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放假干什么?


2006年4月30日, 星期天

每逢这两个中国特色的一周长假,我总有这个疑问。

很多人来北京,人群集中的地方显然无法去。最近北京出奇地干旱,空气中充满污染和灰尘,出去半天无疑要缩短寿命N天,估计今年还是赖在家里。我倒是想去云南丽江这些地方,然而算下来,一家4口的费用大概不低,还是等我长工资以后再说吧。

除了读点关于暴涨宇宙的老文章,天涯煮酒论史要常去看看,我最喜欢招福JJ的文章,其实招福应该比我小不少。她关于皇后的帖子很耐看,并且有柏杨《皇后之死》的风格。对历史有爱好的朋友,我推荐你去这里 ,这个链接有些问题,如果你看到莫名其妙的东西,将这个地址拷到另一个窗口重新打开。招福的帖子很容易将你几天的工夫打发了。

刘心武的《揭密红楼梦》看了的人估计不会少。《红楼梦》历来为文学家、业余文学家和伪文学家以及象我这样的伪文学爱好者提供了不少的嚼舌的材料,更为不少人提供了饭碗。虽然刘心武的理论未必可信,我觉得他的两本书还是值得一读的。我站在刘的一边,《红楼梦》专家说得,为什么刘心武说不得?难道尼姑的脑袋只是为和尚的手准备的?如果你没有刘的书,去这里吧。

虽说我大部分时间会猫在家里,很可能还会偶尔出去看看,我这个人比较俗,人家爱去好山好水的地方,我爱逛商场,在美国培养起来的习惯。

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Key 等人的文章利用WMAP的数据在天空中寻找matching circles,没有找到迹象。如果我们的宇宙有不平凡的拓扑,这样的circle就应该存在,见下图。Key等人的结果排除了臭名昭著(该文原话)的宇宙12面体模型。

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齐达内世界杯后退役,央视送了下面这首Helene给他,我将这首歌贴在这里,向这位足球大师致敬。

几篇杂乱的文章


2006年4月28日, 星期五

1. 洪晃同学一如既往地用她的独特的视角娱乐着我们,她的新博文难看女人千万别贤惠说有幽默感的丑女人会有很多哥们朋友,但千万别做学问,别做博士后,也别贤惠。反而漂亮女人不妨做学问,不妨贤惠。丑女人会变富婆,不缺男人。

我倒是记得有人说过漂亮的女人自己没有安全感。

2. Nissan Itzhaki的文章有点不太好懂,用有tadpole的标量场驱动宇宙学常数趋于零。他将这个“机制”与inflation放在一起,得到reheating温度的下限是一个Tev,并且,超对称大约也在这个能标上破缺,在100微米应该能探测到第5种力。预言看起来比理论美。我不相信一切经典层次上的宇宙学常数理论,不过,欣赏一下这样的工作是一种脑力体操。

3. 能否用Josephson结测量暗能量还是一个有争议的话题,我第一次听到这件事的反应是违背常识-一个法国华裔女实验家宣传这是可能的。因为绝对的零点能只有引力才会感觉到。也许我的“常识”是爱因斯坦说的18岁之前获得的偏见。最近有一篇文章说过去的一篇文章说他们的前一篇文章是错误的其实是错误的 :-) 。这篇文章的观点和我的常识性观点一样。

我对暗能量的理解还不止于此。我觉得如果人们有办法在小尺度上探测到暗能量,那么这个暗能量的值会大大不同于超新星数据建议的值,因为我认为暗能量的大小与尺度有关。不过,这不再是常识了,是我40岁左右时获得的偏见。

4. Peter Woit再次不留情面地批评美国粒子物理界不负责任地宣传弦论,这里。有什么比发现隐藏的空间和时间的性质更加令人激动呢?虽然我对近期能否发现隐藏的空间和时间也表示怀疑,不过,如果发现一些物理学常数随时间变化的话,真可能是弦论的证据。

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Peter Woit谈论的那篇Revealing the hidden nature of space and time据说还是值得看的,一共是140页。这个21世纪基本粒子物理委员会由22个人组成,其中两个弦论家,Gross和Witten,两个非美国人。我最近被物理的非物理的事情烦死,希望假期中能将这个report看一遍。

如果这个报告真起到作用,对我们所有的同行都有好处,当然对在美国的同行好处最大,至少,大家的经费多了,研究生毕业后容易找工作了,等等。

怀念一位网友-继续风月中


2006年4月27日, 星期四

之所以怀念,因为此人虽然还在网上活跃着,我却不愿意再去那里了。这位老兄(其实小我很多)是我见到的最能写出性情的业余诗人。说他业余,因为他不号称诗人,也从不想去发表什么。偶然不高兴了,写点诗啊词的什么的,也不完全照规矩来(比如平仄之类)。

我正在网上找他的即兴之作,找到几首贴几首吧。

先贴一首词,他写了上阙,我补了下阙。

江城子 情人节观海

他的上阙:

寂寞时节意斓姗,水一边,天一边,五彩斑斓,晚照鼓轻帆。淡月偏如情人眼,无声语,更相欢。

我的下半首:

相思度日度如年,你无言,我无言。满街玫瑰,更遇月儿圆。裁得心香何处寄,花满地,霜满天。

(西方情人节和中国元宵节相近)

满庭芳

一颗痴心,一腔感慨,没有几个明白。归程仍远,一步一徘徊。多少繁华热闹,才搭起,龙凤歌台。谁能料,一朝烟灭,回首泪伤怀。

无奈,都道是,花开花落,花落花开。天意究如何,费尽心猜。 宁付一生苦楚,缘散尽,再续重来。 轻风起,登高览月,天地是青白。

定风波

不明痴心几许深,催生华发画愁痕。何必深宵诉寂寞,谁问,平生可遇几回真?

