理论物理似乎每隔一年就有一个新的想法冒出来并吸引众人的眼球。去年,加州大学伯克利分校的Horava教授提出一个新的引力理论,今年,荷兰的Verlinde教授提出引力不是基本力,而是一种熵力。去年的Horava理论的原始论文在一年内被引用了两百多次,今年的熵力势头也不弱,在不到一个月的时间内已经被引用了二十多次。
Horava教授的理论试图将时间和空间分开,认为在微观层面上时间和空间是完全不同的,爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论只是在宏观是正确的。抛弃了时间和空间之间的某种对称性,Horava认为他的理论优于爱因斯坦的引力理论,可以和量子力学完美地结合起来。但是,Horava理论的问题不少,我本人也和学生写过论文指出其中的一个问题(这篇批评文章在九个月中也被引用了八十多次),所以很多跳上这个花车乐队的论文根本发表不了。让人担心的是,中国人对这个花车乐队的形成起了不小的作用。
Verlinde的想法和Horava的理论完全不同,他没有抛弃爱因斯坦理论,相反,他认为爱因斯坦理论是一种演生的现象,而不是基本的。更基本的原理是全息原理和量子力学,而引力只是一种熵力。我们熟知的弹性力、气体的压强都是熵力,引力不过是更加微妙的一种熵力。一个熵力大体上不是微观的组分之间已经有的力的总和,而是体系倾向于无序化体现出来的宏观力。例如,高分子蜷曲的时候比较无序,所以当我们试图用“镊子”拉伸高分子时,我们需要克服弹性力。我专门写过稿子宣传Verlinde的熵力想法,并认为引力是熵力的想法也许是非常重要的灵感。
获得实验验证以及公认的引力理论在历史上有两个。一个是有三百多年历史的牛顿万有引力理论,牛顿是在家乡躲避瘟疫时发现这个理论的。传说中,牛顿在苹果树下思考时被苹果砸中脑袋得到万有引力的灵感的。第二个理论是爱因斯坦的弯曲时空理论。爱因斯坦为了建立这个理论断断续续地思考了近十年,其中关键的想法也是突然而来的灵感。牛顿理论是爱因斯坦理论的一个近似,它们在不同程度上都是正确的。现在,我们在争论Verlinde理论会不会类似牛顿和爱因斯坦理论,成为引力理论史上的第三个重要灵感。
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