没有消息就是好消息

已经谣传了一段时间,FERMI/GLAST关于正负电子对的观测否定了ATIC和PAMELA的结果,这当然是坏消息。理论界在PAMELA的结果之后已经写出了150篇文章。

黄庆国同学昨天告诉我,FERMI/GLAST要在美国物理学会的四月会议上公布最新结果,我以为是坏的。后来看到Jester博客的文章All eyes on Denver,我更加以为结果将证实谣传。

今天看到ScienceNews的消息称,正负电子的反常还存在,但新的结果不能说明这些反常是来自于暗物质,还是点源。

ScienceNews的消息没有怎么谈伽玛射线的结果,就像Dimopoulos一样,我很关心这些结果,因为前段时间的结果表明高能光子有时间延迟,但还不清楚这个延迟是来自于基本物理还是天体物理效应。(“We are all looking forward to seeing the analysis of the gamma-ray data,” says Dimopoulos)

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花车乐队的分析报告

关于所谓的Horava-Lifshitz gravity(也许这个gravity存在于多宇宙的一个数学自洽性不被尊重的patch ;) ),我自己不能做详细分析,因为我自己没有研究过,虽然我读了Horava的文章。

今天组会让高显同学做报告,我的印象是:

1、还没有人证明过这个理论是可重正的-所以我前面说数学逻辑可能没有得到足够的尊重。

2、至少出现一个新的标量模,该模与物质耦合没有得到研究,从而我们不知道这个理论是否与已知的实验如太阳系内的实验相容。我个人naive地觉得应该还有一个多出来的模,也许没有。

3、所谓取代inflation的claim,并没有得到认真的研究。

也许有人会说,因为在红外这个理论回到爱因斯坦理论,所以我们不必担心多出来的模会造成什么坏结果。这需要证明,有时取一个极限,我们不一定得到想要的结果。例如,一个有质量的矢量场,多出一个纵向模,该模不会在质量为0的极限消失。涉及到对称性的问题往往会出现这个情况。在Horava的理论中,恰恰是少了一个对称性。对称性少了一个而约束没有少,是不是说明这个理论在经典层次上就出了问题?

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又一辆花车乐队?

在欧美,理论科学研究常常被花车乐队主导。

什么是花车乐队,英文wiki对 “Bandwagon effect” 即花车乐队效应的第一段解释是:

The Bandwagon effect, also known as social proof or “cromo effect” and closely related to opportunism, is the observation that people often do and believe things because many other people do and believe the same things. The effect is often pejoratively called herding instinct, particularly when applied to adolescents. People tend to follow the crowd without examining the merits of a particular thing. The bandwagon effect is the reason for the bandwagon fallacy’s success.

注意最后两句:人们倾向于追随人群而不思考具体事情的好处。花车乐队效应是花车乐队谬误能成功的原因。

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欧冠半决赛预测

欧冠是所谓的小世界杯,其实就带给球迷的兴奋度来说要大过世界杯,因为除了决赛的淘汰赛都是主客场赛制,谁淘汰谁比单场决胜负难以预料多了。

从29号凌晨起,半决赛开始了,这次又是三英战巴萨。切尔西客场先打巴萨,然后是曼联主场打阿森纳。

我的预言很简单,先打客场的球队胜出。

我是切尔西的球迷,当然希望切尔西胜巴萨进入决赛。至于阿森纳和曼联,谁胜我不在乎,我有点理由希望曼联胜出这样切尔西可以报上赛季决赛点球输给曼联的“一箭之仇”,但我还是觉得阿森纳胜算大些。

切尔西为什么能赢巴萨?因为巴萨对英超的球队基本处于劣势,被切尔西、利物浦和曼联淘汰过。技术足球遇到强硬同时不缺技术的球队就要变软。何况,切尔西有神奇的希丁克。当年米卢将中国队带进世界杯决赛圈,后来小组赛净饮9弹而归,已经被中国人哭着喊着叫神奇,希丁克却将韩国队带到半决赛,取得第四名。后来希丁克的神奇就不用说了。我预测29号凌晨的比赛两队战平,切尔西取得客场进球,然后主场战胜巴萨进入决赛。为什么有客场进球呢?因为希丁克的切尔西提倡进攻。这一场梅西基本被切尔西的人看死,如果巴萨进球那可能是别人。

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暗能量在演化吗/汉俳

最近有两篇文章指出暗能量有演化的迹象。

但是,两篇文章的结果很不同。Arman Shafieloo等人在

Is cosmic acceleration slowing down?

中说,暗能量最近在变小,而在红移稍大的地方变大。他们用CfA的397颗超新星得出这个结论,但所用的所谓参数化成问题。

紫台的陆埮老师等人说暗能量最近不怎么变化,但在过去,即红移大于0.5时暗能量密度变小。他们在

Deviation from the Cosmological Constant or Systematic Errors?