痛过方知爱几分,仍愿,来生能作断肠人。非为苦饮花落处,风冷,满怀明月醉烟尘。

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以上是我好不容易找到的几首,其实他的“旧体”还有很多,他写帖子不经意,很多跟着感觉走的诗都是跟在人家帖子后面的,不好找。他也很滑稽诙谐,说出来的道理似是而非,却又很精辟。我有一次谈诗,并且随口诌了几句,下面是他的跟帖:

“我想说得时,写什么文字都要有个想法,不要为了写而写,尤其诗这东西要讲灵性的。你没有一肚子愁,怎么写愁也是浮皮蓼草的。象这偷情,如果没偷过,就写成你这样子了。厚积而薄发,这薄也是有道理的,因为倒得太多,就不深沉了不是,就没有反刍的余地了,少了滋味。xx的文字不少,我就觉得无绪断语最好。

如果说文字是丝线,那么写出来的就是成衣了。有人天生手巧,又会织这个,又会织那个。有人就只会一两样。有人织出来的东东,不知道是什么,她却说是现代派的意境,你领略不了。就象芦芦的文字还是不错的,就是局部花样太好,整体倒没了型。明明是个长筒,他非说是裤子。我说只可能是麻袋,因为一边是封了口的。

说说我的偷情的感觉

小小的天地,(厕所)
挤着我和你,
不用甜言蜜语,
我们热汗淋漓。

外面的喧闹,
不是压力,
是催化剂。

紧绷的窒息,
游戏,
让我领略炙热的美丽。

我的沸腾,
熔化于你的丰腴。
绝妙,
是因为压抑。

你摒着呼吸,
你气喘吁吁。
在你的舌有余暇时,
它在我耳边偷我的汗滴。
“你快着点儿,
我老公在隔壁!”

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这首比较黄,我用这个做例子,是想说明此人的聪明机灵,说得好听些,就是他说的灵性。我基本不写诗,因为我知道我没有太多这方面的灵性。

旧帖重温(3)-风月两则


2006年4月25日, 星期二

讨论了半天要不要写风花雪月,觉得还是不写或者少写。过去偶尔也在“人生边上”写过几句话,找两则贴出来,让大伙知道我也曾风雅过。 :-)

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如果你判断当你打开本博客时,你现在的时间的质量比较高,请让我隆重推荐最近看到的两篇好博文,至少我看了让我觉得身心愉快:

1. 洪晃的解剖男人

2. Phiphy的量子箫和经典箫

如果你觉得现在你处于垃圾时间,接着往下看吧,

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刺秦的三部电影: 性·情·美

这三部电影,我不想,也不能,从政治的角度来看。非典期间,我重看了这三部电影。

我用我自己的眼睛看,得出这样的印象:

《秦颂》-性。
《荆轲刺秦王》-情。
《英雄》-美。

我眼中的电影,未必是导演眼中的电影。我说说我的印象,不是和别人抬杠,我没那兴趣抬杠,只是说说自己的印象而已。

《秦颂》中,姜文的秦王和高渐离-一个音乐家,荆轲的朋友-竟然是小时候的朋友。高是手不能缚鸡的音乐家,但胸中有可以钦服天下的音乐,与秦王的女儿栎阳公主上床,春风一度,居然将栎阳的瘫子治好了。 可见音乐与性的伟力。而秦王对女儿有一种暧昧的感情,与性也相距不远。

这部片子中的秦王有的是一种霸气,也只有姜文能演好。可惜姜文有点土气,不能将秦王嬴政这个第三十二代的秦王的高贵演出来,是个遗憾。话也说得太多,唠叨得象个女人,当然,是很牛的那种女人。

我喜欢许晴的栎阳公主。葛优的高渐离还凑合。

当然,与其他两部刺秦的电影一样,史实不是片子要尊重的。秦王登极的那个大鼎,大得异乎寻常,不是当时的技术可以铸造的。片子的黄色主调,在我看来正是性的本色,土但有力。

《荆轲刺秦王》中的情是一目了然的。

秦王李雪健与赵姬巩俐的情,秦王之母赵夫人与缪坶的情,以及秦王与吕不韦的父子情;最后,荆轲张丰毅和赵姬的情。所以,这个为情所困的秦王,为了一个更大的诅咒-统一天下,不得不让赵姬走,不得不杀了同母异父的两个兄弟,从而看上去是一个精神病患者。李雪健将秦王的忍演绎得非常好。他的秦王是一个奸雄。

