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文化 => 转载 => 主题发帖人为: 主军 于 三月 18, 2011, 10:04:23 上午

标题: 看扁宇宙
作者: 主军三月 18, 2011, 10:04:23 上午
【视频——李淼:看扁宇宙】

李淼,中国科学院理论物理研究所 理论物理学家


李淼老师平时的研究工作主要是通过思维进行的。
在演讲中,他运用通俗的语言和演示装置为你讲述严谨的科学思维过程,
用形象的视觉效果带你领略难以置信的宇宙图景,
用他的热情激起你对时空种种可能性的无限向往和想象。
原来日常生活的三维世界,不过是一幅二维全息图。

视频地址 1、 http://www.tins20.com/video-26.html

视频地址 2、 http://v.youku.com/v_show/id_XMjM5ODA3ODE2.html




以下是李淼博客上博文的几段话:


【世界是平的】
http://limiao.net/2308

“没有人会怀疑真实世界是三维的,物理学家也不怀疑。但是,最近十年的基础研究告诉我们,三维世界的最隐秘的底牌是两维的。打个比方,造物主最初只造出了一个两维世界,但是这个世界很像一张全息照片,地球上的山水,头顶的星空,都是全息照片上投射出来的三维景象。而人类,同样是投射出来的三维生物,所以我们只感受到三维而不是两维就不奇怪了。 ”

“引力在万花筒的解释就像弹簧力,不是基本力,而是很多很多组元共同合作引起的宏观力,而且这种宏观力有特定的性质,叫做熵力。熵在物理学中指的是混乱度。”

“毫无疑问,物理学家还需要投入很多精力和时间才能慢慢揭开两维全息图的秘密。在揭开这个秘密的过程中,我们也许会对世界有了全新的认识。例如,也许我们会揭开暗能量之谜,也许我们会最终获得宇宙是如何开始的令人兴奋的知识。当然,我们还会加深对黑洞等奇妙天体的认识。”


【关于熵(1)】
http://limiao.net/?s=%E5%85%B3%E4%BA%8E%E7%86%B5%EF%BC%881%EF%BC%89

“那么我们问,为什么整个宇宙不处于一个最大熵状态?为什么有熵增长的现象?这个问题等价于,为什么宇宙在前一刻的状态总是比下一刻的状态特殊?这是在追问热力学第二定律的起源。任何一个学过统计物理的同学都会自然地问这个问题,因为无论在经典力学还是量子力学中,物理定律是时间反演不变的,也就是说,物理定律本身不能用来判别时间的方向。

对于这个问题的终极回答是,因为宇宙起源于一个非常特殊的状态,也许是一个熵等于0的状态。就是说,我们日常见到的生老病死等一切不可逆现象都可以归结为宇宙的零熵起源。

比如说,我们可以问,科学为什么能够进步?回答是,社会在进步。我们继续问,社会为什么能够进步?回答是,人在不断出生和死亡。我们继续问,人为什么能够出生和长大?回答是,人在消费周围的物体的能量使得周围的体系的熵增大。我们继续问,我们为什么能够消费周围的能量?回答是,我们可以通过各种不可逆过程提取周围的能量,如通过水从高处流到低处来发电。我们继续问,为什么水能够从高处流到低处?回答是,因为地球上水可以通过蒸发和下雨来循环。我们继续问,水为什么能够蒸发?回答是,通过消耗太阳的能源,同时太阳的熵在增大。我们继续问,太阳为什么能够产生能源?回答是,太阳通过引力塌缩引爆核反应产生能源。我们继续问,太阳的引力塌缩怎么来的?……等等,这些问题最后归结为整个宇宙起源于一个非常特殊的状态。”


“我相信,每一个类似的涉及热力学第二定律的问题经过也许不超过20次提问,最终都归结为宇宙的起源。”

“我们绝大多数人都会满足于这个最终答案:宇宙起源于一个特殊状态。”


【宇宙中的那些空隙……】
http://limiao.net/?s=%E5%AE%87%E5%AE%99%E4%B8%AD%E7%9A%84%E9%82%A3%E4%BA%9B%E7%A9%BA%E9%9A%99%E2%80%A6%E2%80%A6

“你知道吗,你看到的天上的星星,银河,数不清的类似银河的星系,其实只占整个宇宙能量的很少一部分。精确地说,只占4%左右,96%是无论用肉眼还是用望远镜等寻常手段看不到的能量。”

“其中,所谓暗能量占了74%左右。暗能量是一种均匀地充满宇宙的能量,”

... ...

