2007年9月 文章存档


难(2)


2007年9月29日, 星期六

今天开了1万个科学难题编委会会议。

我已经上传了10个骨干问题,当时我的理解是,我的专业主要是弦论,而宇宙学未必完全属于物理学科,所以提的问题偏弦论,也覆盖了一些宇宙学。下面我大胆地列出我提的10个问题,今后我还会补上10个左右纯宇宙学问题。所有这些问题我都建议两个左右的专家来写介绍,这些介绍将在8百字到2千字之间,包含5篇专业文献。

今天在这些问题后面加一些解释,说明我为什么提这些问题。

1 黑洞熵问题

我本来的提法是量子黑洞问题,后来葛墨林老师建议这个问题太大,所以就缩小为黑洞熵问题。无庸置疑,这是量子引力的中心问题。任何逻辑上自洽的量子引力理论首先要解决这个问题。

弦论只是解决了特殊的黑洞熵问题,圈引力没有完全解决这个问题。对最为普通的Schwarzschild黑洞,可以说我们一无所知。

2 暗能量是常数吗?

有人干脆提“宇宙学常数”,这属于一个概念提法,大家认为要尽量避免,这么提一来不是问题,二来含义模糊。我提这个问题的目的也是为了使得问题成为具体问题,不能太大,也不能太小,而且可能在不远的将来得到解决。

3 一个宇宙学的全息理论

这个问题来源于弦论对全息原理的认识,但不局限于弦论,相信很多研究量子引力的人认同全息原理。我提的这个问题不能理解为任何宇宙学背景的全息理论,而只是某个宇宙学背景的全息理论,因为据我所知,目前我们还没有一个含有大爆炸类空奇点的宇宙学背景的全息理论。当然这个问题可以推广为一般宇宙学背景的全息理论,甚至不确定宇宙学背景的全息理论,但我自己不喜欢所谓background independence的提法。

4 QCD的一个弦论表述

从这个问题开始我局限于弦论了。近来对夸克-胶子浆的研究说明弦论对于强相互作用的研究还是很有帮助的,所以我们当然要追问这个“古老”的问题:QCD是弦论吗?如果是,是个什么样的弦论?

5 弦景观的结构

弦论作为量子引力理论和统一理论有无预言能力最近成为争吵的焦点,所以弦景观的研究变得越来越重要。弦景观到底存在不存在?如果存在,结构是什么样的?我们能够预言吗?

6 AdS/CFT中弦的量子化

AdS/CFT目前还是唯一有严格定义的全息理论,弦的量子化一直没有解决。

7 弦论中标准粒子模型的实现

不多不少,我们要正确的规范群,大小正好的耦合常数,轻子和夸克……

8 弦论中暴涨宇宙学模型

虽然有所谓的brane inflation,图像是建立在弦景观的基础上的,所以不够扎实。我们需要一个完全扎实而且可以解释已知实验的弦暴涨模型。

9 弦论中宇宙弦产生的定量研究

不用多说,宇宙弦的观测也许比LHC对弦论更为有效。那么,我们的预言是什么?在一个Hubble尺度内我们到底能够有多少弦,有什么样的弦?

10 弦宇宙学的初始条件问题

这个问题已经从哲学问题变成物理问题了,这个问题和弦景观,人择原理,量子宇宙学,等等,都有关系。

好了,我就写到这里,大家批判吧。


2007年9月25日, 星期二

一座没有桥的桥,浪漫的叫蓝桥,亲切的叫斯坦福桥。

一个没有了霸气的指挥,黑色的风衣,在没有风的伦敦,衣摆低垂。

三场比赛,两平一负,绝世剑客,失手的悲怆。

已经注定如此,只有他一人知道,此时此刻。

别,是如此突然,对于我们。

别,是如此深思熟虑,对于他。

“黯然销魂者,唯别而已”,我们对他说。

“离别通常是为了相聚”,他说,用拉丁的口音对我们说:“没有离别,哪有相聚?”

是的,我们记起来了,在古龙的记事本上,一个古侠曾经说过:“没有相聚,哪有离别?”