看了这部电影,我只记得李雪健。

因为《英雄》大家已经费了许多口水。我再来一口也不多。

我欣赏《英雄》,是片子中的美。

首先,人性的美,侠客之间的惺惺相惜。只有达到一个艺术的最高境界的人才能产生这种惺惺相惜的感觉,所以长空才能相信无名以生命托付,所以如月对飞雪没有嫉妒的感觉。

打斗当然也美,飞雪与如月的情杀最美。最后的黄色转为红色,令人心碎和心醉。飞雪在每次打斗中的飘逸和华贵,永远的张曼玉。

我想也许张艺谋的目的就是美,所有的故事不过是衣架而已。刺客也只是无名,因为历史和故事并不重要。他想将中国的古典美一口气地表现出来,如开场不久长空与“大内高手”下围棋,在古琴的背景下;如残剑从书法中悟出剑道,这正好与张旭从公孙大娘的剑器舞中悟出书法相反-虽然公孙大娘是舞而不是剑。

陈道明的秦王有王者气象,一种接近于无为的王者,这当然和历史相距很远。

春访未名

礼拜天真是北京难得的好天气,好得令人觉得好象不是春天。今天的觉格外好睡,竟睡足了十个小时才起床。起床的时候,拉开窗帘,满目阳光,夹着窗外白杨的嫩绿,一起涌了进来。

照例的刷牙洗脸喝咖啡,然后打开电视,转到央视文艺台,看到大山在耍贫嘴。这家伙几年前的普通话说得还不咋地,现在居然一口京腔了。怪不得下死了决心在中国发展。泡完方便面,心想,去哪里啊?这么好的天气,待在家里太可惜了。去潘家园或者古玩城吧,全国各地坐火车来的商贩说不定就有一个感染了那个玩艺的,我自己一周前才回来,可能的潜伏期还没有全过去。算了,不去了。但是,干吗那?总不能坐在家里看电视,或者上网,或者做点儿学问什么的。

突然想起,最近得早点睡,去买点退黑素吧,买完了去北大转一圈,觉得这主意竟是妙不可言。走进同德堂,问人家有没有退黑素,人说有啊,拿出一瓶,价钱接近两百。“太过分了,怎么这么贵?”我问。他说还有脑白金。打死我也不要脑白金,我说还有没有别的。果然还有,中美合资的松果体素,只要八十多,也是60粒一瓶。其实,退黑素,松果体素和脑白金,都是一种东西,英文名叫melatonin。有些人以为越贵的越好,上当活该。中国还真有一大批这样的人,不然脑白金何以仍然大发利市?

出发,向着北大。由东门进去,一拐,就是未名湖了,好个所在!湖周的垂柳都发芽了,长长的枝条柔软潇洒。湖周还零散地开着北京到处可见的榆叶梅,红红的花朵连成一片。走过博雅塔,东操场的西边居然有一个练习攀崖的建筑,十几个人一起仰头看着一位很勇敢的妹妹爬到了百分之八十的地方。这位妹妹手长脚长,正休息一下,准备一举登上去。剩下的部分最难,陡峭的程度已经远远的超过九十度。

她吸一口气冲了一下,还是没上去,突然随着钢绳挂下来了,吓了我一跳。后来一个小伙子 在上到同样的地方失败。

湖边的石头,也许自许多年前到现在一直没有动过,不同的是现在坐在上面的学生当年还不知道在那棵树丫子上。真是春色年年相似,只是岁岁人不同罢了。当年年少伤春,坐遍湖边的石头,就是榆叶梅开的也很相似,只是开出的心思不同而已。

湖北的几个园子虽不似过去的荒芜,却也凌乱的很。到朗润园看一下,并没有看出什么,园中多出了一个研究院。原路回来,继续沿着湖边走,在湖的西北角有几树连翘、几树榆叶梅正开得烂漫,有一位摄影爱好者小心翼翼地在拍花朵,还有一位画家在写生。边上的一位女生问他:“那明明是迎春花嘛,为什么树上标着连翘?”画家说:“那也许是学名吧。”对了,与二十年前不同的是,很多花木现在都标着学名了。当年绕着湖转,只觉得花开乱眼,管它是什么花。

在西北角折而向南的地方,90年立了块碑,说明未名湖已是国家重点文物保护的对象,这以前没见过。可见我过去几年因为公事来过几趟北大,一直没有到未名湖。就是未名湖南面的几间土山上的老房子也成了文物保护对象。历史原来这么快就积淀下来,没准再过几年我也会成了活着的古生物了。恍如隔世的同时,悲从中来,不可断绝。不知是为了突然泛起的北大旧事,还是为了未来黯淡的黄昏。

离开未名湖,从燕南园旁经过,这里过去住过几位大牌教授。那几幢老房子看上去很破败,也曾梦想搬进去住过,现在让我住进去,恐怕会要思量再三。园草青青,生气不再,让人有黍离之叹,北大是不是也是这样地老去?