标题: Re: 看扁宇宙
作者: niJ凤三月 18, 2011, 01:42:13 下午
谢谢介绍! :)
标题: Re: 看扁宇宙
作者: fengshao(冯少霞)三月 19, 2011, 12:48:47 下午
“其中,所谓暗能量占了74%左右。暗能量是一种均匀地充满宇宙的能量,”是否可这样理解,我们练功是在吸收“暗能量”? ;) ;),多谢转载!

标题: Re: 看扁宇宙
作者: 主军三月 20, 2011, 04:17:05 下午
“...... 一个人坐在一块四四方方的花岗岩石头上,...... 四周还是空空荡荡的空间! ......”
                                             《人生的道路》第137页

“...... 地球不再是球形,而是变成了一块有山有水的圆盘形的大地。...... ”
                                              《人生的道路》第365页



伟瑶的帖:【问答】     http://pangu.org/cnforum/index.php?topic=654.msg3336#msg3336
标题: Re: 看扁宇宙
作者: 主军六月 12, 2011, 04:21:34 下午
【 信息丢失与全息暗能量 】

文章来源:博客李淼   
http://limiao.net/2918

......

因此,在一个膨胀的宇宙中,信息是不断丢失的。而根据Landauer的理论,这些丢失的信息就由某一种途径或者一种机理转化成能量。结合Gough的理论,这些能量可以用来解释在当前宇宙标准模型中暗能量为何是重要组成部分。对以上解释,也存在不同的见解。Landauer对信息系统从熵的方向切入,可以得到热力学系统在数学上的模型支持。然而,这些丢失的信息确实转化为能量的话,能否被检测出来?如果能被检测出来,是不是意味着能得到暗能量的重要信息?

虽然有一些的实验证明这些丢失的信息转化成了能量,但是仅仅只能说能量由一种形式转变成另一种形式,即从某一角度看,就是熵的值由低向高的变化,遵循着热力学第二定律。而Gough的理论主要探讨这些能量到底是如何冒出来以及如何进入宇宙空间的,这也是目前主流暗能量理论所要解释的地方。

然而,Gough认为对这些消失的能量与暗能量进行数学上的研究,比传统的量子真空能量假说更有吸引力。其计算结果显示:宇宙中消失信息转化的能量大约是目前宇宙全部质能的3倍,这个数据与当前标准模型中认为的宇宙由76%暗能量+26%质能构成基本一致。

全息理论中所有关于三维空间物理现象的信息都可以包含于空间中二维表面的边界。如全息暗能量理论与熵的关系,正是目前弦理论科学家所致力解决的问题。

......
标题: 科学家发现奇特行星 其天空将有“两个太阳”
作者: 主军九月 17, 2011, 10:22:15 上午
科学家发现奇特行星 其天空将有“两个太阳”  
2011年09月16日07:14 腾讯科技 悠悠/编译
http://tech.qq.com/a/20110916/000043.htm

[导读]天文学家宣称首次发现一颗环绕两颗恒星运行的行星,这意味着它将像塔图因行星一样,天空中出现两颗太阳。

腾讯科技讯(悠悠/编译) 据美国太空网站报道,在科幻电影《星球大战》中天行者家族的故乡行星是出现“两颗太阳”的塔图因行星,也许这种现象并非完全是科幻情节。目前,天文学家宣称首次发现一颗环绕两颗恒星运行的行星,这意味着它将像塔图因行星一样,天空中出现两颗太阳。


科学家使用美国宇航局开普勒探测器观测到一颗巨大行星环绕一对恒星

科学家使用美国宇航局开普勒探测器观测到一颗巨大行星环绕一对恒星,这个恒星系统被称为“Kepler-16”,距离地球200光年。

美国华盛顿市卡耐基学院的阿兰-勃斯(Alan Boss)是该项研究的合著作者,他说:“这是一项惊人的天文发现!再一次地将科幻演变成现实!”当《星球大战》中出现拥有两颗太阳的塔图因行星时,许多科学家便猜测这样的行星或许真地存在,目前这项最新研究得以证实。

