暗能量的理论问题以及弦论中的宇宙学问题
（下面是为别人的公文写的一部分，不贴出来觉得有点可惜）
暗能量的观测证据已经积累很多了，其效应几乎是不可置疑的。随着观测证据的积累，理论问题并没有得到很好的解决，虽然理论家们已经写了数以千计的理论文章，提出了上百个模型。这些模型到今天为止基本上是唯象的，也就是说，我们并没有在暗能量的基础理论上取得可见的进展。
要回答暗能量问题，我们至少要理解两个问题。1、暗能量为什么这么小，且是正的？2、暗能量的大小为什么在大爆炸发生了137亿年后的今天，与临界密度的大小相仿。弦论目前流行一种观点，认为存在很多亚稳态“真空”，每个这样的真空对应一个宇宙学常数大小，且有对应的物理如粒子物理中的规范群以及相互作用强度可以是变化的。如果这样的亚稳态真空足够多，那么就会出现接近或等于我们观测到的暗能量密度。这样，用所谓人择原理，就可以解释暗能量的两个问题。这种观点目前争议很大，争议主要围绕对于科学理论的理解和一些技术问题。在科学理论的层次，我们是否应该接受这样一种环境论？即宇宙之所以如此完全是偶然的，就像地球在太阳系的地位一样偶然。这种解释是否是科学的？技术层面上的问题很多。例如，我们真的理解了弦论中的亚稳态真空了吗？这些真空真的存在吗？如果存在，这些真空都会在宇宙中实现吗？实现的几率分布是怎样的？还是存在某种第一原理帮助我们来选择一些亚稳态真空？
虽然一部分人接受人择原理，人择原理对暗能量的解释远远不是一个共识，这是为何我前面说基础理论并没有可见的进展。下面谈谈唯象模型，这些模型大致可以分为五大类。
一、 由某种场驱动的动力学模型。这类模型的代表是quintessence，即类似暴涨子的标量场，但与暴涨子不同，这里涉及的能量密度非常小，同时标量场本身的值不小，往往在Planck能标之上。这引起两个问题，其一是微调问题，其二是量子效应。Quintessence虽然有许多tracker模型，都没有理想地解决这两个问题。所以这类模型是纯粹唯象的。与标量场类似，人们还研究了三个矢量场等模型，还有就是所谓phantom模型和quintom模型，前者假定标量场有负的动能项，后者假定既存在quintessence场，也存在phantom场。这些模型除了存在前面提到的两个问题外，还有不稳定性问题。
二、 修改引力理论，例如在大尺度上修改广义相对论。这类模型也不少，包括修改Einstein-Hilbert作用量，引入新的场以达到模仿暗能量和暗物质（MOND），有的模型还引入了大额外维，如DGP模型。同样，这些模型也都存在微调问题，更不用说没有在量子引力的层次上理解暗能量。
三、 相互作用暗能量和暗物质。这类模型引入暗能量与暗物质之间的能量交换，企图通过相互作用使得两者能量形式最终趋于同一个数量级。但在绝大多数场合并没有达到所想得到的效果。
四、 全息暗能量。这类模型从全息原理出发，推测暗能量密度与一些宇宙学尺度的关系，通常是平方反比关系。这类模型较易解决暗能量的两个经典问题，但同样存在着基本理论问题，例如我们并不知道如何从基本理论推出一定的宇宙学尺度。
五、 对称性。一般地，某个常数等于零或很小与对称性有关，如轻介子的质量。但是，超对称并不能解决宇宙学常数问题，因为超对称破缺的能标不会低于现在加速器所达到的能标，从而会诱导很大的宇宙学常数。有一种猜测认为，超对称破缺所引起的宇宙学常数远远小于场论所预言的，这种理论假定某种全息机制。有一种理论认为也许宇宙在本质上是2+1维的，但唯象上是3+1维的，低维超对称保证宇宙学常数为0，但不会诱导四维世界中超对称。但目前还没有具体模型，即使我们能够构造具体模型，也会出现如何从零宇宙学常数过渡到非零宇宙学常数的问题。还有一种理论认为时空有某种复数上的对称性，这是’t Hooft提出的观点，也没有多少人接受这种可能。
