个粒子从A超光速地传到B，则另一个观察者看到时序颠倒的过程，没有关系，是反粒子从B超光速地传到A。
好像有一本书，是Feynman和Dirac两个人“论道”，里面的观点是，为什么会有反粒子，就因为没有它们因果律就无法保证，似乎正反粒子对称性专门为维护因果律而生。
上面开始部分有些数学符号没有显示出来，不过前述第一个文献里面有讲到的。
晕，33楼的数学表达式，有不少整个整个的都没有显示出来
呵呵：
简答：
1）Green’s function在类空间隔下不为零不等于粒子可以超光速传播，因为我们从2点函数的Fourier transform看出（即动量空间的传播子），不为零来自于off-shell粒子，也就是虚粒子。
2）这个我有点不明白，尽管将时序颠倒，但不能改变类空间隔的性质，反粒子也不能类空传播。当然，Weinberg比我思考这类问题多些，也许他有他的道理。
超光速传播的粒子往往说明系统是不稳定的，我怀疑超光束粒子还没有传播多远，就引起系统局部不稳定性，从而系统会产生局部的coherent改变（例如标量场整体下滑）。
谢谢李老师的再次回答！
李老师,听报告时,听到把几率解释成测度,我觉得非常有趣,不知道到哪里可以得到更详细的了解,谢谢!
暴想族：
现存的文献不太好找，例如Paul C.W. Davies, J.R. Brown, The Ghost in the Atom，谁能找到这本书我也想看看。
现在,退相干理论的物理基础要比多世界扎实的多.应该是更加”正宗”的解释吧.
李老师也应该在讲座中提及退相干.
瞌睡虫：
谢谢提醒，其实我提了一下，但没有多做解释。
请问李老师，是否所谓多个宇宙也只是一次大爆炸演化而来，是否这以成定论，就是在此之外再无其它，比如爆炸之前，比如其他爆炸。另外想问下弦论的入门读物和数学准备有哪些，谢谢^_^
wt：
多宇宙还不是定论。
可以说多宇宙来自于多个爆炸。我们宇宙的爆炸“之前”可以有其它爆炸。
弦论入门之前学好理论物理的基础课以及微分几何、群论就行了。行有余力，再多学些数学也不妨。
谢李老师，但如果这样，怎么避免我们有一个无限的“之前”呢