用了Union的307颗超新星数据加上一些伽玛爆。

总之,不同的数据和不同的参数化导致不同的结论。我们最近也在做类似的事情,得到另外一些结论,希望很快能发表。

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院图演讲(续完:互动部分)

演讲的视频( 不含互动部分):

或者直接去土豆网,感谢魏韧的辛苦工作。

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主持人:感谢李淼研究员的精彩演讲,我相信宇宙对大家来说是很神秘的,又是相对来说需要探索的领域,刚才大家听到了李淼研究员的精彩演讲,相信您也有很多的问题,无论是学术方面的,还有成长等方面的问题,都可以跟李淼进行交流,如果对科普方面感兴趣也可以跟李老师交流一下,现在我们互动交流环节开始!

采访者:我开一个头,李老师,Planck质量为什么这么大?稍微解释一下?我提这么一个猜想,您说暗能量分布占73%,也是可变的,我推测是75%这么一个比例,这完全是个人猜想的,没有任何根据,这是我自己的一个猜想。

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院图演讲(续一)

那么,先解释一下第一个问题,为什么说我们会觉得这个很奇怪,暗能量很小,其实发现暗能量之前(因为发现暗能量之后,我们知道它不等于零),发现之前的话,理论家觉得这个问题不是这么问的,为什么暗能量等于零?当时是问的这个事。现在把这个问题稍微换了一点,可是问题难度要大多了,等于零说不定还可以解释,比如说用对称性,这在理论物理学家是经常用的。比如说我给一个最简单的问题,比如说我看到一个圆,我说这个圆为什么这么圆?用一个离心率刻画这个圆,圆的离心率是等于零的,为什么这个离心率的数等于零?我们假定有转动对称性,就可以解释了。同样的宇宙学常数原则上也可以这么解释。

我们知道它难了,但是我们先问一下为什么它跟宇宙为什么这么大是一个问题,我们把Friedmann的方程拿过来,我们把牛顿引力常数拿过来,我们把它叫做Mp平方。

我们用这个方程解释一下吧!这个方程是可以解的,解了以后,我可以确定一个宇宙年龄,这个是跟物质密度的平方根成反比的。这个方程实际上是对“宇宙为什么这么大”的一个回答。暴涨理论同样是这个方程,密度是一个常数,很大很大,不会很小,同样这个方程也解了,很简单,这个解了大家都做了,这是一个指数解,你看H的话,是跟这几个常数有关的,这个数很大。如果说宇宙处于这个状态,我们说宇宙处于暴涨期,如果说膨胀了60倍的Hubble时间的话,整个宇宙就变成e的60次方的大小,是非常非常快的。如果宇宙假定经过这个暴涨期,我可以把宇宙人为地加大,这边是暴涨的图象,当然暴涨要结束,如果暴涨不结束的话,宇宙膨胀得太快太快了!要知道刚才的取代宇宙学常数的能量密度是非常高的能量密度,要结束的暴涨的话,一个最简单的做法就是用一个标量,宇宙会暴涨,假定暴涨60个e叠,到这边来了,啪一下子掉下来了,我们可以解了,它会在这里面振荡,振荡的过程中,标量场会把自己的能量释放出来,我们叫辐射。在这个过程中,宇宙变得有温度了,因为相对来说,气体是有温度的,一个简单的标量场是没有温度的,宇宙这个时候实际上是加热了,由于历史的原因就一直的停在这里了,所以这个过程是再加热的过程,再加热的过程使得暴涨结束,而且宇宙开始有物质了。当然,随着宇宙膨胀,相对论性物质越来越少,一直变成我们今天看到的东西。

这是从暴涨宇宙到宇宙大爆炸的过程。经常有人问,你的暴涨是不是就是宇宙大爆炸?实际上现代词汇当中这件事是不同的,我们通常说的大爆炸就是热大爆炸,认为是一锅气体开始的,热大爆炸实际上从这里开始的。

这是标量场滚动到势能极小的时候,释放能量为物质,由于物质的能量密度越来越小,所以宇宙变得很大。这里这里有一个猫腻,势能必须是等于零。在暴涨时期我们人为的把宇宙学常数调到零了,而不是理论上你可以得到它等于零,所以虽然暴涨一定意义上解释了宇宙为什么那么大,但是它最多只解释了一半,另外一半是指你用人工调节势能了,当然这个势能也不能小于零,如果小于零的话,宇宙最终将大塌缩。

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院图的演讲(部分)

上周六上午在院图科学文化传播服务平台的演讲,历时一个半小时,加上回答问题部分,两个多小时。

感谢当时的速记员,将我的演讲全文速记下来,文字接近两万字。

下面贴开头的部分。等我将速记稿修改完了,再用文件将全文贴出来。

李淼:谢谢大家!我第一次在院图做报告,谢谢大家!