过去的三年,一个步入中年的剑客,圆了一个青年翻译的梦。

一段冷蓝色的梦,也成就了我们的相聚。

三年前,我们也曾有过离别。和意大利人的洒泪而别,是今天更加凄美离别的前奏。

从那场离别开始,江湖上掀起腥风血雨。

江湖,是局限于英伦的江湖。江湖人物,有早已功成名就的弗大先生,有弗大先生的对手,阴沉胜于率性的温老教授。

当时的温教授,已经快有47场不败,这是令人胆寒的战绩。弗大先生的功名果然不虚,就在对手陶然而乐的时候,挑教授于马下。

那个怀揣不传之秘的中年人,眼中并没有教授,他知道,他的最可怕的对手是弗大先生。

在弗大的冬季魔咒声中,蓝军一骑绝尘。从此,每个江湖浪人在踏进蓝桥的时候,心中惴惴。

中年剑客在蓝桥从没有失手。在辉煌的战绩中,剑客的双鬓不自觉地白了。

传说多种多样。有说剑客的白发是因为场上的慎密指挥和场下对蓝军的心理呵护,又有说剑客为罗曼不信任和他周围小人的翻云覆雨而晨夕不安,更有说是伦敦的雾气染白了剑客的双鬓。

不论是绝地反击,还是客场坚守,从诺坎普到蓝桥,从蓝桥到诺坎普,6场欧冠,冷艳蓝和蓝红军团共同为我们,也为未来的球迷奉献了6场经典。

经典已经逝去,欧冠也只是一梦。梦未醒,而狂人剑客与俄资大鳄已渐行渐远。与足球无关,与政治有关。拉丁的热血与来自北方的冷血从来没有交融,何况夹带其中有那么多足球政客,将阿布包围。

剑客垂下花白的头颅,悄然而去。留给蓝军的现役球员和未来球员,是不可逾越的记录:185战124胜40平21负,三年六冠。

唯一遗憾的是,在欧洲赛场,蓝桥一阻于红军,再阻于红军。从来就没有完美之美,缺憾之美,是人间的美,美得令人怀念。

剑客说:现在我向往的是另一个江湖。剑客说:我还会再回英超。剑客说:我给切尔西,我给英超留下了不灭的印记。再见,弗大!再见,教授!再见,拉法,另一位流着拉丁血的剑客。

你走之后的谶语,肯定不是“我们拥有最顶尖的球员,在此请原谅我的自大,我们还拥有最顶尖的主教练”,而是“如果你没有鸡蛋,就做不了煎蛋,这也通常要取决于鸡蛋的质量。”

你不是独特的一个,你是起于平民打破成法的一个,你是成立于伊比利亚、辉煌于英伦、即将步入更大辉煌的一个。

你走之后,切尔西依然是蓝色,你走之后,切尔西也许不再达到那个慑人的记录,却可能在将来登上欧洲之巅。如果有那么一天,身体中流着你留下冠军之血的蓝军首先会想到你,球迷首先会想到你。

在遥远的天之涯,一个论坛,一个球迷,一个女球迷,一个平凡的网名:蓝色小姑姑,这么说:

青青是你旧时的衣领,
悠悠是我此刻想你的心情。

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2007年9月22日, 星期六

最近四部委组织10000个科学难题征集活动,主要目的是为研究生和博士后提供一些研究方向,为更加年轻的人提供刺激,这个目标没有问题。

(新闻见“10000个科学难题”征集活动启事”

作为受邀的物理学编委,我觉得提难题本身其实是编委的真正难题。每个编委要拟出10个难题,这是真正的挑战。对于一个研究领域极其窄的人来说,10个难题也许不多不少,正好将他自己目前研究的小领域概括了个大概。而对研究领域较宽,甚至同时在不止一个领域里摸打滚爬的人来说,也许100个难题才够。我的主要研究领域是弦论,近年来又去研究宇宙学,两个领域加起来,如果真的用10个问题来概括,这些难题不用说对研究生和博士后是难题,对两个领域的所谓大牛来说都是难题。可是从1万个科学难题这个计划来说,绝大多数难题不应该是真正意义上的难题。

那么有人会问,什么是真正意义上的难题?现成的例子是希尔伯特23个数学问题,1900年提出之后,到今天为止16个问题被解决或部分解决,少数问题没有被解决,更少数的问题根本不会有答案。在被解决的问题中,解决的方法和过程对数学产生了很大的影响。希尔伯特的23个问题中只有很少几个是当时已知的著名问题,如黎曼猜想,所以这些问题的提出反映了希尔伯特本人对数学的深刻理解。

我想征集1万个科学难题的主要目的不是找出类似希尔伯特提出的那些问题,而是相对小的、解决了对本学科也有一定推动作用的问题。这方面的例子有丘成桐提出的100个几何问题,这些问题对几何领域中的人来说都有一定的难度,对年轻人来说却又是可能解决的问题。既然如此,你会说,那就按照这个模式提你自己领域中的难题吧。对我来说这肯定是更加实际的,但问题来了,如果你完全无视本领域中的人所共知的大问题,你肯定失职了,何况,你怎么就知道没有天才的年轻人会解决那些问题呢?

