博客李淼

（废话再说一遍：本文是《新发现》专栏文章，勿转）

正在建立中的新标准宇宙学模型告诉我们，我们熟悉的物质在宇宙中其实比想像的还要稀少，因为宇宙中能量的95%不是寻常物质，大约72%左右是暗能量，23%左右是暗物质。暗能量和暗物质共同点是暗，不发光，和通常物质的作用也很微弱。

暗物质和暗能量的研究是目前天文学界和物理学界共同课题，因为它们在宇宙尺度上影响了宇宙的历史，它们的基本性质则需要基础物理来解释。暗能量这个概念相对年轻些，形成只有十年。暗物质这个概念就很老了，可以追溯到1933年，那一年天文学家Zwicky发现一个星系团中的星系速度比预期的要大，根据牛顿万有引力定律，意味着星系之间还有很多我们没有看到的物质，当时叫丢失了的物质。到了1975年，人们还肯定了星系内也含有很多不发光的暗物质。

支持暗物质存在的证据都来自天文学观测。最能说明问题的是“子弹星系团”的观测，这是两个相撞后的星系团。2006年的一个研究表明，在“子弹星系团”中的星系团碰撞后，可见物质组成的气体由于相互之间的作用还纠缠在一起，而暗物质相对穿行而过，暗物质之所以会穿行而过就是因为它们暗，不发生什么相互作用。和暗物质一起穿行而过的是恒星。这个结果支持暗物质假说，基本否定了与暗物质假说竞争的其他理论，如一些新的引力理论。

到目前为止，暗物质对于我们来说真的很暗，因为暗物质的证据都是引力的，我们看不到它们发光，也看不到它们辐射其它粒子。这个情况也许在08年下半年根本改变了，两个独立的实验似乎探测到了暗物质辐射出的电子和正电子。这两个实验分别是ATIC和PAMELA。ATIC是先进离子量能器的简称，PAMELA是反物质探测和轻原子核天体物理卫星荷载的简称。

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我最早在blogcn.com开博。我写博客完全是偶然的，05年7月1号我写了第一篇博文，严格地说这是博客李淼的第一篇博文，之前我在别的地方写过一点点，用的是化名。博客李淼完全是因为那个时候我想和自己的学生交流，想将最近自己关注的物理问题写在博客上，比过去在理论所自己的主页上写方便。04年夏天我去了曼谷朱拉隆功大学访问，霍金先生在媒体放出惊人言论，说他证明了黑洞在塌缩和蒸发过程信息不会丢失。我记得当时是南方周末（还是新京报?）记者李虎军同学写信问我对霍金声言的看法，觉得如果能够将这些东西直接放在一个网页上就好了。其时曼谷和国内网络连接很慢很落后，在自己主页上更新非常困难。一年后，开博客李淼。几个月后，陈辉建议我离开blogcn，用自己的域名。

博客李淼的副标题“惯性参照系”是我在《新发现》专栏的名字，当时另一位专栏作家江晓原同学要求他的专栏弄个名字，于是我和十三都找了一个名字。惯性参照系的意思就是字面的意思：我这人老了，惯性很大，我的看法都是保守过时的。

06年秋天，网易探索频道邀请我去那里开博，于是就有了李淼的博客。开始的时候，网易探索还算火，我的博客经常被推荐，点击量还行，现在累积35万点击数大多数是开始的时候得到的。后来大概是网易觉得探索频道没有什么效益，编辑倦勤，网易探索冷落，我的镜像也就冷落下来。这个镜像是我自己维持的，现在还在那里贴，是不忘故人的意思。

第二次被邀请开博是科学网，这次是07年8月，距博客李淼开博两年了。开始时他们将我的博文全部转过去，之后是自己维护。后来我不喜欢那里的氛围，就在08年5月停止更新了。据那里的一些人说，我利用科学网出名后将人家甩了，这是不知道我博客的历史。我最初在网上码字的时候（2000年），那里的大部分博主还在网络幼儿园上学呢。科学网的镜像也有40多万点击，单篇平均还是第四名呢-虽然我觉得排名也就是一个参考。平均点击排在我后面的，如武夷山和李小文以及孟津，都是我尊敬的写手，我在Greader订阅了他们的博客。当然，我的同行邢志忠同学的博客也很有特点，可惜他写得不多。其实写得好的博客，已经在写专栏，如武夷山，我建议一些杂志密切注意李小文和孟津，如果他们还没有写专栏的话。我的科学网博客镜像。

关于科学网，一件事值得提一下，就是博文出书，据说现在正在出第二本。第一本集子，有我三篇文章，因此也得到三本书作为“稿酬”，其中一本被我弟弟拿走了，另两本不知所踪，反正我不想读

