加州狂热


2006年4月11日, 星期二

人择原理和string landscape在加州无疑是弦论的第三次革命,在 Stanford ,有 Susskind , Linde 及其夫人, Kachru 及其夫人(?),在Santa Barbara,有 Polchinski 。我不知道 John Schwarz 对 landscape 的看法,估计是中性的。在 Santa Cruz , Michael Dine 由不信者转变成信徒。当然,还有 Dimopoulos ,不过,对 Dimopoulos 来说,anything goes,而可喜的是,在string landscape,anything goes。我最近在复习The Lord of the Rings,即使在当年的Middle Earth,种族的繁多也远远比不上string landscape。对我来说,殊为可惜的是string landscape的语言比起托尔金创造的精灵的语言还要难懂。

Peter Woit和Lubos Motl在几乎所有方面都是两个极端,只是在对landscape的态度上,他们是完全一致的,我前几天已经提到Motl的关于Polchinski文章的帖子,最近Woit从尼日利亚回来后,写了很长的一篇批评Polchinski文章的帖子,我必须承认,除了Woit习惯性的批评弦论的语言外,我完全同意他对Polchinski文章的看法。但有一点需要指出,我和这两个著名博客一样,对Joe的一些独特见解表示尊敬。可能出于尊敬,Motl这次显得收敛多了,只写了几行字。正是出于对Joe的尊敬,我才害怕他会变得象那个巫师Saruman一样,而加州变成了Mordor。至于谁是Sauron,我不说大家也知道。

Gross, 我过去说过,是个彻底的还原论者,从煽动力来说,也只有Susskind是对手。 Phiphy问那么Gandalf是谁,除了Gross,,谁能成为Gandalf?不过我不想将这个类比做过多的伸展。Gross在很多场合引用爱因斯坦的话,除了精神上的作用,他也没有告诉我们如何去毁掉landscape那个魔戒。

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Vafa、Motl等人提倡用swampland淹掉landscape,参看他们很有创意的文章,所以bittorent说Motl有些象Frodo,我很同意。老实说,真正将魔戒毁掉的那个Frodo也许还没有出现,更加可能的是,毁掉landscape魔戒的那个人不是理论家,而是一帮做实验的人。我并不想说landscape是可以证伪的,我个人的感觉是它既不能被证实,也不能被证伪。我想说的是,实验会给我们关于正确的理论的线索。一旦我们有了一个更经济更令人信服的理论,landscape自然就没有市场了。The fellowship of the ring,可能由一帮实验家组成。将Lubos排除出The fellowship of the ring很可惜,因为他的眼神很象Frodo:

我觉得Phiphy同学说到我心坎里去了,几十年后这将是一部壮丽的史诗。好消息是,大部分同学会看到这部史诗的完成,坏消息是,可能需要足够的耐心。我从今天起就要接受多方的建议,开始锻炼身体……

(说一句与主题无关的话,管理教育网或者有关的人脑子进水了,今天在科大发现Cornell的arXiv居然被封了,我用代理才能过去)

未完待续……

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今天才扫了一眼前几天的一篇关于人择原理的文章。作者声称,如果考虑到高红移的矮星系的形成(大约在z=10左右),宇宙学常数的人择平均值比我们观测到的大3个量级,从而人择原理在99.9 %置信度上被排除了。这对不相信人择原理的人是又一个好消息(我怎么会说“又”呢 :-) ),可是我过去说过,应用人择原理时有许多不确定的因素,要证伪人择原理几乎是不可能的(参见这里),例如,这篇文章假设了宇宙学常数在领附近的分布是平坦的。