这颗奇特行星环绕两颗恒星运行一周大约229个地球日,Kepler-16A和Kepler-16B恒星的质量分别为太阳的69%和20%。这两颗恒星彼此距离很近,平均仅为地日距离的五分之一,这比水星和太阳之间的距离更近。

工业光魔公司曾为电影《星球大战》提供特效制作,该公司特效视觉效果总监约翰-诺尔(John Knoll)说:“塔图因行星的真实存在是可能的,最新发现的Kepler-16(AB)-b行星是确凿的证据,它证实了行星可以环绕两颗恒星运行。这项最新发现扩大了科学家的想像界限,或许一些科幻电影中的情节正是未来科学家亟待解决的重大发现!”

9月15日,诺尔在美国宇航局新闻发布会上发言称,我们再一次地看到科学事实比科幻故事更具奇特性,这些将科幻演变为科学事实的重大发现将使科学家更一步扩大想像空间,探索我们的科学假想。

这颗行星被命名为Kepler-16(AB)-b,从它的卫星角度观测这颗行星前方有两颗恒星,它环绕着两颗恒星运行,定期有规律地出现光线昏暗。当两颗恒星彼此环绕时,也出现被遮挡形成的日食现象。总之,通过开普勒探测器的观测可使科学家精确地计算出这三颗星体的质量、半径和运行轨迹。

Kepler-16(AB)-b与恒星之间的距离为地日距离的四分之三,它的体积与土星较为接近,虽然密度只有土星的50%,表明它富含重元素。位于加州山景城的地外文明搜索学会(SETI)的天体物理学家劳伦斯-道尔(Laurance Doyle)是该项研究负责人,他说:“据我们分析Kepler-16(AB)-b行星并不适宜居住。”

这颗奇特行星环绕两颗恒星运行一周大约229个地球日,Kepler-16A和Kepler-16B恒星的质量分别为太阳的69%和20%。这两颗恒星彼此距离很近,平均仅为地日距离的五分之一,这比水星和太阳之间的距离更近。两颗恒星彼此环绕一周的时间大约41个地球日。
   
环绕两颗恒星运行的行星叫做“环双星行星(circumbinary planets)”,两颗恒星在空间运行轨道环绕的一点叫做“多体质心(barycenter)”,研究人员在多体质心位置发现它们的轨道出现轻微变化,表明行星的存在导致两颗恒星出现潮汐效应。
   
Kepler-16(AB)-b行星是科学家探测到直接出现在恒星前方的第一颗行星,可短暂时昏暗恒星的光线。由于这颗行星与两颗恒星几乎同处于一个平面,研究人员认为它们形成于同一个灰尘气体盘。
   
道尔说:“目前我们知道如何去探测发现环双星行星,我认为我们应当很快地发现更多的环双星行星。”目前,这项最新研究报告发表在9月16日出版的《科学》杂志上。


(《科学》杂志  http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/09/video-two-suns-set-on-alien-world.html?ref=hp  )
标题: Re: 看扁宇宙
作者: 仁慈九月 23, 2011, 12:23:53 上午
人的智商可以很高,创造了很多奇迹,几十层的摩天大厦,卫星都能上天,不过人又很弱小,再聪明,都没能让所有人都过上所有人都幸福的生活,贫困,痛苦,烦恼,疾病,死亡,所以宇宙怎么样,能理解就理解暂时没空理解也不需要纠结,以后会知道的,我们只要好好练功,减小痛苦,好好过生活,接受为我们安排的人生道路
标题: 36光年外发现最像地球的行星
作者: 主军九月 25, 2011, 04:55:23 下午
36光年外发现最像地球的行星

'Super-Earth' Found in Habitable Zone

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/09/super-earth-found-in-habitable-z.html?ref=hp

标题: 36光年外发现最像地球的行星
作者: 主军九月 25, 2011, 05:11:58 下午
36光年外发现最像地球的行星


大洋新闻 时间: 2011-09-25 来源: 广州日报
http://gzdaily.dayoo.com/html/2011-09/25/content_1485404.htm