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我很累，没来由的。

如果今天不更新，明天必定更新。本来打算谈ATIC和PAMELA，顺便当《新发现》专栏交账，但明天是礼拜五，我下午要上两节课，晚上赶一篇认真的文章，那就更累。

所以……不但……而且……如此……那就……今晚零点差一点，还是更新吧。这样，交账的事就拖到礼拜六了。不过，礼拜六要去十里河花鸟鱼虫市场，晚上似乎还有足球。那么，也许礼拜天。

啥也不说了，拿过去十来天写的汉俳应付吧。

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在牛顿引力理论中，转动不变性被保持。在爱因斯坦理论中，存在局域Lorentz不变性，转动不变性是特例。

在粒子物理中，人们发现了一系列对称性被破坏了，例如镜像反演对称性（即宇称），电荷共轭与宇称的同时对称性，后者也等价于时间反演变换，当然还有内部对称性。Lorentz不变性也许是人们最不愿意放弃的。

从上世纪80年代开始，Kostelecky等人怀疑弦论会破坏Lorentz不变性，当然破坏的方式是通过自发破缺，例如某个矢量场获得真空期待值。当Lorentz对称性被破坏后，人们可能观测到直接后果，如真空中的一个系统角动量不守恒，也有可能观测到“间接”后果，如一个看起来是球对称系统，其实是不对称的。最简单的例子是，太阳对太阳系中运动的质点产生破坏球对称的力。

（插播广告：科学院图书馆的科学文化传播服务有很多公众活动，例如公益科普讲座，请在北京的同学关注，这里还有他们的博客）

我们知道朱棣文因激光冷却和原子俘获的研究获得诺贝尔物理学奖，后来他将这些技术用于研究生物学，甚至基础物理学，包括我们今天谈论的Lorentz对称性破坏。（朱棣文是现任美国政府能源部长）

2006年，Quentin G. Bailey, Alan Kostelecky系统地研究了在后牛顿近似中Lorentz遭到破坏的可能性：

Signals for Lorentz Violation in Post-Newtonian Gravity

其中一个最简单的可能是，牛顿引力方程得到一个破坏转动不变性的修正：

如果第二项不为0，转动对称性就遭到破坏。

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光子一般被认为是无质量粒子，光子的速度是光速，这个世界能够达到的最大速度。除此之外，我们还知道光子几乎没有自相互作用。

即使假定爱因斯坦狭义相对论是正确的，光子也不一定是无质量的-因为我们只假定有一个最大速度，光子的速度不一定就是那个最大速度。我们知道，实验永远不会精确测定一个物理量，我们只能给出光子质量的上限，这个上限是ev，一个非常小的值（对比微波光子的能量ev），所以，对于我们通常打交道的光，光子质量完全可以看成0。通过研究星系磁场，这个上限可以压缩到ev。

光子质量只会有“低能”效应。光子还可能在高能端偏离狭义相对论，这个偏离最好用色散关系表达出来。如果光子是无质量的，并完全满足Maxwell理论，那么色散关系是。有些人怀疑量子引力效应使得光子在高能段破坏狭义相对论，通常叫Lorentz violation，特别是Amelino-Camelia等人，他们在Nature上从1998年起已经发表了若干文章，但我对他们的理论起源的研究有怀疑，他们要么是认为有某种deformed Lorentz对称性，要么认为D particle会对光产生效应。

尽管如此，我觉得他们建议用宇宙尺度上的光源来测量Lorentz violation还是很有意思的。为什么需要在宇宙尺度上才能测量？原因很简单。例如，考虑以下这个简单的偏离Lorentz色散关系

光子的速度无非是群速度，所以有

其中M是某个质量标度（例如Planck质量，假如第二项来自于量子引力效应）。对于一个具有能量高达10Gev的光子，光子的速度对1的偏离为，如果光源距离我们有cm，光子延迟达到的时间可达数秒。

如果我们能确定延迟到达时间的上限，我们就可以推出质量M的下限。当然，在实际计算过程中，我们需要考虑到宇宙演化效应，因为我们今天看到遥远的光来自于宇宙早期，既有红移效应，也有距离的演化效应。Lorentz破坏的形式不一定是上面的线性形式，最一般的可能是

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回来了，昨天晚上很累，正好切尔西vs尤文图斯的冠军杯比赛没有看，打开UUSee补看，看到德罗巴进球后，躺着听比赛了，不久就睡着了。至少有五天没有这么好的睡眠了，所以今天起来很精神，一天报告听下来一点疲劳都没有。