看来只有折中,找几个大难题,找几个小难题。这也不是最好的办法,因为这些难题放在一起谁看到都觉得别扭。大难题不用我找,D. Gross在弦论2000大会上已经征集过,那时用的名目很“强大”,叫新世纪10个物理学问题,其实这些问题基本是弦论中的问题。自然,由于弦论的目的是统一基本力和找到量子引力理论,有些问题也会和相关的领域有关,如宇宙学和粒子物理。当时因为Gross等人的口气太大,引起了其他物理领域的一些反弹。Gross的确很精明,04年在Santa Barbara的理论物理研究开了一个“物理的未来”会议,会议将物理分成8大领域,每个领域请来一到三个最好的专家来预言未来的发展。在会议结束的时候,Gross总结出来一些物理问题,这些问题还是类似希尔伯特问题。

不过需要强调的是,不同科学分支的问题的提法可能会很不同。数学本身以解决问题为重要组成部分,所以问题可以提得非常具体。物理有所不同,比如,粒子物理得问题可以有很大的问题如统一理论,也有很具体的问题如中微子质量。宇宙学也是如此,我们可以问宇宙的起源到底是什么,也可以问宇宙早期的密度涨落产生的起源,更可以问密度涨落谱的具体形式,这是逐渐变小的问题系列。

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2007年9月19日, 星期三

T. Banks接连两天讲他的holographic宇宙学和de Sitter理论,都是野心很大从而很困难的计划。

私下聊天时他说,他的年纪已经足够大了,可以集中精力做这样的事情了。T. Banks关于de Sitter时空与超对称破缺的第一篇文章是

Cosmological breaking of supersymmetry? or Little lambda goes back to the future 2

文章的中心想法是,de Sitter半径,或者宇宙学常数是不可计算的,应该作为理论的基本出发点。超对称破缺则是可以决定的,超对称破缺的能标应该和宇宙学常数有关系,具体是

\Lambda=M^8/M_{pl}^4

其中M是超对称破缺能标,如果左边取观测到的暗能量值,M_{pl}取Planck质量,这个式子预言超对称破缺能标是1Tev,正好是LHC应该可以探测到的。他的“理论”预言一个很轻的gravitino,质量大约是\Lambda^{1/4},也就是10^{-3}ev。

Banks等人关于de Sitter的最新文章是

Towards a quantum theory of de Sitter space

这篇文章继续研究他们提出的fuzzy sphare上费米子理论,建议如何找出单粒子态和黑洞态。这是很不容易的,因为理论是建立在de Sitter视界上的,而粒子态和黑洞是de Sitter内部的物体。关于de Sitter视界上的第一个matrix model是我提出来的:

Matrix Model for De Sitter

我的理论今天看来还是很粗糙的,那时也想找出de Sitter内部态,只是无从下手。也许Banks等人的理论有些希望,希望有多大实在难说。和这些工作相关的一个很有意思的工作是E. Verlinde等人的:

De Sitter Holography with a Finite Number of States

这个理论同样很困难,这些作者自己也没有后续工作。总结一下,7、8年以来,只有少数人有胆量在这个极为困难的方向作出尝试,这些少数人中的少数人有胆量发表了自己的建议。

如果存在永恒的de Sitter时空,我个人认为相应的全息理论一定是视界上的某个理论,可能很像Banks等人提出来的,也可能和Verlinde等人的建议有关,而我的建议中能保留下来的最多是fuzzy sphare部分。也许最后的理论和这些都无关。

自然,是否存在永恒de Sitter时空还是一个争论很大的问题。如果landscape存在,又或永恒暴涨存在,永恒de Sitter时空可能就不存在。我个人仍然倾向landscape本身值得怀疑。也许最先决定这些不同理论谁优谁劣将是实验,例如,Banks预言超对称一定在Tev能标上破缺,而landscape对超对称能标很宽容,几乎没有预言。

