2009年10月 文章存档


形形色色(5)


2009年10月29日, 星期四

1、Lorentz对称破坏的新限制

过去一年,寻找可能的Lorentz破坏是我研究的重点之一,Fermi GLAST观测伽玛暴的高能光子的可能延迟是最有可能发现Lorentz破坏的实验之一。曾经有人觉得Fermi可能看到了这种效应,看来是过分乐观了一点。最近有篇文章

Special relativity passes key test

指出Fermi的结果排除了在色散关系的线性层次上破坏Lorentz对称(能标已经超过Planck能标)。

摘要

The Fermi team used two relatively independent data analyses to conclude that Lorentz invariance had not been violated. One was the detection of a high-energy photon less than a second after the start of the burst, and the second was the existence of characteristic sharp peaks within the evolution of the burst rather than the smearing of its output that would be expected if there were a distribution in photon speeds. The researchers arrived at the same null result when studying the radiation from a gamma-ray burst detected in September last year, but could only reach about one-tenth of the Planck energy. Crucially, the shorter duration and much finer time structure of the more recent gamma-ray burst takes this null result to at least 1.2 times the Planck energy.

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汉俳七首


2009年10月26日, 星期一

去东北大学参加理学院成立15周年回来,完成了平生第一次东北之旅。

感谢东北大学理学院的盛情。

感谢张鑫夫妇的照应。

吃了饭,做完事,坐下来复习利物浦和曼联(其实是第一次看),心想,写什么呢?没什么好写的。

一看过去的更新,前四篇都是物理相关的,该轮到我的文学爱好了,正好这一段时间写了几首。

66

花梨木
在干燥的北方慢慢释放
湿润的南方

67

月光
永古的传说
只生活在唐诗中

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形形色色(4)


2009年10月23日, 星期五

1、徐一鸿的疯狂想法

玻尔说过,你的想法也许挺疯狂,但还没有疯狂到正确的地步。

爱因斯坦说,物理越简单越好,但不能更简单。

徐一鸿说,解决宇宙学常数谜题的想法越疯狂越好,但不能更疯狂。

他们在最近的文章

Relaxing the cosmological constant in the extreme ultra-infrared

提出了一个疯狂想法,认为引力在宇宙尺度上破坏了Lorentz对称,从而时间在大尺度上变得与空间不对称了。这样,宇宙学常数在某种意义上变成一个irrelevant operator,这样就自然变小了。

值得注意的是,A. Zee等人的想法引入了时间上的非局域性,他们引用Arkani-Hamed等人的文章说,要解决宇宙学常数问题,时间在大尺度上破坏了因果律。这篇文章是

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全息暗能量是Casimir能量?


2009年10月19日, 星期一

Casimir能量是学理论物理的人都很熟悉的概念,这种能量是Casimir在1948年提出来的,10以后实验中被探测到。最典型的例子是两个无限大的平行导电板,在两个导电板中,光子的零点涨落不同于无限大真空中的涨落,与真空对比,零点能是负的,单位体积能量与平行板的距离的四次方成反比(量纲分析也是这个结果)。

Casimir能量也存在于任何有限的空腔中,不同于平行导体的情况,此时Casimir能量是有限的,通常与空腔大小成反比,当然能量密度也与空腔尺度的四次方成反比。

一直以来,人们认为宇宙中的真空能也是如此,特别是de Sitter空间中的真空能,与de Sitter视界大小成反比,这个真空能远远小于暗能量,因为暗能量的密度在全息暗能量模型中与视界尺度平方成反对,从而总能量与视界尺度成正比。当然,如果视界尺度是唯一的尺度,我们不可能得到这个结果,好在在引力理论中,还存在Planck尺度,所以一直以来人们以为通过量子引力的效应,可以得到观测到的暗能量。

将暗能量看成是Casimir能量也许过为naive,但我们(在下,苗荣欣,庞毅)在最近的一个计算中的确得到了这个结果。那么,Planck尺度是如何出现的呢?原因是在我们扣除寻常的零点能之后,还存在一个发散项,这个发散项可以正规化,如果我们引入到视界的一个微观距离,这样我们就得到了想得到的结果!有趣的是,离开真正的视界一段距离,正是membrane paradigm中的假设。

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形形色色(3)


2009年10月17日, 星期六

1、男生理科成绩比女生好么?