总结一下，暗能量的理论研究还有很长的路要走，也许观测是最终决定哪一种唯象模型是正确的手段。按照现在计划中的暗能量观测手段，在10年以后达到的精度只是能够测量到状态方程指数w的10%左右的变化，并不足以排除多数模型，虽然能够排除一些模型。
超弦在研究暗能量上面的进展前面已经提到，不再赘述。超弦的另大一类与宇宙学相关的研究是暴涨理论。
目前存在两大类超弦暴涨模型，一类是膜暴涨模型。在这类模型中，驱动暴涨的是膜与膜（反膜）之间的距离，暴涨能量是距离的函数。这类模型在满足慢滚条件方面很成功，利用了所谓的warped紧化。另一类模型是假定存在很多轻标量场，这类模型叫N-flation。在这两大类模型之外，还存在一些其它零散的模型，但并不具备普适性。
弦论暴涨模型现在遭遇到的可能的挑战是大的非高斯性。最近的一项对WMAP分析的工作表明，极有可能存在很大的局域非高斯性，如果被证实，将排除所有标准慢滚单标量场模型，包括膜暴涨模型。当然，膜暴涨模型还有进一步发展的空间，来解释大的非高斯性。
2008年5月7日 21:42:13
看来,我的话题.又要被搁置了.呵呵. ^_^
看来作专业物理工作的各位,对待问题的态度都很现实.
2008年5月7日 22:37:29
晃晃:
你用脚指头思考的很有趣,哈哈
2008年5月7日 22:44:43
v.w：
嗯，原谅我的直率，当你没有具体想法的时候，这个问题是很愚蠢的，估计这是大家对你的问题保持沉默的原因。既然你不同意大家沉默，那我就说一句愚蠢如何？
2008年5月8日 10:08:22
回李教授: [ 这个问题是很愚蠢的 ].
这个问题在专业物理学者看来,得到这个评价,我理解
不过作为广大对科学有热爱精神的一员. 我相信有很多人都会有一些,在专业人士身上看来可能是没有价值的问题, 但自己感觉却很有意思. 不妨回想一下大家求学的时期,难道就没有诸如这种有想像色彩的问题吗?
随着各自工作的分立, 不同人的工作更加专业化. 在专业化的工作里面,很多带有想像力的问题,往往被现实的问题所取代.
想想其实每个人在自己的领域都一样,在自己的领域认为无关重要的设想往往都会被搁置. 人心相同也.
2008年5月8日 11:03:33
李老师 ：
有两个问题不是很明白 首先人择原理的本质是唯心还是唯物的？其次这样原理的引入是不是反映了人在面对一些不能解释的问题的上的回避或者退缩？
另外我感觉自古到今大凡是希望能为解释世界作出贡献的人们都紧紧的把物理和哲学的思辨联系在一起，这样做一方面可能是两者在某些方面的相似性引起的另一方面可能是由于我们在一些领域尚不能确定的把我们的物理定律覆盖上去所以需要哲学的帮助做些方向性的工作 是这样吗？
2008年5月8日 11:18:10
v.w:
恰恰和您所言相反，专业化的理论物理工作更需要想象力。从这个意义上说，职业物理学家和“科学爱好者”是相同的。
所不同的是，职业科学家在处理问题时有更多的taste。
这和哲学很像。人人都知道“我思故我在”，业余选手对此也可大发议论，但有taste的人马上可以辨认出其含金量。
就像有的同学品《红楼梦》品出了阶级斗争，您说曹雪芹会觉得靠谱吗？
2008年5月8日 12:23:53
回 Philharmoniker
想像力带上工作中的 taste,其实已经不是我提的那种想像力.