非常感谢院图科学文化传播中心邀请我来跟大家谈一谈暗能量的历史和暗能量的研究现状。那么,我这个报告本来准备的是给物理系的一种大报告,原则上是学物理的学生都应该能听得懂,后来我再想的话,咱们院应该有很多其他非物理的,想一想我还是用一点公式,用一些高中生的公式。

暗能量大家已经听了很久了,因为发现已经有11年了,所以我们先聊一个很老的问题——暗能量,它起源于爱因斯坦,它跟现在的理论一样。今天当然很多人关心这个事情,这边是有名的做超弦理论的Witten,我相信很多人听过;这边是98年发现暗能量的两个小组之一的领导人,这位是我,因为我也是研究暗能量的,虽然不是一个大人物,但是我经常研究这个事情。

先谈谈暗能量在宇宙中占什么样的角色?这是一个著名的能量分布,如果把整个宇宙的总能量或者说能量密度,所谓的能量密度,是在非常非常大的尺度上做平均的,有上10个兆(百万)即一千万个光年的尺度,在这个尺度上做平均的话,我们暗能量占整个宇宙能量总份是73%左右,当然这个数字在测量上面有一定的误差,比如说有的人说74%。假如明年你们听到暗能量占69%,也不要惊讶,因为这个结果,是由各个实验综合起来的,我们后面会谈到,一些大实验综合起来得到的。其中有一些实验,不见得是完全可靠的。

暗能量如果占73%的话,暗物质占了23%,当然这后面还有小数点。剩下来的4%,大概是1/25,是我们通常熟悉的物质,太阳等组成的物质,我们看到发光的星体,恒星,星系,所有物质,我们通过通常的手段,所谓通常的手段就是电磁手段,这些物质只占4%,这些是物质。

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一篇综述/汉俳几个

昨天在科学院图书馆做公众报告,想不到人还不少,也想不到问题一直问到接近中午12点。

什么也不做,什么也不想是最好的周末,好到连读诗的时间都没有,我只读两篇东西,一篇是Hartnoll关于将AdS/CFT用到凝聚态物理上的综述文章,一篇是张爱玲的《小团圆》。

Hartnoll的文章非常好,在这里大力推荐给物理同行:

Lectures on holographic methods for condensed matter physics

《小团圆》刚读了开头,所以还说不出什么印象。

今天没有什么好写的,只好将过去写的几个汉俳贴在这里(不喜欢诗歌的请绕行,不喜欢别人写诗的我该说什么呢?嗯,祝你有个健康的心态)。

39
  
没有月光
读诗
月光隔着岁月就照了过来

2009.03.28

40
    
没有归途
打算将几串汉字
挂在清明节上

2009.03.28

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一些事物的理论

(《新发现》专栏,勿转)

25年前,有人证明原则上可以将粒子理论嵌入超弦理论,超弦理论成为统一量子引力和包括电磁理论在内的其他相互作用的理论,在过去25年间一直是主流理论。25年前,许多人将弦论称为一切事物的理论(TOE=theory of everything)。但是,人们很快发现,将粒子物理理论嵌入弦论的方式有很多种,如果我们不能决定是哪一种,超弦理论就不能说对自然界有预言。25年间,人们一直在寻找弦论中的可以决定自然界选择哪种嵌入的“第一原理”,在这个过程中发现了一些弦论的重要性质,但仍然没有能够找到那个第一原理。

到了03年,一些人证明了弦论其实没有办法通过动力学来选择一个嵌入,相反,他们发现了所谓弦景观(String landscape),在这个巨大的景观中,存在很多很多可能的世界,而我们的世界只能是其中的一种可能。这还不是最坏的结果,更坏的结果是,弦景观中可能存在很多非常接近我们世界的其他世界,通过实验,我们很难区分这些世界。可以说,弦景观的发现,使得弦论界分裂成两个大阵营,其中一个阵营中的人认为我们不能从理论上决定哪一个对应于我们的世界,而需要依赖人择原理,例如暗能量为什么这么小,完全是偶然的。另一个阵营中的人认为要么弦景观不可信,要么就是存在我们还没有发现的原理帮助我们选择我们的世界在弦景观中所处的位置。

前些天哈佛大学的教授Strominger在理论物理所做了公众报告,他表示的观点不属于以上任何一个阵营。他认为,弦景观是存在的,我们无法做任何预言,但人择原理也是不可靠的。他说,弦论不再是一切事物的理论,但也不像有些反对弦论的人认为的那样,弦论不是任何事物的理论(theory of nothing),他觉得,弦论是一些事物的理论。

在解释Strominger为什么认为弦论是一些事物的理论之前,我们看一下Strominger给弦论的每个方面所打的分。他给出一个弦论成绩报告单,打分的标准是美国的标准,最高分是A,最低分是F。A分相当于优秀,F相当于彻底失败,中间的分是B、C、D,B是良好,C是及格,D是不及格。

问题: 成绩:
弦论没有被实验排除 A
有确定的预言 F
LHC上可能的信号 D
解决黑洞谜题 B
数学应用 A
其他物理领域的应用 B
统一理论 A
理论的唯一性 D
解决暗能量问题 F
理解宇宙的起源 D
解决可重正化问题 A

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