博客李淼

今天下午在讨论的session上讨论了Bousso的TASI演讲。

本来预计不到2个小时的讨论最终花了3个小时，讨论得很热闹。

Bousso将他的讲演整理得貌似人择原理以landscape的形式解决宇宙学常数问题，我们看看这个解决方案到底是不是令人信服。我觉得，Bousso等人也许认为他们以后的主要工作是说服大家cc问题已经不存在了，所以，解剖是必要的。

我在讨论中说，Bousso的说服办法是排除法：将所有其他可能排除出嫌疑人的范围，剩下的那个肯定是作案的，这个作案的人是人择原理。我觉得，Bousso的排除法有很多漏洞，这种不严密的方法很可能漏掉真正的那个作案的，虽然我们并不知道那个作案是否已经进入我们的名单。

(a) 量子引力效应。在很大的能量范围内，量子引力没有任何效应，例如从零能到1Mev，所以在这个区间有效理论如有效量子场论起作用，贡献大约是，如果我们用Planck质量为单位，这个小数比还是大得多。所以，量子引力被排除出嫌疑范围，可以回家了。

我的问题是，我们如何排除UV/IR混合效应，用另一种说法，如王一提出来的，全息原理效应如何被排除了？所以，Bousso的侦探工作在这里出现一个漏洞。

其实，多年前Hawking正是用类似的方法说明黑洞演化大部分时间不涉及量子引力效应，从而黑洞过程肯定导致信息丢失。Hawking现在承认他的结论是错的。

(b) 大尺度效应，如现在视界尺度上修正引力理论。这不可能解决cc问题，因为在早期，宇宙尺度远远小于现在的视界，如何解释那个时候的小cc值？

回答：cc即使完全是真空能，我们怎么能够肯定不涉及当时的某个宇宙尺度，如Hubble尺度？当然这种修正要求cc随时间变化。

(c) 将真空能与引力脱耦。如果真空能可以和引力脱耦，那么量子涨落对质量的贡献也应该和引力脱耦，但量子涨落对惯性质量有贡献，这样等效原理在某个层次上受到破坏。可是，实验上，等效原理被验证到百万分之一的程度。

对Bousso的这个排除，我们暂时找不到反驳意见。

(d) 初始条件。如果在大爆炸开始的时候我们将真空能调到0，经过弱电相变，真空能应该是负的，但负真空能使得时空不稳定，很快塌缩到一个奇异点，例如弱电相变使得宇宙年龄只有秒。

可能的反驳是，我们可能用一种机制使得零温度的真空能变成0，但有温度的真空能不为0。当然，这个方案不能解决现在的宇宙学常数问题。

(e) 吸引子机制。非引力效应只能调节相对能量，所以不能调节宇宙学常数，而引力吸引子机制只能将cc调节到核合成的能量密度以上，因为引力只对总能量起反应。

反驳：你怎么能肯定引力吸引子机制只对总能量做反应？

我写到排除5个嫌疑上，德国女足在上半场已经进了阿根廷5个球。我们已经看到，Bousso放了的5个人至少有4个人不能完全摆脱在cc案件上的嫌疑。

待续……

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本来打算今天写完的，后来发现没有强大的力量支撑，只好明天续完，恳请感兴趣者明天留意这里的更新。现在隆重插播一位反后代主义者的文章，文章我大部分同意，虽然有些批评的方式还可以更加老到一些：

英雄雌所见略同——我与龙应台对后现代主义的批判阅读

这个博文将那篇宏文《甲申文化宣言》看成是后现代呓语，可能还是为这篇脑残文章搽了一层粉。后现代虽然故弄玄虚和青春逆反，也还没夜郎到《甲申文化宣言》的程度。看了《甲申文化宣言》，我们才知道这个世界上，没有最夜郎，只有更夜郎。

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接着昨天的话头写。Bousso-Polchinski的landscape模型是直接建立在Brown-Teitelboim的工作基础上的：

Neutralization of the cosmological constant by membrane creation

BT从两维时空出发，如果真空有能量密度，并且有电场，那么真空的真正能量密度是。在两维时空中，电场带两个时空指标，所以不破坏Lorentz对称性，进一步，如果两维中的基本电荷是，那么电场是量子化的，真空的能量密度就是。不考虑引力效应，如果电场不是太小，就会有电子对产生，在电子对之间，电场不再是而是，而能量密度也会改变，两个能量密度之差是。

现在，我们可以从一个很大的出发，通过电子对的产生来降低能量密度，最后，达到一个最低的能量密度，容易估计，这个最低的能量密度和是一个量级。这样，要解释很小的能量密度，就得解释为什么会很小。

这个图像可以推广到四维时空，取代电场的是带有四个时空指标的场强（为了保证局域Lorentz对称性），这个场强也是量子化的，单位也是一个菏，但这个菏不再是点粒子带的，而是一个两维膜带的荷。对应于正负电子对的产生，现在是球状膜的产生，在球状膜的内部，场强比以前小，也可能比以前大，主要看隧穿会不会发生，这样球状膜内部的宇宙学常数不同于球状膜外部的宇宙学常数。同样，这个机制要求膜的荷非常小。

在弦论中，我们不知道如何获得这么小的荷。Bousso-Polchinski的解决方案是，不需要小荷，需要很多不同种类的荷，如果膜的种类足够多（如有100种），那么就有可能从一个能量密度很大的真空（如Planck量级）通过一个膜的产生到达一个能量密度很小的真空，这里，所有的真空可以用一个高维的格子来描述，每个格点对应一个“真空”，通过膜的产生，真空可以在相邻的格点之间变化。每个格点上的能量密度不同，Bousso-Polchinski的贡献是，如果这个格子的维度很高，那么总有一些格点上的能量密度很低。

所以，Bousso-Polchinski的landscape就是一个高维格子，每个格点是“谷”，宇宙通过泡泡（即膜之内的空间）的凝聚在不同的格点之间跑动，而没有凝聚的部分继续以指数的形式暴涨，如果泡泡内部的能量密度还是正的，那么这个内部还能量凝聚出能量更低的泡泡，这样，我们得到了一个永恒暴涨图像。这个永恒暴涨的过程使得整个landscape上的格点都被访问到，而那些能量密度很低的格点可能对应于我们的宇宙。

这个图像还克服了只有一种膜（即landscape是一维的格子）的空宇宙的难题。在只有一种荷的情况下，要得到小宇宙学常数，荷就必须很小，这样，当时空达到我们观测到的宇宙之前，宇宙学常数也很小，所以寿命很长，这样，在最后一个泡泡凝聚之前，宇宙经过了长时间的暴涨，物质密度和辐射密度几乎为0，并且，由于凝聚的过程只涉及到张力很小的膜的凝聚，也不可能产生较大的辐射和物质密度，这是空宇宙难题。

如果有很多种膜，膜的张力不必很小，这样，在最后一个膜凝聚之前，宇宙的寿命很短，并且凝聚过程可以产生很高的辐射密度。

Bousso-Polchinski的图像是现在的landscape的一个简化。

这篇文章发表于 2007年9月10日, 星期一 20:58:06，属于分类 理论物理，已经被点击 15974 次。 你可以下载本文的 PDF版本和LaTeX源文件，查看 HTML打印版 或通过 新闻聚合(RSS) 来追踪这篇文章的最新评论。