Banks和Fischler的第一篇关于全息宇宙学的文章是

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2007年9月16日, 星期天

在从两字题转到一字题的时候,就想到黑泽明的《乱》。

不好意思,我没有看过《乱》。黑泽明的这部古装经典出来的时候,正是1985年,那一年,我在罗马。

那时候,可以说还很年轻。头发很长,见识很短,志气很高,口袋很瘪。

在罗马街头乘车的时候,能看到《乱》的海报贴得到处都是,特别是有轨电车候车亭。好像有很多天,罗马是满城尽贴乱字海报,海报见后。

从馒头陈的《无极》到贺岁冯的《夜宴》到暴乳张的《满城尽带黄金甲》,估计都受到《乱》的影响,只是,三大名导看到的都是古装而已。

其实如果要向谁谁致敬,不如学学塔伦蒂诺,向普通导演致敬。

标题为乱,不是向老黑泽明致敬,而是因为找不到一个集中的话题来侃。

先谈谈物理。

好长时间没有看Peter Woit的博客,前几天去看看,他依然不知疲倦地和弦论的风车作战。在

Physics World on String Theory

中,他提到Fred Goldhaber批评string landscape的文章,Fred Goldhaber将这个研究计划说成反科学,而Woit自己宁愿叫伪科学。Goldhaber说相信landscape的人是反科学的左派,因为这些人选择相信由于世界根本的随机性,有些现象我们永远不能理解。谁是反科学的右派?自然是那些相信上帝以及超自然力量的人。

不无讽刺的是,我最近在表面上看居然很像反科学的左派,从研究eternal inflation开始,到和王一写人择原理,到目前思考Henry Tye的导体landscape图像。Henry和大多数反科学左派不同的是,他认为即使在landscape上,也还是物理在主宰世界的走向,而不是纯偶然性。我注意他的图像,原因之一是他在北京,原因之二是我们还能做计算,正正经经的量子力学计算,而不是blah,blah,blah……

我不说我相信什么,我只是想对所有有趣的东西都尝试一下,如果知道这些梨子的滋味不好,尝过再放弃。

Woit的天敌Motl也没有忘了嘲笑他,不知从什么地方弄来一张合成画,名字叫Smoit

smoit1.jpg

Motl的捷克同胞,Martin Schnabl,最近获得一笔European award,他的主要工作是开弦场论。String theory gets European award,这篇文章中说,Martin Schnabl小组在研究两个方向,how the universe materialised as a random fluctuation of a vacuum state, and a common explanation for all sub-atomic particles,即宇宙学和弦论,倒是和我的小组一样。这个欧洲“杰出青年”每年有20多个奖,在5年时间内的研究经费超过一百万欧元。关于Schnabl的计划,见The Project

一边有人获得基金,一边string war在继续中,见

How To Test for an 11-Dimension Universe? Stay Tuned

更多的关于

Stringscape

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9月18日凌晨插播:

我写本博文时提到的天涯金乌鸦海选十强出来了,我家蛋蛋果然不负众望排位第一,可惜犯罪孙只得了男子组第三,希望在后面的比赛中能够继续努力。我本来以为酵母郭过气了,居然还是第一,抄书的人就是牛啊,不服不行。

第四届金乌鸦杯海选结果公布

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2007年9月13日, 星期四

我不怎么喝茶,原因是觉得茶喝起来没有咖啡过瘾。我是大块吃肉大碗喝酒派的,所以不十分喜欢茶道慢吞吞的雅意,喜欢咖啡的豪爽浓烈。不过,轮到吃饭,我还是坚持精细而非粗放。

尽管不那么爱茶,家里有茶必须消费掉,所以合肥的家中最近买了一套简单的茶具,有时和老婆,有时一个人,细细的泡上一壶,一壶三泡,就着茶梅,也很安逸。这么泡茶其实和喝咖啡的意思相去不远了:

teaset.jpg

边上有一瓶腐乳吧?是的,我吃方便面一定要腐乳的,并且不喜欢传统的方便面,喜欢炒面。

其实我不是想晒这么简单的一套茶具,我想晒晒最近买到的两条茶鲤。

和金鱼相比,锦鲤一般比较怕人,我们常看到的大锦鲤与主人亲近,那是因为长期调教出来的。我在合肥的四条锦鲤就很怕人,不但不从我手中取食,人站在附近都不愿意吃食。很多人说茶鲤亲人,用一两条茶鲤就可以带动其他锦鲤亲近人。所以,本月2号去了一趟大森林花卉市场,果真买回来两条茶鲤,只有10多公分,但健康喜人。有机会就坐火车将他们带到合肥去。据说,茶鲤是长得最大的品种,一般能够超过一米的锦鲤基本上是茶鲤。