一个天真的孩子可以有不断发问的冲动, 因为它可以不受更多额外的束缚.
但到了现实的工作,所有这些很自然会变成,这个提出的问题是否有价值or是否有taste.
我提的问题纯粹只是一个科学爱好者的疑问,当然算不上研究领域值得关心的问题.因为这个问题并不足以成为一个专业关心的问题, 其他行业也相同也.
我奇怪于这个问题是出自某些专业人士之口,我才偶发一问.
2008年5月8日 13:19:55
紫百合：
我不知道人择原理是唯物的还是唯心的-这个二分法本身我不同意（这似乎是中国庸俗化的马主义观点？）。物理学只有一个标准，就是能够为实验和观测所检验，所以人择原理如果是科学，必须能够做出可以被证实或证伪的预言。
哲学在希腊时期的确在某种程度上取代了科学。在西方，培根之后，科学已经独立于哲学了。
v.w：
对某些专业人士的观点我不予评价，同行们的沉默已经是评价。
谁说的，那个说出真理的人不会被埋没的，你就耐心等待吧。同样，愚蠢也不会被当作智慧的。
2008年5月8日 18:59:07
v.w
据我所知，以太、或者说绝对参考系的重要地位就是，在相对论提出之前人们认为麦克斯韦的电磁理论只在这个参考系中成立。如果假定麦克斯韦理论在任何惯性参考系都成立，那就导致相对论，同时否定了绝对时空；这与现实中是否存在一个“优越”参考系、或者说“方便参考系”无关。
2008年6月17日 22:46:51
v.w需要注意的是，相对论讲出的仅是一个简单的事实：物理空间对相互作用的reply。我不明白你说的以太意味着什么？你的意思是说，微波背景辐射是一类新以太。可是你忽略了宇宙微波背景辐射的实质，即热辐射。这也就是说除非你能证明一些宇宙的基本问题（比如宇宙常数的大小，宇宙的有限性等）出现你所期望的结果，才有可能在宇宙边缘找到你所需要的这个绝对参考系。在这一切不能实现的情况，你的问题一点意义都没有！宇宙微波背景辐射只能推论出宇宙的膨胀，不会推出你想要的东西！
2008年6月17日 22:49:56
v.w需要注意的是，相对论讲出的仅是一个简单的事实：物理空间对相互作用的rely。我不明白你说的以太意味着什么？你的意思是说，微波背景辐射是一类新以太。可是你忽略了宇宙微波背景辐射的实质，即热辐射。这也就是说除非你能证明一些宇宙的基本问题（比如宇宙常数的大小，宇宙的有限性等）出现你所期望的结果，才有可能在宇宙边缘找到你所需要的这个绝对参考系。在这一切不能实现的情况，你的问题一点意义都没有！宇宙微波背景辐射只能推论出宇宙的膨胀，不会推出你想要的东西！
2008年6月18日 8:34:23
今天看到这个网页，觉得放在这里合适。
新西兰科学家称暗能量说法毫无根据
2008年6月18日 16:42:06
Fibonacci：
本来就是这样的，解释宇宙当前加速膨胀有多种方案，大体上包括这三类：暗能量、修改引力、宇宙不均匀性。而后两类根本不需要暗能量。对宇宙学家来说，这是稀松平常的事情，没什么值得大惊小怪的。倒是那些外行，例如新浪科技的文科出身的编辑，倒是喜欢大呼小叫，拿自己的无知显摆
2008年8月25日 22:28:00
请教一个比较初级的问题：
密封内壁镜面的箱子内的光线，箱子体积变化，里面光线的波长会改变吗？
（我依据相对论演化而来，不知有没道理）
2008年8月25日 22:56:27
平子：
不会。
2008年8月26日 9:52:34