这篇文章的作者是哈佛天文系的,他感谢了Maldacena的讨论。前天有人问我, Maldacena 对这些问题是什么态度,我从这里的信息判断应该是反人择的。

巧合的事不断在发生


2006年4月7日, 星期五

我过去谈过宇宙学中的巧合问题,现在已经正式成了科学问题。

前天遇到一件事,让我觉得巧合不是一个问题。

事情是这样的,最近我的打印机在打印Laila Alabidi和David Lyth的文章时发生了故障,打电话请卖打印机的来看,发现接线板烧坏了,我不知道他们的文章中含有什么样的意外的信息,致使接线板过分激动。反正这篇讨论WMAP3年结果如何排除一些暴涨模型的文章让我花了525元。巧合的是,我的学生用的打印机的硒鼓也坏了,也送修了。

这还不是我要说的巧合。我的打印机修好后,一天我接到一个电话,说我修打印机硒鼓的钱还没付。我对那位小姐说,你弄错了吧,我的打印机坏的是接线板,我也付钱了。我问是不是我的学生的打印机的钱还没付,并且给了他们正确的电话。后来我知道,他们也付钱了。

于是我给那位小姐打电话,想弄清到底发生了什么事。结果那位小姐说,是他们搞错了,原来是动物所的一位老兄(老姐?)的打印机的硒鼓坏了,巧的是他的办公室号也是306,打印机是同样的型号,也是这几天坏的。这样,他们想当然地将我的电话记到那位老兄的名下了。我想,还真巧了。

我们来粗略地估计一下这个巧合发生的几率。假定两家研究所都有100间办公室,这样我们的办公室同是306的几率是{1\over 100},一年内在这几天同时坏的几率是{1\over 100}(一年是往少里算了),我不知道惠普打印机有多少种型号,至少10种吧,同一种型号的几率是{1\over 10},如此,这个巧合发生的几率大约是10万分之一。我这个计算有意夸大了巧合,其实几率比10万分之一要大些。

我不觉得这个巧合的背后有什么深刻的原因,不像我们的许多同行认为宇宙学巧合的背后有深刻的甚至违背已知物理原理的原因。

用美国人常说的话,shit happens。

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刚刚在cosmic variance上看到的

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JoAnne

A noteworthy event for folks interested in numerology, or just plain odd things, occured in the U.S. last night. At 1:02 AM and three seconds on April 5, 2006, the time and date on digital clocks read 01-02-03-04-05-06. Cool, huh. Happens once a century. The world’s atomic clock timekeepers got all excited. I must confess that I slept through it nonetheless. The rest of the world, which uses the day/month/year format, can enjoy the event on the 4th of May.

数字游戏


2006年4月4日, 星期二

在最新的Polchinski的文章中,他给出一个关系:

\rho_V=e^{-283.2}M_P^4

用自然对数是自然的。他问,我们能不能解释283呢?遗憾的是,我相信,他支持的人择原理也许永远不能解释283,除非用我本帖最后提到的方法。

要了解283.2是怎么来的,我们先看Polchinski用的是什么Planck质量。如果定义M_P^2={1\over G}(在自然单位中),我们就有

M_P=1.22\times 10^{19}Gev

现在,暗能量大约是\rho_V=(2\times 10^{-3}ev)^4,所以

\ln {M_P^4\over\rho_V}=\ln (0.61\times 10^{31})^4=283.54

Polchinski得到283.2,因为他忽略了\ln1.38=0.32。不论是283.2还是283.5,我们将小数点后面的数看作是高阶修正,所以,最重要的是解释283。

如果Pauli还活着,并且生病的话,估计他的病房号应该是283,而不是137。

Ramanujan说,每一个数都是特别的,283也不例外。首先,我们注意到,283其实是一个素数,介于16^2=25617^2=289之间。其实,有一个很漂亮的等式:

283=256+27=4^4+3^3

如果我们要将numerology(数字命理学)进行到底,我们说,时空是4维的,所以有4^4,但这不够,因为空间是3维的,还应加上3^3。不过,如果Pauli听到我的理论,一定会气得从地下爬起来。

用Planck质量做单位不一定很有道理,比方我们可以换用约化的Planck质量做单位,其定义是M_p^2={1\over 8\pi G},这样,M_P=2.43\times 10^{18}Gev。我们就有

\ln {M_P^4\over\rho_V}=\ln(1.215\times 10^{30})^4=277.1

现在我们的任务是解释277,可怜的Pauli,他不得不从283号病房搬到277号。他聊以自慰的是,277还是一个素数。我现在没有了先前的4维时空和3维空间的理论了,不过,283和277之差是6,一个完全数。并且,277和365天相差是88,多么吉利的数字!