好在三角地边上的那个大大的平房还在,理发店还在里面,新华书店还在,还有那个曾经偶尔进去喝酸奶的杂货店。走进新华书店,很多是经济管理法律方面的书,大部分没有什么兴趣。居然看到一本翻译的《牛顿研究》,买了下来,还有一本《傅雷谈美术》,也买了下来。

西边有一个新建筑,当然对于我是新的,有了邮电局,二楼是北大出版社和书店,看样子这个书店比那个老新华书店要大。累了,不想再去逛书店了。对过去的新华书店还有一点感情,毕竟我看的第一本武侠小说是在那里买的,梁雨生的《萍踪侠影》。

再南边就显得很乱了,那里是学生宿舍,一点变化没有,只是觉得比以前更仄迫,可能什么变化也没有,只是我的感觉,这感觉也许是对照着校园周边的新的各色各样的大楼。学生永远是校园里待遇最低的一族,虽然他们的思想和外貌确却是最前卫的。我走到42楼下面,仰头看到最高一层,实在没有兴趣进去了。走了一茬又一茬的学生,楼 房显得无比的老旧,我又何必进去?

离开北大,我被怀旧的情绪和春天的明媚弄得心神无主。北大老了, 虽然年纪并不算大,只有将要踏出校门的学生才会给北大带出新鲜的朝气和活力。

附:当日所作打油诗一首

阳光
流成滚烫的白金
新生的白杨叶子
将我春睡摇醒
打开电视
我看到大山和谁
又在嘴贫
呀呀
这无聊的礼拜天
好的让我十分钟前的梦
蒸发得了无踪影

泡着一桶方便面
我细细思寻
人多的地方不能去
都市的活力隔开我
满身的蛮劲
只好打开窗户
活力变成噪音
一拥而进
我张大嘴打着哈欠
其实是贪婪地呼吸
这里不多的清馨

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现在重读上面的诗,觉得自己写这样的东西从来都是白描。

引用率


2006年4月23日, 星期天

学术文章的引用率在西方一直是一个评价一篇文章影响的重要依据。在中国,引用率引起大家的注意并成了评价一个研究者成就的一个指标是上个世纪末的事情。一方面,这代表了进步:一个研究工作如果没有什么影响,当然就不会很重要。另一方面,过分强调引用率也不行,会带来许多负作用,例如,年轻的研究者会特别注意流行的研究方向和问题,完全为了多挣引用率。加之,不同领域中同行的多寡不同,同行引用习惯不同,引用率很难作横向比较。文小刚说过一句话,引用率只反映了一般研究者对该项工作的评价,而一般研究者平均说来并没有太多的超前意识。中国国家基金委的一些人意识到只强调引用率的负面效果,但到目前为止也没有更好的办法。不过,用引用率做参考还是一件好事。我在台湾待过,那里的许多领域从来不看引用率。

最近几个作者提出的一个新的评价学术刊物的方法可以用来取代普通的引用率,避免文小刚说的缺点。他们的方法叫做Google PageRank Algorithm,在他们之前就有人提出。主要想法是,评价一个演员在演艺界的地位不但要计及有多少演员认可她,还要看认可人自身的地位。这样,演员们的地位指数形成一个线性系统,必须解联立方程才能准确确定所有演员的地位(具体做法是迭代)。例如,喜欢超女李宇春的粉丝们中有很多既没有影响也没有品味的人,他们自身的影响因子等于0,他们欣赏李宇春不能用来计算李宇春的影响因子。

李宇春的粉丝数是流行度(popularity),不同于流行度的是声望(prestige)。好莱坞一部电影的票房是流行度,能否获得奥斯卡的提名就要看声望了。同样,引用率是流行度,而Google数是声望。我们现在经常宣传的Science,Nature这些刊物的影响因子大,也不过是流行度高而已。政府有关部门在过去数年不遗余力地强调这些杂志已经在年轻人中造成不好的影响。如果你去各大学BBS的科学版看看,经常看到宣传这些杂志上发表文章的帖子,不是去祝贺谁谁完成了一篇高水准的文章,而是去祝贺谁谁又在Science上发表了一篇文章。可喜的是,我昨天去参加一个973答辩的预演,当答辩人提到这些杂志时,一个人站出来说,现在再强调这些会引起专家们的反感。

说到Science和Nature,我想起我们这行的Nuclear Physics B。这刊物在我做学生的时候是粒子物理中影响最大的,那时不论是老师还是学生,如果能在Nucl. Phys. 发文章就牛大发了,如果能发表几篇文章,就成大师了。现在的情况是,如果在Science或者Nature上发表几篇文章,也成大师了。不知道这样的枯木大师遇到黄药师的时候,还谈不谈Science和Nature?

刚刚有一篇研究工作将Google数用到Physical Review系统,他们的样品是这个系统在1893年-2003年之间发表的35万余篇文章。他们发现,排名第一的是Cabbibo的关于Cabbibo角的文章,这篇文章的引用仅仅是是第54名。而引用率最高的Kohn和Sham的文章排名第3。Google数前10名是

1. 1963, Unitary symmetry and leptonic…, N. Cabibbo.
2. 1957, Theory of superconductivity, J. Bardeen, L. Cooper, J. Schrieffer.
3. 1965, Self consistent theory…, W. Kohn, L. J. Sham.
4. 1964, Inhomogeneous eletron gas, P. Hohenberg, W. Kohn.
5. 1967, A theory of leptons, S. Weinberg.
6. 1944, Crystal statistics, L. Onsager.
7. 1943, Stochastic porblems in …, S. Chandrasekhar.
8. 1958, Theory of Fermi interaction, R. Feynman, M. Gell-Mann.
9. 1958, Absense of diffusion in …, P. Anderson.
10. 1929, The theory of complex spectra, J. C. Slater.

