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【TED】物理新纪元 [转载]

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本文的全文是由《赛先生》整理，全文如下：（点我看原链接）

物理学界最近出现了一种令人不安且饱受争议的看法：我们正在逼近人类通过科学所能了解这个世界的绝对极限。近日，欧洲核子研究中心 (CERN) 的粒子物理学家 Harry Cliff 参加了一场TED演讲，期间谈到了两个对于我们宇宙存在来说极为关键的两个量。倘若有任何的微变，这个世界或许都将不复存在。

“在未来的几年里，我们可能会知道自己是否能够继续扩展我们对这个世界的了解，也许我们将在科学史上首次遇到无法回答的问题。”来自欧洲核子研究中心 (CERN) 的粒子物理学家 Harry Cliff 最近在瑞士日内瓦的一次TED演讲上讲到，“这并不是说我们的大脑不够聪明或者技术无法满足，而是由物理学定律本身决定的。”

在 Cliff 的观点里，有两个被视为宇宙中最危险的量。它们决定着我们在世间所见一切物质、结构和生命的存在。倘若这两个量有细微的变化，那么宇宙万物都将不复存在，这里将一片死寂。

第一个量：希格斯场的强度

Cliff 所言的第一个危险数值代表着物理学家称之为希格斯场的强度。这是一种无形的能量场，与其他磁场稍有不同，它充斥着整个宇宙。我们既看不见，也摸不着，但是如果没有它，我们也无法存在。

当粒子畅游在希格斯场中，它们会获得质量并最终成为质子、中子以及电子这些组成你我的基本单位。如果没有希格斯场，那么一切都将灰飞烟灭。

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iThink：又见阿基里斯追乌龟

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今天在网易公开课上看到了“阿基里斯与乌龟赛跑”这一个小视频。这个悖论早已经出现了各式各样的解答了，但是人们到现在依然没有达成一致的意见。

我还是老意见：因为时间不能无限划分，所以阿基里斯可以追上乌龟。时间是本质的，而其他的物理量，比如空间等，都是时间的表现。或者，反过来看，空间也许是本质的，而时间是空间的表现。这两个只有一个是本质的，而不是两个；或者两者都不是最本质的，而存在着其他更本质的东西。

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物理：量子引力对话录[转载]

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本文转载自卢昌海的博客，作者博客主页为：http://www.changhai.org/

本文原始网页地址为：http://www.changhai.org/articles/translation/physics/QG_dialog1.php

本文对下文的正文部分未做任何改动，只是用红字在一处做了一个小小的批注。

量子引力对话录

– 作者：Carlo Rovelli    译者：卢昌海 –

译者序： 在最近二十年的所有物理理论中， 超弦理论应该说是进展最为层出不穷、 声名最为显赫的。 但是直到今天为止， 我对它的看法却依然近乎中立。 我始终觉得， 超弦理论虽然有着美丽的数学结构， 也联系着深邃的物理思想， 但它并不象一些人认为的那样完美。 起码， 它的基础并不象一些人认为的那样简单， 只用一个参数就可以确定一切。 相反， 它带有很多隐含的假设。 这些我在 追寻引力的量子理论 一文中曾有所提及， 但提得非常简略。 原本打算将来写一篇更详尽的， 但前不久读到了 Carlo Rovelli 的 A Dialog on Quantum Gravity [Int. J. Mod. Phys. D12 (2003) 1509-1528]， 虽然与我的看法不尽一致， 但也涉及了一些这方面的话题， 因此在这里， 先将这篇文章介绍给读者。 这也是本网站的第一篇翻译作品。

Rovelli 是 Loop Quantum Gravity 的代表人物之一， 是最早对 Loop Quantum Gravity 中的面积及体积算符本征值作出计算的物理学家之一 (参阅 追寻引力的量子理论)。 Rovelli 这篇文章的文体及人物仿照的是 Galilei 的对话， 但遗憾的是， 对话中部分内容略显重复及冗余， 文章结构不够流畅。 更遗憾的是， 对话中为超弦理论辩护的 Simp 教授 (对应于 Galilei 对话中的 Simplicio) 的水平实在太低， 在整个对话的所有方面 – 甚至包括对自己为之辩护的超弦理论的理解 – 都显得不如研究生 Sal (对应于 Galilei 对话中的 Salviati)， 颇失教授水准， 同时也失整个对话的水准。 另外， 文章对超弦理论有过份苛求之嫌， 对 Loop Quantum Gravity 又有过份美化之意。 前者比如追问超弦理论是否可以精确地给出标准模型， 是否存在关于超弦理论有限性的严格证明等 (如果这样追问的话， 那么别说超弦理论， 就连普通的量子场论也难以招架， Loop Quantum Gravity 自也无法独善其身)； 后者比如认为在理想情况下， 即超弦理论和 Loop Quantum Gravity 的所有设想都得以实现的情况下， 两者均可称为是完美的理论， 均可取代对方。 其实 Loop Quantum Gravity 并不具有与超弦理论同等的广度和雄心， 即使在理想情况下也是有明显局限性的 (比如它不能导出标准模型的自由参数 – 因为这根本不是它的目的)。 这些是作者作为 Loop Quantum Gravity 代表人物的明显偏颇之处。

二零零四年三月四日写于纽约

 