最后我想提一下,人类的平均怀孕期是280天,不论是283还是277,都在一个标准误差范围内。既然要提倡人择原理,将这两个数做比较大概不算太过分 :-)

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写好本帖,我用代理到Motl的博客那里走了一遭,他终于停止了无休止的关于政治和全球暖化的长篇大论,给了一点点时间给物理学,下面是他的最新帖子:

As Amanda from SG has reminded me, Joe Polchinski participated at the Solvay Conference and gave an interesting talk about the cosmological constant and the string landscape that you can now see in the written form. I think that he defines very well what the problem is - more precisely, what the three problems are - and what are the two basic categories of explanations of the value of the cosmological constant. I would call these two categories “genuine explanations” and “non-explanations”, but it is a matter of terminology. Many readers consider Joe’s review to be the best available defense of the anthropic reasoning.

The paper is recommended especially to everyone who thinks that the cosmological constant problem is an easy problem. Joe shows how the loops contributing to the Lamb shift couple to soft gravitons which is why you can’t declare the short-distance physics “absent”. Our colleagues who are experts in numerology will surely try to explain why

vacuum energy = exp (-283.2) Mplanck^4
Where does the number 283.2 come from? ;-)

他最后提到numerology,你看,我已经作了最权威的numerology解释,从此登上民科大师的宝座。

爱因斯坦的理性主义及其对弦论的影响(2)


2006年4月2日, 星期天

西方用纯理性来把握自然规律的传统并不是自爱因斯坦始,爱因斯坦作为和牛顿一样划时代的人不过成了一种象征,当然,他的广义相对论的巨大的成功给他带来对理性的空前的相信。他的名言:“宇宙中最不可理解之处的就是宇宙可以理解”说明了用纯粹思维可以把握宇宙,进而使得他相信:“某种意义上,我相信,纯粹思维可以把握实在,如同古人梦想的那样。”进一步,他说:“一个象我这样的人存在的意义不能以他做了什么或者他的经历作判断,而是根据他思考什么和如何思考去判断。”

爱因斯坦的纯粹思维其实是包括了实验的影响,理论必须建立在实验的总和上,而仅仅以实验本身出发是无法达到理论的高度的。也就是说,概念是纯思维的产物,而不是实验的产物。另一方面,用没有实验的纯粹思维来总结自然规律在希腊就有了,到了亚里士多德那里,纯粹思维居然得出重的物体下落得快,轻的物体下落得慢得结论,这要等到伽利略来做实验才知道是错的。我们通常说西方科学起源于培根,那是因为培根将实验提高到它们应得的位置上去。

另一个现代科学之父是笛卡儿,笛卡儿同样强调要拒绝纯粹的假设以及带有情感色彩的信念,而只接受通过系统的实验得到的想法(我想当时所谓民科思维方式太流行了,所以需要笛卡儿这样的人专门反对这种思维方式)。当然,笛卡儿更为著名的是强调理性思维,“我思,故我在。”

我经常喜欢讲的一个故事就是关于概念如何只能是思维的产物的,更具体地说,物理学中的可观测量取决于理论本身。我们知道,海森堡在建立矩阵力学时发现,所谓的原子中的电子轨道不是可观测到的物理实在,只有轨道之间的跃迁几率才是可观测量,因为这些量与电子发出的光的强度有关。在他的理论中,跃迁振幅可以写成厄米矩阵。后来量子力学系统发展出一个重要的概念,只有厄米算苻才是可观测量。海森堡在建立矩阵力学的过程中深受爱因斯坦早年建立狭义相对论的影响,因为在狭义相对论中,时间只有在作了操作性的定义后才是一个物理量。海森堡在见到爱意斯坦时对后者说,你的“理论中只允许可观测量存在”对我的量子理论有很大的影响,爱因斯坦听后对海森堡说“我已经改变了看法,只有理论才能决定什么是可观测量。”爱因斯坦无疑也是对的,因为可观测量是理论结构的一个重要部分。