第10篇文章在Physical Review系统中的引用率只有100多次。在这篇文章中,Slater引进了Slater行列式来描写费米子波函数。这10篇文章的作者除了Cabibbo和Slater(还有Kohn的合作者),都获得过诺贝尔奖。

现在,按中国的许多部门规定,必须以SCI统计的引用率为准,只有大图书馆才能得到这些统计,而且得到的统计肯定不准。Google数虽然更加客观,但不切实际,谁来为你做这个繁琐的计算呢?

引力为什么要量子化?


2006年4月17日, 星期一

有一个朋友问,有什么论证引力必须量子化的经典文章?我自己真的不知道,以为引力必须量子化是一个folk theorem。

许多人的论证是这样的:如果其它物质都量子化,引力和物质耦合,所以也要量子化。比如我们考虑一个电子产生的引力场,如果电子本身量子化了,不能看成是一个固定的质量源,那么很难描述电子所产生的引力场。我想这是一个很好的论据。反对的人会说,我们可以只考虑电子能-动量在一个量子态中的平均期待值,然后用这个平均期待值计算所产生的经典引力场。例如,制备一个电子的高斯波包,假定能量按照这个高斯波包分布,就可以计算经典引力场了。在广义相对论中,我们可以将爱因斯坦的方程的右边的能量-动量张量用场论中的期待值来代替。这个论点似乎没有任何问题。

仔细想一想,要想实现上面的做法还是有很大问题的。现在我必须用几个简单的公式来说明。在单个电子的情形,假定它的波包的尺度是L,能量是E,能量密度就是\mu={E\over L^3}。根据测不准原理,密度的涨落是\delta\mu\sim \delta E/L^3\sim 1/L^4,这里我们用自然单位。所以,{\delta \mu/\mu}\sim 1/(EL),如果E本身足够小,就有\delta \mu/\mu\sim 1,这样,对单个电子或者任何单个粒子来说,引力场的定义是有问题的。当粒子数N很大时,简单的统计告诉我们,\delta E\sim \sqrt{N},而E\sim N,所以\delta \mu/\mu\sim 1/\sqrt{N},用量子平均的方法定义经典引力场只有当N足够大时才是可行的。

从电子产生引力场问题的另一个侧面可以看出引力必须量子化。如果我们将电子产生的引力场完全看成是经典的,我们会遇到当年Lorentz计算电子的电磁质量遇到的问题,在经典的层次上电子的电磁质量就会发散,Lorentz解决这个问题的办法是引入截断,例如假定电子有一个有限大小的尺寸,电荷在这个尺寸内均匀分布,这样得到的电子大小比电子的Compton半径要小一些。如果我们以类似的方法计算电子的引力半径,这个半径就是电子的Schwarzschild半径,远远小于Compton半径。根据测不准原理,在这个半径上电子的能量涨落远远大于电子质量(大约是M_p^2/m_e),这当然不行。当然,我们可以假定电子的引力截断很大,毕竟经典引力的实验验证直到亚毫米。无论如何,我们需要引进一个新的尺度,或者新的能标,在这个能标之下,经典引力才是正确的。可是,另一个问题出来了。我们知道,Lorentz的截断违背狭义相对论,只有现代的质量重正化方案才不破坏狭义相对论。无论是在牛顿理论中还是在爱因斯坦理论中引入引力截断,都要在一个新的能标上破坏相对论性原理。

很久以前,Ted Jacobson写过一篇很有意思的文章,他指出,应用熵正比于视界面积的公式和热力学第一定律,就可以导出爱因斯坦场方程。一般来说,时空中的任一个点并不在事件视界上,但对于一个加速观察者,任何一点都可能成为视界上的一点,只要我们精心选择这个观测者。在他的解释中,爱因斯坦方程成了热力学中的状态方程。这个推导很有吸引力,也许有人会将引力解释成热力学现象。这样的话,我们就要放弃基本粒子会产生引力这个假设,因为任何单粒子都谈不上应用热力学。放弃单个粒子产生引力直接与实验矛盾,考虑一个宏观系统和一个试验粒子,宏观系统自然对试验粒子产生引力,如果试验粒子对宏观系统不产生引力,总系统就会破坏惯性定律。进一步,粒子的引力质量等效于惯性质量,特别是,一个简单系统的相互作用能也对引力质量作出贡献。