我在最近几年改变了对女生从事理科的看法。有很长一段时间我觉得男性更适合从事科学研究,从我个人的观察以及阅读H. Georgi的ppt,我觉得女生如果表面上看起来理科不如男生,那也是因为社会和心理的因素。H. Georgi在哈佛带出了不少杰出的女物理学家,最出名的就是Lisa Randall。

上面给的链接介绍了最近一篇研究论文。我摘一段这篇博文:

从实际的学习成绩来看,似乎男生更好些。在全世界范围的调查发现,男中学生的理科成绩比女生好。但不同国家理科成绩的男女差异的差别很大。比如在一项国际数学和科学学习趋势 报告中(Trends in International Mathematics and Science Study, TIMSS),在所研究的34个国家中有3个国家的女生的理科成绩显著高于男生。这似乎说明一些社会文化因素会影响男女生在理科成绩上的差异。 另一个因素是心理上的,即人们对性别-学科关系的看法。如果人们认为男性更适合理科而女性更适合文科,那么男生可能就会更有兴趣学习理科,从而导致成绩更好。那么,男女生理科成绩的差异是由人们对性别-学科刻板印象造成的么?最近一篇发表在PNAS的文章研究了这个问题。

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疯狂的目的论


2009年10月14日, 星期三

在近代科学中,尤其在物理理论中,因果律一向被当着不可动摇的原则。所谓因果律,就是任何事件都是由前一刻的另一个事件决定的,我们一步一步向回倒推,就会将事件链条列出来。举一个日常的例子,任何一个人的存在是因为他们父母先于他(她)存在并且在他出生之前结婚了。在物理理论中,因果律由运动方程体现出来,这些运动方程往往是时间作为变量的微分方程,方程往往是应用因果律推导出来的。因果律还可以从方程的解看出,我们可以由方程获得无限多个解,选择了初始条件之后,我们就可以从这些无限多个解中挑出一个解来。换言之,决定了初始条件,往后的事件就完全确定了。

牛顿力学是一个典型的体现因果律的力学体系。举一个最简单的例子,假如我们知道了作用在一个粒子上的力,牛顿方程告诉我们,只要你知道了该粒子在初始时刻的位置和速度,它在未来任何时刻的位置和速度就确定了。其实牛顿力学是时间反演对称的,如果你知道了粒子在未来一个时刻的位置和速度,你也可以推出它在过去任意一个时刻的位置和速度。这不过是简单地倒果为因,说成是因果律还是果因律关系不大。但牛顿自己知道,要用他的体系确定我们的宇宙(在他的时代基本上是太阳系),那么他需要知道最原始的初始条件是怎么决定的,这就是第一推动问题,是谁让天体在最初的时刻具有了特殊初始条件从而派生出我们现在看到的速度和轨道?因果律不足以决定宇宙的一切,因为不论在牛顿体系中还是现代物理学体系中,都存在无限多个可能的初始条件,从而存在无限多个可能的宇宙历史。

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汉俳四首


2009年10月11日, 星期天

62

九月
无雨的季节
一滴泪水越过一个时区

2009.09.18

63

一亿滴秋水托起天鹅
喜乐的墓园
寂静燃烧的白雪

2009.09.20

64

十月
一道明亮的光分割四季
比四月更好的日子

2009.10.10凌晨

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时间的玫瑰(6)


2009年10月8日, 星期四

这次继续翻译茨维塔耶娃。茨维塔耶娃是个高产诗人,要读完她的诗,哪怕是英文的,也很不容易。

1、给妈妈

在熟悉的斯特劳斯华尔兹中我们
第一次听到你静默的呼唤,
从此所有的活物变得陌生
而钟摆的敲击抚慰着我们。

我们如你一样高兴地向落日致意,
并沉醉于结局的临近。
在美好夜晚那些让我们变得富有
的一切,是你亲手置入我们心中。

没有盛装的你弯向孩子的梦
(如果没有你,只有新月来
看望它们)!你领着孩子们穿过
行为和思想上的苦痛时刻。

很早就领受生活的悲哀,
笑容苦涩地我们抛离乡土。
没有趁着时令船就驶离港口,
一任风吹着航行!