《平行宇宙》P38：根据爱因斯坦理论：星系的红光偏移从技术上讲是由星系与地球之间的空间膨胀引起的，红色偏移的起因是：从遥远星系发出的光被空间的膨胀伸展或加长了。
P281：蓝移，通过引力或使空间变形来压缩两点之间的空间，也可以造成蓝移。
而老师对我演化的结果是否定的。那么是我演化本身哪里有问题？还是相对论没有从根本上（客观上）来分析事物，仅仅只是对宇宙中物体“像”的研究？
谢谢李老师收我这个弟子 ：）
2008年8月27日 12:52:10
有种感觉：近100年来，大伙都被爱因斯坦忽悠了。
就象清风正阳所解说，气宗绝代宗师——阿尔伯特.爱因斯坦——留给世人一套无敌剑法——相对论，依靠唯象的等效原理，气宗的弟子门确实所向披靡，但却无法从根源入手，只因大师将内功心法带入坟墓。
这个歧途是一个阴谋，300年前另一位剑宗大师——牛顿——早就设下的陷阱……
2008年8月31日 11:38:18
看来我又愚蠢了……
我也明白，箱子与宇宙的区别是宇宙很“神话”，它将空间膨胀了，也就是宇宙尺度因子R比过去更大。R0=（1+z)Rt
可是光子丢失的能量跑哪里去了？(当然，牵强的解释还是有的：我们时间刻度在变，单位时间接受的光子少了）
我一万个同意狭义相对论，也举双手赞成广义相对论分析的结果，但广义相对论只是唯象的，他抛开的物理的本质。
插在水中的筷子似乎被折断了，这是因为我们看到水中的筷子只是它的像。我们要用这根筷子拨动水底一个小球，如果我们要一次实现这个目的，就不能很随意，而要预先计算小球的位置以及筷子的角度。这时候会有两种计算方法，一种是计算出小球的实际位置，筷子在未进水之前就对准小球的实际位置；一种是不理会小球与筷子的实际位置，而只需他们的像重合即可。
而我们的宇宙中，由于一方面引力场会导致光线的弯曲，另一方面我们的尺度在不断变小，而运动也会导致物体尺度的变化，因此，宇宙是个万花筒，我们观察到的宇宙只是客观宇宙的“像”。很明显，广义相对论属于上面提到的第二中方法，它撇开对物体本身的研究，，非常巧妙的运用物体的“像”来研究“像”，因而完美的解释了几乎所有我们观测到的现象
欢迎说一声“愚蠢”，
2008年8月31日 21:05:22
92楼写的好.
2008年9月22日 15:49:27
TO: 平子
写得挺有意思的，有些文字我是认可的，因为那是很多人都可以用来攻击现行宇宙学 - 所谓的XXX - 在我看来的确也没什么意义！宇宙学家们能不能整点实际的东西，别老是自编自圆的创造很少有人能懂的伪科学！我真的很伤心！
其实人类和宇宙的真谛只隔了一层窗户纸，我不知道为什么一直没人去捅它。。。当然这可能也就是我的伟大之处吧。呵呵，毕竟牛顿只因为观察了一个苹果掉地就成就了他最终无人超越的科学地位。
老爱的确做了点东西，但我觉得是瞎碰上的。。。除非他和我一样拥有全系的理论！其实真正的最伟大的科学真谛，应该是一个非常容易和简单的东西。。可是大家却走火入魔一样的追随相对论和弦论。。。真是浪费你们的生命！
不多抨击了，整点实际的，我提一个问题：
谁能告诉我，时间和数学到底对我们来说是什么？
欢迎各种各样的答案！
备注：此问题已经有答案了，我在新浪上有贴过文章，不过那是去年的事了。。。
欢迎各种对峙，因为诠释科学真谛需要对手：）
我周末买了本徐一鸿的《爱因斯坦的宇宙》，就先拿它当把子，我要写的是：
揭密时间扭曲的面纱！
HLA