我个人最喜欢的一个引力必须量子化的论据(据我所知还没有别人告诉我这个论据),就是类似20世纪初Planck发现量子的那个黑体辐射的紫外灾难。在一个空腔中,假如电磁波处于热平衡态,在波数kk+dk之间,自由度数是Vk^2dkV是体积,我们忽略了2和\pi这样的因子),每个自由度的能量大约是T,空腔中电磁波的能量是
TV\int k^2dk
这是发散的。Planck解决这个问题的办法是引进量子,也就是光子-虽然光子是后来爱因斯坦明确提出来的。现在,如果我们只承认经典引力波的存在而不承认引力子的存在,我们会遇到和上面完全一样的发散。我们可以引进经典引力的波数截断k_c,就像处理电子的引力质量一样,得到空腔中的引力波能量
TVk^3_c
要求这个能量不能大到引起引力塌缩形成黑洞,k_c就有一个上限
k_c^3<{1\over TL^2G}
可见,空腔的尺度越大,k_c的上限越小。让我们夸张一点选择宇宙尺度作为L,我们得到
k_c^3<T^{-1}(10^{-5}ev)^4
即使将微波背景辐射的温度带入上式,我们发现波数截断对应的波长截断远远大于1毫米。也许用宇宙尺度作为空腔尺度太夸张了,小尺度会带来小的截断波长,从而和现有的引力实验不矛盾。

除了以上的一些论据,我们熟悉的引力需要量子化的论点如下:

1. 宇宙的开始有奇点,黑洞塌缩有奇点,在奇点附近,经典引力理论完全失效,最有可能的是时空本身也失效,所以引力必须量子化。

2. 黑洞熵的存在隐含引力的全息原理,这个原理包含引力和所有其它相互作用。在一个低维的全息理论中,很难想象产生量子的物质而不产生量子引力。现在熟知的Maldacena理论完全是一个量子理论。

3. 这个论点也许大家并不熟知,但在我来说是最强的论点。宇宙的微波背景辐射涨落观测数据支持暴涨宇宙论,在暴涨宇宙论中,密度涨落由曲率涨落所引起,而后者与标量场一起作量子涨落才能实现。所以,我们几乎可以说引力的量子化有实验支持。如果未来的微波背景实验完全验证暴涨宇宙论,我们就完全可以说宇宙中的结构的形成是量子和引力的结果,而后者不仅仅是经典的。

4. FengCJ已经在跟帖中指出宇宙学常数问题的解决需要量子引力理论。

……

数字游戏


2006年4月4日, 星期二

在最新的Polchinski的文章中,他给出一个关系:

\rho_V=e^{-283.2}M_P^4

用自然对数是自然的。他问,我们能不能解释283呢?遗憾的是,我相信,他支持的人择原理也许永远不能解释283,除非用我本帖最后提到的方法。

要了解283.2是怎么来的,我们先看Polchinski用的是什么Planck质量。如果定义M_P^2={1\over G}(在自然单位中),我们就有

M_P=1.22\times 10^{19}Gev

现在,暗能量大约是\rho_V=(2\times 10^{-3}ev)^4,所以

\ln {M_P^4\over\rho_V}=\ln (0.61\times 10^{31})^4=283.54

Polchinski得到283.2,因为他忽略了\ln1.38=0.32。不论是283.2还是283.5,我们将小数点后面的数看作是高阶修正,所以,最重要的是解释283。

如果Pauli还活着,并且生病的话,估计他的病房号应该是283,而不是137。

Ramanujan说,每一个数都是特别的,283也不例外。首先,我们注意到,283其实是一个素数,介于16^2=25617^2=289之间。其实,有一个很漂亮的等式:

283=256+27=4^4+3^3

如果我们要将numerology(数字命理学)进行到底,我们说,时空是4维的,所以有4^4,但这不够,因为空间是3维的,还应加上3^3。不过,如果Pauli听到我的理论,一定会气得从地下爬起来。

用Planck质量做单位不一定很有道理,比方我们可以换用约化的Planck质量做单位,其定义是M_p^2={1\over 8\pi G},这样,M_P=2.43\times 10^{18}Gev。我们就有

\ln {M_P^4\over\rho_V}=\ln(1.215\times 10^{30})^4=277.1

现在我们的任务是解释277,可怜的Pauli,他不得不从283号病房搬到277号。他聊以自慰的是,277还是一个素数。我现在没有了先前的4维时空和3维空间的理论了,不过,283和277之差是6,一个完全数。并且,277和365天相差是88,多么吉利的数字!

最后我想提一下,人类的平均怀孕期是280天,不论是283还是277,都在一个标准误差范围内。既然要提倡人择原理,将这两个数做比较大概不算太过分 :-)

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写好本帖,我用代理到Motl的博客那里走了一遭,他终于停止了无休止的关于政治和全球暖化的长篇大论,给了一点点时间给物理学,下面是他的最新帖子:

As Amanda from SG has reminded me, Joe Polchinski participated at the Solvay Conference and gave an interesting talk about the cosmological constant and the string landscape that you can now see in the written form. I think that he defines very well what the problem is - more precisely, what the three problems are - and what are the two basic categories of explanations of the value of the cosmological constant. I would call these two categories “genuine explanations” and “non-explanations”, but it is a matter of terminology. Many readers consider Joe’s review to be the best available defense of the anthropic reasoning.