我们孤独地站在甲板上,
蔚蓝的童年小岛逐渐黯淡。
哦母亲,对你的女儿来说
你似乎留下了悲伤的遗产。

(李淼译)

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主观概率


2009年10月5日, 星期一

(《新发现》专栏,勿转)

我们知道,一个科学理论从来不能完全被证明,但却可以被证伪。这是基于这个事实,即一个理论的预言可以有无限多,我们不可能一一去证实,但一个理论的预言可能被某个实验否定从而被证伪。例如,太阳明天照常升起,谁都不会怀疑,这就是基于以往我们的经验,或者基于牛顿力学的正确性。但是,我们却永远不能证明太阳明天照常升起,原因是我们不能逻辑地排除经验和理论中出现的偶然漏洞。

近年来,贝叶斯统计在宇宙学中甚至在理论物理中的应用越来越多,就是和上面的那个事实有关。人们常说,贝叶斯统计是一个主观概率理论,用以区别我们在大学学习的学术上称之为或然概率理论。在通常或然概率论中,一个事件发生的概率的含义是,假如你重复做无数次实验,那么该事件发生的次数与实验次数之比就是这个概率。而贝叶斯理论中的概率不是这样的,在贝叶斯理论中,一个事件发生的概率是我们的主观期待这个事件发生的可能性。比如,明天太阳照常升起的贝叶斯概率应该为1。主观上,我们说明天太阳照常升起是基于我们过去的经验,尽管这些经验是有限的。从这个例子我们知道,如果经验发生变化,那么贝叶斯概率也将发生变化,换言之,贝叶斯概率是基于有限的数据得出的数字,这个数字随着数据的增多会不断改善。

虽然我们不能证明一个理论,我们对一个理论的信心会随证据的增加变得越来越强。在我研究的领域,我们经常看到试图用增加理论复杂的办法来修改一个简单的理论,虽然没有任何证据说明那个简单的理论有任何问题。例如,总有人不断地发明新理论来代替爱因斯坦弯曲时空的引力理论,这些新理论越来越复杂,却在实验中找不到一点证据。提出这些新理论并非真的是怀疑爱因斯坦的理论,在我看来,基于贝叶斯推理,其实是证明爱因斯坦理论正确性的贝叶斯概率越来越大。

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几篇文章


2009年10月2日, 星期五

我好久没有讨论arXiv上出现的物理文章了,今天随便找几篇聊聊。

(插一条消息,我和Mike Douglas,Fernando Quevedo以及刘宏正准备2011年KITPC的弦论workshop,Mike告诉我,Fernando正在成为ICTP的新director,今天有人已经将消息登出来了:

Developing-world research hub unveils new director

祝贺Fernando。

看来研究弦论的人从政还是有一套的,Robbert Dijkgraaf现在是荷兰科学院院长,而Quevedo成了ICTP的主任。)

1、Recent Progress in AdS/CFT

这是John Schwarz最近写的一篇小型综述文章,也是贡献给Shifman六十大寿的一篇文章。

文章包括的内容并没有题目看上去那么广,主要是回顾具有极大超共形对称场论的全息对偶。特别提到AdS与2+1为超共形理论的对偶,后者就是所谓的ABJM关于M2膜的模型。

另一个被强调的进展是利用AdS中弦的经典解来验证AdS/CFT对偶。

我一直佩服Schwarz的判断,他重视的甚至花时间阅读的方向,是大家该注意的方向,特别是在弦论领域工作的研究生。

John Schwarz并没有强调AdS/CFT在研究凝聚态物理方面的进展,这和他的理论取向有关。

我想强调的是,他最后提到了所谓Gaiotto duality(3+1维方面的理论,可以通过M5得到),认为这个M5膜理论有关。我一直想在M5膜上做点事情。

2、Heal the world: Avoiding the cosmic doomsday in the holographic dark energy model

从第一天开始,全息暗能量对超新星数据的最佳拟合总是给出c<1,其中c是全息暗能量的唯一待定物理参数,这意味着全息暗能量类似phantom。不过,与phantom标量场不同的是,我和林春山和王一证明了不存在通常的不稳定性。但是,因为是phantom,暗能量密度会越来越大,最终导致大撕裂。

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