本来不打算更新的，看到几篇文章后，兴趣突然来了。

博客能帮助研究吗？其实我过去写过一点这个话题，这里。表面上看起来，不能。你不便将没有成形的想法在博客里说出来，也不便将没有完成或完成了没有成文的研究在博客里写出来。你的博客读者大多数是学生，有简单讨论无深入交流，少数读者是同行和同事但他们绝大多数时间属于沉默的大多数。可是回头一想，其实博客对研究有间接帮助。你写一个话题，有时要充电，所以你学习了。有时你要细想，所以以前没有想过的事情认真想过了（例如我写熵以及时间箭头的几篇文章）。更重要的是，你为别人提供了油料或者子弹，有时是提醒别人最近有什么有意思的话题。就像我经常从Motl和Woit等人那里获得新闻一样，因为他们在同一个领域或邻近领域中，他们不但与你分享新闻还与你分享他们的想法。

《Nature》25号的Editorial谈的就是这个话题，It’s good to blog。对于一个健康的共同体，《Nature》这篇社论说得完全没有错，博客当然有助于研究。科学网有一篇新闻复述了这篇社论：《自然》社论：科学家写博客好处多。

有人在科学网哀叹道，博客只能是娱乐，不能做科学。他完全误会了科学。写博客过程不是研究过程，却可以是研究过程的一部分：获取信息以及交流。那么为什么那人哀叹博客只能是娱乐呢？因为科学网做到的是这个。为什么科学网不幸的是只能做到娱乐呢？因为严肃的博客没人看，娱乐的博客大家起哄。为什么会这样呢？我的答案是科学网只是一个变相的论坛。论坛会形成小圈子，而科学网的小圈子正如晴川历历汉阳树。

（开会期间很有几个人问我为什么不在科学网（或还在科学网吗？），我回答就因为那里是个论坛，论坛对我来说早过时了。何况，最近那里小圈子打架打得不可开交，也许有人因此就要名誉扫地了。我虽不会参与打架，但早己不喜欢那种浪费时间的娱乐方式）

一个严肃的博客必须是独立的。博客的内容有互动的部分，却不该占主要部分甚至不该占明显可见的小部分。科学网近来的“娱乐事件”完全起因于博客网的论坛化，博客们如同论坛的发言者们，博文如同帖子。最可怕的是，一旦论坛化，论坛上的帮派（美名是圈子）就会起到劣币驱逐良币的作用。我对此很悲观，因为一个博客网比起论坛还多了一个劣势，那就是论坛的版主如果得其人可以尽量消弭圈子之间的战争，而博客编辑们不能那么深入地介入，毕竟博客网的前面还有博客两个字-人们是“独立”的。

我觉得科学博客的出路还是独立博客，如同本博（ ）以及西方的那些博客，这些博客们有真正的独立精神，他们只写他们想写的，而不是写他们的圈子朋友们愿意看到的。我的个人观点是，热心于圈子博客的博主们其实还停留在论坛写手阶段。一旦独立，他们将无所适从。

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这两天在京郊开会，没有时间写多少东西了，只做一下预告，未来一周我大概会谈什么。

第一，Fermi GLAST空间天文台最近在Science发表了一篇文章，关于观测到gamma爆以及光子延迟问题，对光子破坏Lorentz不变性给出上限，我愿意谈一谈。

第二，我和两位同学做了一点“邪门”的工作，在文章上网之后，会谈一谈。

第三，可能会谈一谈全息原理及其在凝聚态物理中的“应用”。

第四，我很想谈一谈最近蛮轰动的ATIC和PAMELA的结果，但我真的不是专家，可能会放弃谈，不过我打算在这方面学习一下，也许做点理论研究。

这篇博文是兔子的尾巴，长不了。但是最后我上传今天在KITPC暗能量理论的演讲，因为反应效果还行，故贴出来，这大概是我准备中的review article的预告了。

darkenergy.ppt

才发现，写兔子尾巴博文很爽，几分钟搞定。终于理解中文博客世界成吨的兔子尾巴了。

以下是我关于诗歌的第一篇“严肃论文”。

诗人/散文家车前子说，语言是对一首诗的基本保证，我很有共鸣。

如果将各种文体排序，就语言的重要性来说，一定是诗歌、散文、小说。诗歌有很多重要元素，语言是其中之一。韩东甚至说，诗到语言为止。韩东这人有时乱说，有些哗众取宠，但这句话不算错，虽然有点极端。