弦论在前一段时间遇到的德西特空间的挑战,其中一个关键难题是,德西特空间不能包容我们熟知的可观测量,也就是量子场论中的散射矩阵。德西特空间在某种意义上是一个有限的空间,在一个有限的空间中,我们不能定义量子场论中的绝热渐近态,也就无从定义散射矩阵。有一些激进的人如Susskind,觉得应该放弃德西特空间。我觉得我们应该从爱因斯坦所说的中找到解决问题的途径,既然过去的理论决定的可观测量可能与观测矛盾,何不寻找新的理论结构?

另一方面,弦论研究者将爱因斯坦的“纯粹思维可以把握实在”发挥到了极致。在宇宙学家们利用超新星作为标准烛光发现暗能量之前,弦论家们一直坚信宇宙学常数等于零,因为这似乎是弦论中唯一可以理解的结果-当然,弦论直到今天也无法给出宇宙学常数等于零的理论。Witten在暗能量发现的几个月前还在说,一个不为零的宇宙学常数难以置信。后来,A. Zee喜欢嘲笑这些自以为世界上最聪明的人:“理论界最好的最聪明的人错过了一个预言不为零的宇宙学常数的黄金机会,这个机会如同年轻的施温格计算电子反常磁矩的黄金机会一样。”[1]

[1] A. Zee, hep-th/0403064 , Mod. Phys. Lett. A19 ( 2004) 983.

一个新博客、Randall和Foster及其他


2006年3月31日, 星期五

是凌意的博客,也不算很新,满月了

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Lisa Randall的崇拜者可以去看看和她的《Warped Passages》有关的信息

Kaku说她有些象Jodie Foster,有几分道理

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这段音乐请大家听听,李娜(昌圣法师)唱的

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本来无意上这个帖子,突然发现这个月的帖子数是13,不喜欢,所以就有了这个第14个帖子。

人无迷信不可,太迷信也不行。

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既然univer提起《安娜与国王》这事,我顺便聊几句。这部电影是根据安娜·里欧诺文的一本书拍的,里面的故事据说大半是安娜·里欧诺文的虚构。由于安娜强调了泰国的现代化与她有关,引起泰国人的不满,所以泰国禁演了《安娜与国王》。我相信泰国人不会太在乎她虚构的与国王的爱情,国王有那么多老婆,多她一个不多。

自然,Jodie Forster的演技总是好的,周润发演的也好。放眼看去,如果请大陆的男演员来演国王拉玛四世,估计只有陈道明能演出味道来。

拉玛四世是朱拉隆恭的父亲,而朱拉隆恭是真正将泰国现代化的那个人。两年前我去朱拉隆恭大学访问,到过朱拉隆恭的夏宫,下面就是在那个夏宫拍的一张照片。朱拉隆恭拥有据说是泰国的第一个西方式浴室,我也看到了。自然,他象他的父亲一样有许多老婆。

朱拉隆恭大学不是朱拉隆恭本人创办的,而是他的儿子为了纪念他创办的。

照片中的那个女孩子我不认识,也许她看出了我不是泰国人,所以挤过来一起拍了这展照片。

关于如何避免信息丢失


2006年3月30日, 星期四

过去这里一谈到暗能量特别是phantom,就出现跟帖的信息丢失问题,我觉得w< -1也许是数据不完全造成的人为假象,所以连互联网都憎恨这个人为的,物理上甚至数学上都不自洽的概念 :-)

下面是陈辉给大家的提醒:

Hui Says:

March 30th, 2006 at 4:31:00 pm e
关于帖子和留言中的大于号(>)和小于号(< ):

直接输入>< 是不行的,这可能会导致丢失后文。原因在于html的tag使用了<>。这不仅是这个blog的问题,也不仅是wordpress的问题,只能怪html和这两个数学符号冲突。