The paper is recommended especially to everyone who thinks that the cosmological constant problem is an easy problem. Joe shows how the loops contributing to the Lamb shift couple to soft gravitons which is why you can’t declare the short-distance physics “absent”. Our colleagues who are experts in numerology will surely try to explain why

vacuum energy = exp (-283.2) Mplanck^4
Where does the number 283.2 come from? ;-)

他最后提到numerology,你看,我已经作了最权威的numerology解释,从此登上民科大师的宝座。

爱因斯坦的理性主义及其对弦论的影响(2)


2006年4月2日, 星期天

西方用纯理性来把握自然规律的传统并不是自爱因斯坦始,爱因斯坦作为和牛顿一样划时代的人不过成了一种象征,当然,他的广义相对论的巨大的成功给他带来对理性的空前的相信。他的名言:“宇宙中最不可理解之处的就是宇宙可以理解”说明了用纯粹思维可以把握宇宙,进而使得他相信:“某种意义上,我相信,纯粹思维可以把握实在,如同古人梦想的那样。”进一步,他说:“一个象我这样的人存在的意义不能以他做了什么或者他的经历作判断,而是根据他思考什么和如何思考去判断。”

爱因斯坦的纯粹思维其实是包括了实验的影响,理论必须建立在实验的总和上,而仅仅以实验本身出发是无法达到理论的高度的。也就是说,概念是纯思维的产物,而不是实验的产物。另一方面,用没有实验的纯粹思维来总结自然规律在希腊就有了,到了亚里士多德那里,纯粹思维居然得出重的物体下落得快,轻的物体下落得慢得结论,这要等到伽利略来做实验才知道是错的。我们通常说西方科学起源于培根,那是因为培根将实验提高到它们应得的位置上去。

另一个现代科学之父是笛卡儿,笛卡儿同样强调要拒绝纯粹的假设以及带有情感色彩的信念,而只接受通过系统的实验得到的想法(我想当时所谓民科思维方式太流行了,所以需要笛卡儿这样的人专门反对这种思维方式)。当然,笛卡儿更为著名的是强调理性思维,“我思,故我在。”

我经常喜欢讲的一个故事就是关于概念如何只能是思维的产物的,更具体地说,物理学中的可观测量取决于理论本身。我们知道,海森堡在建立矩阵力学时发现,所谓的原子中的电子轨道不是可观测到的物理实在,只有轨道之间的跃迁几率才是可观测量,因为这些量与电子发出的光的强度有关。在他的理论中,跃迁振幅可以写成厄米矩阵。后来量子力学系统发展出一个重要的概念,只有厄米算苻才是可观测量。海森堡在建立矩阵力学的过程中深受爱因斯坦早年建立狭义相对论的影响,因为在狭义相对论中,时间只有在作了操作性的定义后才是一个物理量。海森堡在见到爱意斯坦时对后者说,你的“理论中只允许可观测量存在”对我的量子理论有很大的影响,爱因斯坦听后对海森堡说“我已经改变了看法,只有理论才能决定什么是可观测量。”爱因斯坦无疑也是对的,因为可观测量是理论结构的一个重要部分。

弦论在前一段时间遇到的德西特空间的挑战,其中一个关键难题是,德西特空间不能包容我们熟知的可观测量,也就是量子场论中的散射矩阵。德西特空间在某种意义上是一个有限的空间,在一个有限的空间中,我们不能定义量子场论中的绝热渐近态,也就无从定义散射矩阵。有一些激进的人如Susskind,觉得应该放弃德西特空间。我觉得我们应该从爱因斯坦所说的中找到解决问题的途径,既然过去的理论决定的可观测量可能与观测矛盾,何不寻找新的理论结构?

另一方面,弦论研究者将爱因斯坦的“纯粹思维可以把握实在”发挥到了极致。在宇宙学家们利用超新星作为标准烛光发现暗能量之前,弦论家们一直坚信宇宙学常数等于零,因为这似乎是弦论中唯一可以理解的结果-当然,弦论直到今天也无法给出宇宙学常数等于零的理论。Witten在暗能量发现的几个月前还在说,一个不为零的宇宙学常数难以置信。后来,A. Zee喜欢嘲笑这些自以为世界上最聪明的人:“理论界最好的最聪明的人错过了一个预言不为零的宇宙学常数的黄金机会,这个机会如同年轻的施温格计算电子反常磁矩的黄金机会一样。”[1]

[1] A. Zee, hep-th/0403064 , Mod. Phys. Lett. A19 ( 2004) 983.

一个新博客、Randall和Foster及其他


2006年3月31日, 星期五

是凌意的博客,也不算很新,满月了

yling

Lisa Randall的崇拜者可以去看看和她的《Warped Passages》有关的信息

Kaku说她有些象Jodie Foster,有几分道理

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这段音乐请大家听听,李娜(昌圣法师)唱的

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本来无意上这个帖子,突然发现这个月的帖子数是13,不喜欢,所以就有了这个第14个帖子。

人无迷信不可,太迷信也不行。

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既然univer提起《安娜与国王》这事,我顺便聊几句。这部电影是根据安娜·里欧诺文的一本书拍的,里面的故事据说大半是安娜·里欧诺文的虚构。由于安娜强调了泰国的现代化与她有关,引起泰国人的不满,所以泰国禁演了《安娜与国王》。我相信泰国人不会太在乎她虚构的与国王的爱情,国王有那么多老婆,多她一个不多。