新诗的语言从胡适提倡白话文以来，一直没有完全固定，因为白话文本身也在演变、成熟。我不知道什么样的白话文最适合写诗，但我知道30年代白话诗还是很幼稚的。

首先，从纯粹的语言学角度看，30年代新诗中的语言有些比较生硬，与口语相去太远。比如我们现在常用的“遥远”，那个时候经常是“辽远”。比生硬词汇更让我感到不舒服的是助词、副词和形容词的滥用。最简单的助词是“的地得”，那个时代的诗人简直是用疯了。举个例子，看林徽因《笑》第一段：“笑的是她的眼睛，口唇/和唇边浑圆的旋涡/艳丽如同露珠/朵朵的笑向/贝齿的闪光里躲/那是笑——神的笑，美的笑/水的映影，风的轻歌。” 每一句都有的，有的甚至有两个的。这样的助词用多了，语言的张力就消失了。

有些句子，当这些助词拿掉不害语法时候，最好拿掉，句子就会变得更有节奏和动感。三表前段时间写了一篇《关于的地得》，说得很好。他主要是谈文章标题少用这三个字，其实简单动宾结构不仅适用于标题，更适用于诗句。

看了三表的文章后我和王艳讨论，她也说标题少用的地得，她还告诉我其实有一部小说整本小说没有一个“的”，《官窑美人》。

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一个好玩的去处：https://www.newscn.org:8010/

接上一讲，现在轮到修改广义相对论。

修改广义相对论有很长的历史，我知道的至少从Brans-Dicke理论开始。这个理论是Brans和Dicke在1961年提出的，他们的目的不是为修改广义相对论而修改，他们的出发点是马赫原理。马赫原理本来是爱因斯坦本人构造他的引力理论的动机之一，也是他引入宇宙学常数的动机之一，但不论是广义相对论还是宇宙学常数，都没有真的实现了马赫原理。既然马赫原理要求质点的惯性质量与周围的物质分布有关，Brans和Dicke就想到用物质分布来产生一个标量场，然后标量又影响引力质量-这当然与假设牛顿引力常数依赖于标量场等价。

后来也出现了很多为修改而修改的理论，这些理论理所当然地被人们忘却了。

宇宙加速膨胀被发现后，很自然地我们应该想到宇宙学常数，其次，想到修改引力理论也很自然。这个自然的想法没有立刻出现，要等到Sean Carroll等四人到03年才提出修改广义相对论。

其实，早在发现暗能量之前，为了“解释”为什么宇宙学常数为0，已经有人尝试修改广义相对论了。另一个事实是，爱因斯坦在发现他的引力过程中，尝试过很多其他理论，其中之一就是80年代徐一鸿（A. Zee）建议的减少度规自由度的理论：假定度规的行列式严格等于1。既然自由度少了，运动方程也应该少一个。从爱因斯坦方程出发，可以重新写一组方程，的确少了一个方程。这组方程允许宇宙学常数出现，宇宙学常数在这里不过是运动方程的一个积分常数，也就是说，宇宙学常数到底有多大，和初始条件有关（类似的一个例子是，考虑一个粒子的运动方程，其能量守恒，从而也是一个积分常数，粒子的能量也可以由初始条件决定）。既然宇宙学常数是初始条件决定的，我们就可以将对它的无知归结为对初始条件的无知。

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等着我写暗能量的同学稍安勿躁，你既然喜欢暗能量，多等些时间不妨，反正这个问题还是个谜。我还是要写，本想礼拜六写的，奈何我看到科学网王志明的一篇文章，觉得很有意思，转贴先。

括号内是我的评论。

科学网博客的三个层面

王志明

博客是写给自己的，也是写给别人的。

（我的经验是，主要是写给别人看的。写博客的人都有表达欲以及对话语权的占有欲）

我要写”外延量子点纵横”系列，刚开了头，就因为没几个人在看而停了。我的”酒后真言”博文系列，写到了三，也没吸引到多少读者。于是就变了话题，先让自己的博客热闹起来。

（可惜啊，科学网在这个意义上的确比较失败，和别的门户网站的博客没有多大区别，越是肤浅热闹的话题越是推荐，编辑不推那就读者推；也许古典诗词稍好些-不浮躁但比较肤浅，和那些专业诗词论坛比起来还是有点嫩。我将这批爱好者称为成人班私塾学生，或者古典诗人模仿秀 ）

现在热闹够了，应该回来写酒后之四了。不过，趁着热闹，把我自己关于科学网博客的想法总结一下，以免大家误会我的本意。

我觉得科学网博客的发展应该从三个层面来看，其实主要就是编辑部的引导问题。

一是水下部分。

借用青水洋在我的博文下的评论，”这里是（华人）科研工作者空闲时间谈天说地的地方，所以内容可以很广泛：工作、生活、情感等等，只要有话想说，有感而发，在遵守德、法的前提下都能写。形式也是百花齐放，散文、诗歌、小说等等各显其能，否则这就不叫博客了。”

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