我的银鳞蓝茶:

lancha.jpg

我的落叶:

luoye.jpg

所谓落叶,就是蓝地的茶叶配以橙黄贴分,橙黄色就是秋天的落叶了。上面的落叶明显是落叶将蓝地盖得密不透风,不够理想。考虑到落叶不多见,只好将就了。下面是蓝茶和落叶的合影:

chahe.jpg

最后,看一看一条顶级的银鳞落叶(口水啊!)。这条鱼我们过去在这里贴出过,他的蓝地很像我的银鳞蓝茶

10_zop1ejqqahqo.jpg

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这里有一个喂茶鲤的视频

茶鲤是绿茶,可惜看不见主人,除了手。

解剖


2007年9月10日, 星期一

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。

  • Bousso的排除法
  • (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10^{-36},如果我们用Planck质量为单位,这个小数比10^{-120}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10^{-10}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\Lambda_0,并且有电场E,那么真空的真正能量密度是\Lambda=\Lambda_0+1/2 E^2。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q,那么电场是量子化的E=nq,真空的能量密度就是\Lambda=\Lambda_0+1/2 (nq)^2。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nq而是(n-1)q,而能量密度也会改变,两个能量密度之差是\Delta\Lambda=(n-1/2)q^2

    现在,我们可以从一个很大的\Lambda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q是一个量级。这样,要解释很小的能量密度,就得解释为什么q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q,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。

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    2007年9月7日, 星期五

    这几天白天的时间过得很紧凑,几乎没有时间阅读。

    礼拜一下午和Henry以及大伙讨论Bousso的文章,主要是由那篇文章出发让大伙随机地聊,这是研究最有效的形式之一,所以周末不得不仔细读一下Bousso的文章了。如果可能,我会将讨论的亮点在博客上总结一下。

    两天前Krauss等人贴了一篇人择原理的文章

    Anthropics and Myopics

    题目的意思是人择和近视,还没有时间仔细看。Lubos很快评论了这篇文章

    Fertile patch of the heterotic landscape

    不论你同意不同意Lubos的观点,他的一些想法还是很有意思的。例如,他说,人择原理支持者们不原意承认用人择原理其实是一种用已知的观测数据来推测理论,但事实是,你在建立landscape时已经用了量子力学,已经用了string theory,所有这些,都是建立在数百年的观测基础上的。当然,广义相对论本身也是建立在实验基础上的,所以,彻底的人择原理信奉者必须走到Tegmark的地步,认为所有自洽的理论,包括纯粹数学,都应该进入被选择的范围。

    如果这样,Lubos没有指出,但任何一个可以思考的人马上就想到,智慧生命的定义就非常宽泛了。如果我们定义只有人类才是智慧生命的选择范围,那么和人类相关的一切事实都可以拿来做选择条件,包括量子力学,广义相对论,等等。

    要了解更多Lubos的观点,请看上面的链接。

    今天累了,明天再聊。

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    文字游戏

    我觉得文字游戏玩得好的还得算写《爱丽丝漫游奇境记》的卡洛尔。卡洛尔的恶搞成名作品,比中国目前流行的恶搞早了150年,说不定卡洛尔本人还不是最早的。

    央视的体育解说喜欢用成语至少是宋世雄开的头,到了韩乔生那里被发扬光大。成语用多了不知不觉开始被恶搞,最后成了经典,如迅雷不及掩耳盗铃之势。这种无厘头和卡洛尔的无厘头没有什么太大的不同,如有不同,那是在卡洛尔那里是有意为之,在韩老师这里是说溜了嘴。

    专门以游戏文字为业的大仙整天玩成语接龙,如将韩乔生的经典发展成:

    迅雷不及掩耳盗铃儿响叮当之势

    甚至到

    迅雷不及掩耳盗铃儿响叮当之势在必行云流水

    偶尔玩一玩还是蛮有意思的。

    宋世雄和韩乔生的装文当然问题多多,有一个简短的分析文章:

    用成语,中国人不如外国人

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    中山公园

    中山公园从本月6号到12号举办锦鲤和金鱼大赛和展览,我直到今天才找出时间去看看(9月9号)。

    从规模到参加的单位数目,这是近年来北京最高水平的展览了,我没有见过类似国外的专业展览,觉得如果再扩大下去,就会接近最好的展览了。我也顺手买了两条小锦鲤。

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    常数


    2007年9月3日, 星期一

    今天KITPC的string cosmology workshop正式开始,由于来自海外的参加者除了Henry Tye,都要在月底或月底之后才来,我们只好做一点准备工作,就是给大家回顾一下弦论和宇宙学。

    今天在hep-th看到三篇,或者四篇关于宇宙学常数的文章,由于一天的大部分在会议室度过,没有时间仔细看任何一篇文章,这里只谈谈大概印象。

    TASI Lectures on the Cosmological Constant

    Bousso是美国西部人择原理大本营的,所以在这个系列演讲中他致力鼓吹string landscape和人择原理对宇宙学常数的解释。

    他支持landscape的方式是先批评一些在他看来是失败的尝试,例如,他认为宇宙学常数既不是量子引力效应,也不是宇宙学尺度上的效应,当然这些批评只停留在文字描述上。

    表面上看起来具有普适性的文字描述很有可能是错的,因为只需要一个反例就能证明其错误性。我们也可以用类似的方式说明在一个landscape中,只有人择原理才能选出那些小宇宙学常数的“真空”,但最近Henry Tye的工作提供了一个可能的反例(见后)。

    文章看来主要宣传他和Polchinski的一件老工作(hep-th/0004134),以及他最近的causal entropic principle。

    Fundamental Constants

    看起来这是一篇很好的讨论物理学常数的文章。Wilczek先指出要定义什么是物理学常数,哪些是物理常数,先要搞定单位。比如说,如果我们单独规定电荷的单位,那么在库仑定律中就要引进一个物理学常数,即真空的介电常数,同时,我们也可以利用库仑定律来消除电菏的独立单位,用力学单位来表示电荷单位(另一个著名的例子是温度单位,如果我们用开尔文做温度单位,我们就得引进Boltzmann常数)。所以,Wilczek总结道,一些定律和对称性可以用来减少独立单位的个数。

    力学独立单位有三个,长度,时间,质量。这三个单位可以用三个著名的物理学常数取代,光速,Planck常数,牛顿引力常数。

    这是人所共知的,也是这篇文章的结论,在讨论这个结论之前,Wilczek仔细地讨论了粒子标准模型中的单位和常数。

    当然,Wilczek没有忘记提宇宙学常数。

    Wilczek指出,目前我们大多数人同意的基本物理学常数都有很好的几何解释,例如,牛顿引力常数可以看成是时空的抗(易)弯曲性(他当然不是第一个认识到这一点的人,牛顿常数越小,时空越不容易被弯曲),宇宙学常数是时空的抗膨胀性。但是,所有和Higgs有关的常数,都没有这样漂亮的解释。

    Wilczek也表达了他对人择原理的看法。他说选择性效应可能存在,特别是针对暗能量,他也指出一个“旧”的问题:只有当除了暗能量外的其他物理参数固定时,我们才能确定目前观测到的暗能量的大小和选择性效应预言的差不多。这个“旧”问题是基于老的人择几率公式上的,如果用王一和我最近的建议,似乎可以回避这个问题。

    总的说来,Wilczek这篇文章值得一读。虽然他没有什么太新的建议,但他也没有像Bousso那样过于强调自己的“理论”。

    A Renormalization Group Approach to the Cosmological Constant Problem

    Henry今天跟我私下聊天的时候说,他认为人择原理完全是垃圾,他在这篇文章中提出一个想法,完全不需要人择原理就可以解释宇宙学常数为什么这么小。

    我还没有仔细看技术细节,大致印象是,他认为landscape就像一个导体,landscape的的势能就像Anderson localization理论中的随机势能,导致disorder。这样,宇宙的演化就像这个很大的导体上的一个电子,在导电率大的地方停留的时间很短,而在有localization的地方,宇宙(常数)长期停留在那个地方。当宇宙学常数很大时,宇宙寿命很短,或者哪里的导电率很大,只有当宇宙学常数很小时,localization才发生。文章中的一个关键想法是,存在一个临界宇宙学常数\lambda_c,只有在这个常数之下,宇宙的寿命才会很长。

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    Rapid Tunneling and Percolation in the Landscape

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