环球新发现

编译及图片整理:许珍

欧洲天文学家近日宣布他们已经找到了地球最好的替代行星,这颗行星的质量是地球的3.6倍,因为环绕其恒星的运行距离适宜,为液态水在星球表面的存在提供了可能性,因此,这颗星球上有可能存在生命。这颗被称为“HD 85512b”的行星距离地球大约36光年,位于船帆座。它在地球环绕太阳运转距离的大约1/4处运行,这个距离将这颗行星置于星系中的“宜居地带”。研究项目负责人Lisa Kaltenegger表示,如果星球是由岩石组成的,外延有大气层,且有超过50%的云层遮盖,那么这颗星球将有宜居的潜力。  

源自《纽约时报》
标题: Re:看扁宇宙
作者: 主军十月 05, 2011, 02:21:31 下午
美澳三位科学家获诺贝尔物理学奖:
宇宙最后会变成冰


2011-10-05 08:22    来源:中国广播网
http://china.cnr.cn/yaowen/201110/t20111005_508578570.shtml

中广网北京10月5日消息(记者王宗英)据中国之声《新闻纵横》报道,北京时间昨天(4日)傍晚物理学界的世界最高荣誉——2011年诺贝尔物理学奖揭晓。不出外界所料,今年(2011年)的诺贝尔物理学奖和前一天的医学奖一样,再下一枚三黄蛋。来自美国和澳大利亚的三名科学家共同分享了这一奖项。

诺贝尔奖评委委员会说,根据这三位科学家的研究结果,如果膨胀加速,最后包括地球在内的整个宇宙将会变成冰。而由此开启的研究领域更是被专家称为“可以和爱因斯坦的相对论相比拟”。

美国科学家帕尔马特、澳大利亚科学家施密特和美国科学家黎斯昨天在地球上的不同地点都分享了同样的喜悦,那就是一起问鼎诺贝尔奖。中国科学院理论物理研究所所长吴岳良院士在得知消息后,用“年轻”和“爱讨论”向我们形容了他所认识的帕尔马特。

吴岳良:去年(2010年)我们一起参加了卡弗里奖,专门是颁给天文、纳米方面的,我们住在同一舍,在一起讨论。我觉得他是一个很善谈,很愿意讨论的一个科学家,年轻科学家,我想五十岁左右应该算是年轻的吧!

通过研究超新星发现宇宙加速膨胀的秘密是三位科学家得以获奖的研究成果。中国研究超新星的两位科学家之一、国家天文台的李竞研究员向中国之声介绍说,这的确是上个世纪最重大的发现。
  
李竞:这就是上个世纪最重大的发现了。我们的宇宙不是永恒的,不是宁静的,时空是在膨胀,它的膨胀速率是多少呢?是73公里/秒,难道说我们就都不会发现吗?不会,为什么呢?因为前面还有一个,每300万光年才有这样大的一个膨胀速率,这个现象怎么看呢?我们不直接看见天体远离我们,而是我们通过看到天体的光谱、星系的光谱离我们越远的,就以更高的速度来远离我们,确证无疑。
  
那么宇宙加速膨胀的结果会是什么呢,按照诺贝尔委员会的说法,这个获奖成果告诉我们,包括地球在内的整个宇宙最终都将会变成冰。人们不禁要问这是真的吗?李竞斩钉截铁的回答说答案是肯定的。
  
李竞:真的,加速膨胀的结果就是什么呢?因为我们的宇宙现在是137亿年,1000亿年的时候,那时候我们的宇宙密度就非常稀少了,而所有的产能量的,产光跟热的天体都死去了,这时候我们的宇宙是冰冷一片。
  
李竞说,这个结果也告诉我们,宇宙不仅有万有引力,而且有斥力。不过,这种斥力现在对于人类来说还相当神秘,它有一个名字,那就是——暗物质和暗能量。
  
吴岳良院士也介绍说,人类所认识的物质被发现只占整个宇宙不到4%,而事实上宇宙成份中约3/4都是由暗能量组成的。因此在发现这个现象以后,这一研究领域已经成为可以跟上世纪爱因斯坦的相对论相比拟的一个新的研究领域。
  