圈量子引力与超弦理论之争方兴未艾， 要想对这两个理论进行不偏不倚的评论是非常困难的。 与其追求这样一种评论， 在这里不如让我来叙述一段与这一话题有关的对话， 那是我在美国某名校的自助餐厅里听来的。 对话是在高能物理学家 Simp 教授和研究生 Sal 之间进行的。 Simp 教授听说 Sal 试图研究圈量子引力， 就找她聊了聊， 想劝她放弃。 下面就是我所听到的他们的对话。

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LQG：Loops 11 会议视频

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会议网站：http://loops11.iem.csic.es/loops11/index.php

1. João Magueijo – Cosmology and quantum gravity: a chiral signature?
(Abstracts/Plenary Lectures)

… on matters like the inner product, the ground state (which we prove is NOT the Kodama state) and ordering issues. Download: Video (.mp4 688.3 MiB) – Slides (.ppt …

2. Yongge Ma – Extension of Loop Quantum Gravity to Metric Theories beyond General Relativity
(Abstracts/Plenary Lectures)

… quantization of the $f(R)$ theories and Brans-Dicke theory by extending the loop quantization scheme of GR. Download: Video (.mp4 497.9 MiB) – Slides (.pdf 425.9 …

3. Parampreet Singh – Physics of singularity resolution in LQC
(Abstracts/Plenary Lectures)

… while analyzing physics of models in quantum gravity. Download: Video (.mp4 604.1 MiB) – Slides (.pdf 464.6 KiB) Parampreet-Singh_Physics-of-sin …

4. Tomasz Pawlowski – Quantum dynamics and semiclassicality in LQC
(Abstracts/Plenary Lectures)

… preservation across the bounce. Download: Video (.mp4 450.2 MiB) – Slides (.pdf 911.4 MiB) Tomasz-Pawlowski_Quantum-dynamics-and-semiclassicality- …

5. Martin Bojowald – How to rule out loop quantum gravity
(Abstracts/Plenary Lectures)

… will be discussed, based on the main corrections of quantum geometry and a systematic procedure to derive effective descriptions. Download: Video (.mp4 526.9 MiB) …

6. Alejandro Corichi – The semiclassical limit of Loop Quantum Cosmology
(Abstracts/Plenary Lectures)

… theory. Download: Video (.mp4 464.5 MiB) – Slides (.pdf 464.5 KiB) Alejandro-Corichi_The-semiclassical-limit-of-Loop-Quantum-Cosmology …

7. Jorge Pullin – Quantum scalar field in loop quantum gravity with spherical symmetry
(Abstracts/Plenary Lectures)

… theory and discuss more generally how breaking Lorentz invariance at the Planck scale does not necessarily lead to problems at low energies. Download: Video (.mp4 …

8. Alejandro Perez – Black Hole Entropy and SU(2) Chern Simons Theory
(Abstracts/Plenary Lectures)

… quantum aspects of black hole systems modeled by isolated horizons and SU(2) Chern-Simons theories. Download: Video (.mp4 442.9 MiB) – Slides (.pdf 3.1 MiB)  …

9. Lee Smolin – The Principle of Relative Locality
(Abstracts/Plenary Lectures)

… laws. These are in principle all measurable by appropriate experiments, some of which will be described. Download: Video (.mp4 466.8 MiB) – Slides (.pdf 3.6 MiB)  …

10. Renate Loll – Nonperturbative Highlights on Quantum Gravity from Causal Dynamical Triangulation
(Abstracts/Plenary Lectures)

…  Download: Video (.mp4 613.1 MiB) – Slides (.pdf 4.3 MiB) Renate-Loll_Nonperturbative-Highlights-on-Quantum-Gravity-from-Causal-Dynamical-Triangulation …

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物理：圈量子引力（LQG）的发展历史大事记（节选自卡尔·罗维利的文章）

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原文全文：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=162744&uk=3171134180

1992 Classical limit: weaves
Ashtekar, Rovelli, Smolin.
The first indication that the theory predicts Planck
scale discreteness came from studying the states
that approximate geometries flat on large scale [23].

These states, denoted “weaves”, have a “polymer”
like structure at short scale, and can be viewed as
a formalization of Wheeler’s “spacetime foam”.

……

1994 Discreteness of area and volume eigenvalues
Rovelli, Smolin.
In my opinion, the most significative result of loop
quantum gravity is the discovery that certain ge-
ometrical quantities, in particular area and vol-
ume, are represented by operators that have dis-
crete eigenvalues. This was found by Rovelli and
Smolin in [186], where the first set of these eigenval-
ues were computed. Shortly after, this result was
confirmed and extended by a number of authors,
using very diverse techniques. In particular, Re-
nate Loll [142,143] used lattice techniques to ana-
lyze the volume operator and corrected a numerical
error in [186]. Ashtekar and Lewandowski [138,17]
recovered and completed the computation of the
spectrum of the area using the connection represen-
tation, and new regularization techniques. Frittelli,
Lehner and Rovelli [84] recovered the Ashtekar-
Lewandowski terms of the spectrum of the area,
using the loop representation. DePietri and Rov-
elli [77] computed general eigenvalues of the vol-
ume. Complete understanding of the precise rela-
tion between different versions of the volume oper-
ator came from the work of Lewandowski [139].