自然,Jodie Forster的演技总是好的,周润发演的也好。放眼看去,如果请大陆的男演员来演国王拉玛四世,估计只有陈道明能演出味道来。

拉玛四世是朱拉隆恭的父亲,而朱拉隆恭是真正将泰国现代化的那个人。两年前我去朱拉隆恭大学访问,到过朱拉隆恭的夏宫,下面就是在那个夏宫拍的一张照片。朱拉隆恭拥有据说是泰国的第一个西方式浴室,我也看到了。自然,他象他的父亲一样有许多老婆。

朱拉隆恭大学不是朱拉隆恭本人创办的,而是他的儿子为了纪念他创办的。

照片中的那个女孩子我不认识,也许她看出了我不是泰国人,所以挤过来一起拍了这展照片。

爱因斯坦的理性主义及其对弦论的影响(1)


2006年3月9日, 星期四

这个题目比较正式,因为我打算将这个系列连贯成一篇文章以应《科学文化评论》的约稿。

说到爱因斯坦和弦论的关系,人们会立刻想到统一理论。爱因斯坦的半生精力花费在追求统一理论中,他的第一篇统一场论的文章完成于1922年1月份,在时间上早于量子力学的建立,也早于玻色-爱因斯坦统计的发现。第一个试图统一引力和电磁力的理论是外尔作出的,外尔在广义协变性之外引入了共形不变性,从而将电磁势和时空度规联络结合起来,这个理论很快为爱因斯坦本人否定,但外尔成了引进规范不变性的第一人。外尔的理论出现在1918年,在广义相对论建立后不久。卡鲁查受到外尔的启发第一次将4维时空推广到高维,高维时空的对称性在4维时空看来就成了规范不变性。卡鲁查的理论同样早于爱因斯坦本人的第一个理论,发表于1921年。外尔和卡鲁查的理论都失败了,但理论的核心思想一直留存到今天,在弦论中得到了体现。爱因斯坦从1922年起直到去世前一天,都在研究统一场论,一般人已经无法统计他尝试了多少种理论,许多人认为他后半生的不懈努力是一个悲剧。

要说明一下,爱因斯坦在他的第一篇统一场论的文章中没有提出新的统一场论。他和合作者试图在卡鲁查理论的没有源的纯粹场方程中找到没有奇性的点粒子解,这样的解用今天的术语说就是孤子解。爱因斯坦的尝试是想完全统一引力和电磁力,包括电子。所以,爱因斯坦的这个尝试早于弦论中将弦和膜看成孤子解许多年。当然,他和他的合作者失败了,没有找到他们想要的电子解。

将爱因斯坦的不成功的努力看成悲剧显然是非常片面的,这种看法源于一种误解,以为爱因斯坦的后半生完全脱离了物理学的主流,完全为追求简单的数学结构所误导。爱因斯坦本人的出发点是物理的,也许在他的心目中,一个成功的统一场论将会象他的广义相对论一样,在新的理论取代旧的理论的时候,新的理论同时预言了新的物理现象。可以说,广义相对论的出现是为了解决新的相对性原理与牛顿引力理论的矛盾,而光线弯曲这样经典的新物理是很难简单地由两个旧的理论直接看出的。事实证明,即使是新的原理-等效原理,也只能解释光线弯曲的一半,另一半则由空间弯曲给出。类似地,爱因斯坦想,新的统一理论会给出一些出人意料之外的预言。从另一方面看,爱因斯坦的努力也没有脱离物理影响。在1922年,他还完成了多普勒现象在量子论中的体现的论文;1923年,他完成了一生中最后一篇实验物理文章,关于毛细管。

然而爱因斯坦的毕生信念的确是简单而优美的统一,世界上所有的物理现象都根源于一个简单的物理原理,或者一个简单的形式理论。这个信念在一段Gross经常引用的话中发挥到极致:

“自然界是由一些被强制性决定的定律所制定,在这些定律约束下,所有可能出现的常数都被固定了,一旦改变这些常数,整个理论就会被破坏。”

(原文: Nature is constituted so that it is possible to lay down such strong determined laws that within these laws only rationally completely determined constants occur, not constant therefore that could be changed without completely destroying the theory。 如果这段英文不是爱因斯坦自己说的,也应该很近似他的德文原话,因为这段话的意思很难用另一种方式更加优美地表达出来。)

这段话代表了典型的极端还原论者的看法,而Gross是弦论界中的一个极端还原论者。我本人虽然不是一个极端还原论者,但日常研究的过程是受着这样的极端信念推动的,这就规定了我的研究内容,那就是和大部分弦论者的研究内容一样,尽量避免以纯粹唯象作为出发点。可是我到底不是一个极端还原论者,所以近几年的一些工作中,包括全息暗能量,有一些唯象的参数出现。而根据Gross,象弦论这样的理论中应该没有可调常数,没有任意性。这种极端观点可能会对健康地发展弦论带来危害。

对以上信念的全面反动是最近被讨论得最多的弦景观(string landscape)和人择原理,相信弦景观的一派弦论学者以为,没有原理会对一些物理学常数作出任何约束,相反,很多物理学常数,甚至相互作用形式,都是任意的,是类似今天的温度这样受着环境决定的参数。我们这个世界中的物理学常数之所以取今天的值,是偶然的,有些与观测者出现有关。毫无疑问,如果爱因斯坦活在今天,一定会说,如果自然界真是这样的,我宁愿做一个管子工,而不来研究物理。

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