吴岳良:这是一个惊奇的发现。那么其中的一种解释就是,宇宙当中存在一种我们现在还不清楚的物质形态,这类物质称为暗能量。在人类文明史以来,我们所认识的物质被发现只占整个宇宙不到4%,它这个暗能量按宇宙的成份差不多有3/4成份,所以对我们来说,应该是一个完全不知道的新的形态的出现,各个国家,各个科学家们都在关注这个问题,可以跟上世纪爱因斯坦的相对论相比拟的一个新的领域。  
标题: 科学家发现疑似“上帝粒子” 可能改变人类对宇宙的理解
作者: 主军七月 05, 2012, 04:46:57 下午
科学家发现疑似“上帝粒子” 可能改变人类对宇宙的理解  

新华国际 - 新华网2012年07月05日 07:26:16
http://news.xinhuanet.com/world/2012-07/05/c_112361993.htm


欧洲核子研究中心7月4日在瑞士日内瓦和澳大利亚墨尔本召开“高能物理跨洲视频会议”,欧洲核子研究中心主管罗尔夫·豪雅在会议上表示,他们发现了一种新的粒子,而这种粒子很可能就是寻找多年的“上帝粒子”——希格斯玻色子。“上帝粒子”将是人类认识宇宙的一面最直接的镜子:因为如果作为质量之源的它确实存在,物理学家就可能因此推测出宇宙大爆炸时的情景以及占宇宙质量96%的暗物质(包括暗能量)的情况。

由于很多粒子的存在时间非常短,无法被观测到,物理学界一直利用最后观测到的光子等其他粒子来反推它们是由什么粒子衰变而成的。

为了发现希格斯玻色子,也为了探索宇宙起源,包括中国在内的世界多国共同资助欧洲核子研究中心兴建了大型强子对撞机(LHC)。该设备位于瑞士和法国边境地区地下100米深的隧道中,总长约27公里。LHC上主要有4套大型实验装置,其中使用液体探测器的紧凑缪子线圈(CMS)装置是专门用来寻找希格斯玻色子和宇宙暗物质的,而使用晶体(双光子道)探测器的超面环仪器(ATLAS)装置则被用来寻找额外维度和质量起源等问题,而质量起源同希格斯玻色子息息相关。

CMS发言人乔·因坎德拉在会议上演示了观测数据,并给出了根据该数据进行运算的最终结果。根据双光子事件、双Z玻色子和4轻子事件的观测结果证明,CMS已经观测到了一种新的粒子,“虽然是初步的结果,但数据很给力!”乔表示,该玻色子质量在125.3±0.6京电子伏(GeV),置信区间为5个标准差,即有99.99994%的可信度表明该粒子存在。根据此前顶夸克发现的前例,发现该粒子时,置信区间也是5个标准差,可以宣布发现了新粒子。

ATLAS主管费碧欧拉女士表示,他们的项目也发现了新的玻色子,质量为126.5GeV,置信度为5个标准差。但她表示,这只能证明ATLAS观测到了新的粒子,究竟是不是希格斯玻色子还有待确认。但是给出的数据表明,ATLAS观测的新粒子与标准模型里的希格斯玻色子相符的置信度已经达到了4.6个标准差——相当接近可以宣称为发现的5个标准差了!

两人的发言引来了在场观众经久不息的掌声。欧洲核子研究中心总监塞尔焦·贝托鲁齐表示,我们正处在一个关键节点:新粒子的发现,将使我们将来能够对实验数据进行更加详尽的解读。

希格斯玻色子理论的创始人彼得·希格斯教授也应邀出席了会议,这位83岁的英国老人兴奋得像个孩子,他向欧洲核子中心表示祝贺,他说,“很高兴我能活着看到这一天的到来”。

理论物理学家霍金认为,人类在很长一段时间内不可能发现希格斯玻色子。不过,他为此打赌的100美金还没有输掉,因为今天的会议依然无法证实,人们发现的粒子无疑就是希格斯玻色子。

乔和费碧欧拉在会后的新闻发布会上反复向媒体表示,今天的结果只能证明我们发现了符合标准模型的新玻色子,这种玻色子究竟是什么还无法确认,但罗尔夫·豪雅表示,“我们发现的是一种新粒子,这才是让我们激动的地方”。CMS小组也在其网站上表示,虽然我们发现了符合希格斯玻色子基本模型的粒子,但并没有确认发现希格斯玻色子,因为我们仅仅关注了该粒子的质量本身,它可能是其他具有该质量的粒子。为了确认所发现的就是希格斯玻色子,我们还需要确认它的自旋为0,正确的耦合比,等等。这些将是我们今后的工作,但这个发现依然让人激动。

是的,无论确定与否,这都将是本年度甚至是今后十年间物理学界最重要的发现。罗尔夫·豪雅在会议结束前深情地向世界各地的科学家和爱好者表示,今天的成就是世界各国共同努力的结果。“今天是历史性的里程碑,但仅仅是个开始”。

正如欧洲核子研究中心官方宣称的那样:“希格斯玻色子触手可及。”“我们对宇宙的理解,将要改变!”