解决方案:

使用&gt ;(greater than)和&lt ; (less than)来分别代替><

Phantom的新证据


2006年3月28日, 星期二

WMAP三年的结果出来,已经有了一些分析的文章,今天出现的一篇文章,声称用SDSS4的数据和WMAP3的数据计算cross-correlation,暗能量可能是phantom,从红移0.5到红移0.3,暗能量从\Omega_\Lambda =0.75增加到\Omega_\Lambda=0.82

文章

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现在背景音乐是孙燕姿的《遇见》,我觉得很好听,虽然这是首年轻人的歌曲,我觉得这首歌的最后两句表达了我们对暗能量的感受:

我遇见你是最美丽的意外
总有一天我的谜底会解开

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《遇见》在这里抒情了两天,咱们换一个口味吧 :-)

犹太人最聪明吗?


2006年3月24日, 星期五

上次写了女性科学家,这次谈谈犹太人的智商,都是很有争议的话题。我最近收到《新发现》的几本期刊,其中有一段谈犹太人的,说犹太人占美国人口3%,却占了美国的诺奖得主的27%,图灵奖得主的25%。

我在网上查了一下,得知去年Journal of Biosocial Science 6月份发表了一篇研究Ashkenazi Jews的基因的文章,几项结果如下:

They have the highest average IQ of any ethnic group.
Their intelligence advantage is genetic.
Their intelligence advantage is recent.
Jews as a whole are not of above-average intelligence, just the Ashkenazi.
Ashkenazi intelligence is a result of natural selection.

要说清楚,Ashkenazi Jews是起源于中欧和北欧的犹太人,他们的平均智商高出欧洲人的平均智商12-15。高智商来源于他们在中世纪从事的特殊职业,如经商、放高利贷。

下面是我从Wikipedia查到的一段话:

According to many studies, Ashkenazi Jews have the highest average intelligence of any ethnic group as measured by IQ, leading East Asians, who also perform highly in IQ. Many of these studies indicate that the primary Ashkenazi advantage is in verbal reasoning and the East Asian advantage in spatial reasoning.

Ashkenazi Jews also perform highly in correlated areas. For example, while only 0.25% of the world population is Jewish, Jewish scientists make up 28% of Nobel prize winners in physics, chemistry, medicine, and economics, and have accounted for more than half of world chess champions.[12] In the U.S., Ashkenazi Jews represent 2% of the population, but have won 40% of the US Nobel Prizes in science, and 25% of the ACM Turing Awards (the Nobel-equivalent in computer science). A significant decline in the number of Nobel prizes awarded to Europeans and a corresponding increase in the number of prizes awarded to US citizens occurred at the same time as Nazi persecutions of Jews during the 1930s and the Holocaust during the 1940s.

以上的第一段话很有意思,东亚人的智商仅低于Ashkenazi Jews,东亚人的空间想象好,而Ashkenazi Jews长于语言推理。

中世纪之后著名的犹太人包括马克思、弗洛伊德、爱因斯坦,最近有一个博客将他们列入史上20个大天才。他的20名天才还包括中世纪之前的摩西和耶稣。

弦论界的大老很多人是犹太人:Witten, Gross, Polyakov, Seiberg, Susskind, Polchinski……这份名单让你觉得不是犹太人在弦论中的成功率不会太高。

然而我不能确定以上都是Ashkenazi Jews,我好像记得很久很久以前Banks曾经说过他们家来自北欧,过去是做银行,难怪叫Banks。还有,Friedan也是北欧犹太人,他现在比较沉寂了,他的妈妈可是美国有名的女权运动家。

犹太人的团结和好斗是有名的,所以我一个师弟提起犹太人就愤愤不平,以为他们有时太过分。

最后说一下在我们中国人圈子内不会引起争议的猜想:最近中国的经济发展是不是与我们的空间想象力有关?

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补记:忽然想起我在科大读硕士时的同学方东萍,科大少年班毕业,硕士毕业后到了北师大,再后来就出国了。有一次在芝加哥大学不期而遇,那时她转学统计了。我觉得遗憾的是她结婚后请我们去她家过圣诞,因故没有去成。

多年后,我回国了,才知道她原来是犹太人,来自河南郑州。回想起来,除了鼻子,她长得一点也不像犹太人。

旧帖重温(2)另类弦乐史


2006年3月23日, 星期四

以下是我很久以前在一个网站玩的时候应某人之邀写的“超弦简史”,我偶尔玩票,所以只写了个开头没有写到结局。

既然这里最近访问的人多,贴出来让大家乐乐。

另类弦乐史

古时候有一个留着小胡子的人
据说他用他的烟斗思想
这是个不世出的天才
16岁时幻想光停下来的模样
26岁顿悟时空的相对
据说那时正推婴儿车走在
伯尔尼的一条小路上
不过他与光还没有玩完
接着赋予它一个基本的光量
这个玩笑16年后为他赢得
一枚小小的金质奖章

数年后他开了一个震动世界
的玩笑,他说光
你要弯曲
当你经过太阳
从此他的理论和形象
成了经典,供后世景仰
这个永不停息的大脑
仍与两个理论较量
因为他敬佩的前人
将电与磁统一于光
这是上帝的游戏
值得后人效仿
所以重力、光、量子
应归一于一个统一场

他不懈地努力直到白发苍苍
这并没有打动他忙碌的同行
量子理论的富有
使得他们每人能够
分一勺子品尝
他们不断地在纸上潦草地书写
一个方程,其中有能量动量
然后拿出几个数字交给
比他们更忙碌的人去测量
每一次成功带来下一次
的希望
无数次的成功使得
人们把老爱渐渐遗忘
尽管他们早已把量子
和狭义相对论送进教堂

女性科学家


2006年3月22日, 星期三

今天还是不写爱因斯坦和弦论,主要是觉得精神不够。

今天是弦论/宇宙学硕转博报告,6位学生中有两位是女性。有人过后感慨,觉得要好好保护女性学科学的,然后提到理论物理所现在没有一位女性研究员。女性在各大学和各研究单位的稀少,在中国已经是很严重的问题了。上次在湘潭开会,90多位在1999年-2002年间获得杰出青年基金的到了80多位,只有一个是女性,复旦大学的邹亚明,显得很扎眼。第一天一百多人的合影,里面只有两位女性。

据说中国原本已经达到西方女权主义者希望达到的境界,而最近一些年来倒退了,于是就有了宁瀛导演的《无穷动》,谈中年女性的美,当然不是那种外表的美,由洪晃、刘索拉、李勤勤和平燕妮主演,有人嘲笑为审丑。因为当今中国被西来的以年轻女性为中心的审美所影响,倒退了,所以宁瀛要复古。

哈佛大学校长最近因为发表对女性不利的言论被迫辞职。我不太关心政治,弄不清这里面的名堂,只是揣测哈佛的教授们大多是传统的左派,所以校长没法当下去了。Lubos Motl相当地右派,在他的博客上说了很多女性平均智商低于男性的话,这在政治正确的美国,是需要很大的勇气的。

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刚才跑到格志去看,原来那里20号就有一个关于女生的帖子

我必须谈谈我对女生看法的转变。我过去虽然听说史上的居里夫人,希帕蒂娅,柯瓦列夫斯卡娅(这些据说都是美女),到底没有任何感性认识,即使对弦论界的少数几个女性也稍有接触,还是没有太多的感性认识,所以对女性一直存有偏见的。

最近我自己招了三个女生,一个在读,一个夏天要来,一个几乎不辞而别,对女生多了许多看法。看法之一是,女生中的确有很聪明的。看法之二是,现在的一些女生脑子比男生灵活,特别是在谋生方面 ;-) 我个人觉得脑子的这种灵活是和决心干一个行当矛盾的,这也许是科学上女性不太能够坚持到底的原因。

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