(本报布鲁塞尔7月4日电 驻比利时记者 张 杰)

标题: 上帝粒子驾临,霍金输了!
作者: 主军七月 05, 2012, 04:55:52 下午
上帝粒子驾临,霍金输了!


科技频道_凤凰网
http://tech.ifeng.com/discovery/special/god-particle/



(点击进去,是一组专题报道。)

标题: Re: 看扁宇宙
作者: 主军七月 11, 2012, 02:34:00 下午
科普:为什么要寻找“上帝粒子”

科技频道_凤凰网 2012年07月04日 13:46
http://tech.ifeng.com/discovery/special/god-particle/content-4/detail_2012_07/04/15775766_0.shtml?_from_ralated

http://tech.ifeng.com/discovery/special/god-particle/content-4/detail_2012_07/04/15775766_1.shtml

http://tech.ifeng.com/discovery/special/god-particle/content-4/detail_2012_07/04/15775766_2.shtml

http://tech.ifeng.com/discovery/special/god-particle/content-4/detail_2012_07/04/15775766_3.shtml

http://tech.ifeng.com/discovery/special/god-particle/content-4/detail_2012_07/04/15775766_4.shtml



(一共有5页)
标题: Re: 看扁宇宙
作者: 旋舞七月 25, 2012, 11:03:43 上午
看懂了一点点,很多没看懂,不过依然谢谢分享,呵呵~~

刚看完净空法师的一个节目《和谐解救危机》,其中提到质量和能量是可以相互转化的,我们现实中原子弹已经实现了将质量转化为能量,不知道什么时候人类能够将能量转化为质量呢?也就是“无中生有”。

其实这并非不可能,因为按照圣经《创世纪》,神说“要有光就有了光”,貌似就是个能量转化为质量的过程(能量转化为物质),当然这只是个人揣测。 :D
标题: 科学松鼠会 » 人择的理由
作者: 主军九月 29, 2012, 03:32:21 下午
科学松鼠会--人择的理由

发表于 2012-09-29 12:44
Mario Livio & Martin J. Rees 文  Shea 编译
http://songshuhui.net/archives/73184


地外智慧生命存在吗?甚至我们问这样一个问题都倚赖一个重要的事实:我们的宇宙允许复杂性(例如人类)出现。很显然,人类的生物学细节以及人类的出现取决于地球及其演化过程的某些特征。但是,有一些要求对于任何生命而言可能是普适的:星系、恒星和(可能的)行星必须形成;恒星中的核合成必须合成重元素,例如碳、氧和铁;这些原子又必须处于一个稳定的环境中,在那里它们才能组合形成生物分子。

  我们可以想像具有不同物理学和宇宙常数的宇宙。许多这样“无实际根据的”宇宙不会启动形成高等生命形式的链式过程。例如,一个宇宙拥有和我们相同的物理规律以及相同的物理常数,除了宇宙学常数Λ(物理真空的“压力”)比我们高一个量级,那么这个宇宙就会高速膨胀导致星系无法形成。出现复杂性的其他关键因素包括:(i)重子(质子和中子)的出现;(ii)宇宙并不是无限平滑的,可以形成结构(用宇宙微波背景辐射中涨落的振幅Q来度量);以及(iii)比原子和分子间作用力小1040倍的引力——如果引力不是如此微弱,那么原子和宇宙尺度上的质量、长度和时间就不会有如此大的差异。

  21世纪的物理学面临一个关键的挑战就是确定这些无量纲参数(例如Q和Λ)是否真的是基本的——在一个终极、统一的理论框架下可以被解释——或者仅仅是巧合。在“永久暴涨”(eternal inflation)模型中这些巧合成了可能,在一个指数膨胀的根基上有无穷个分立的“大爆炸”。一些弦理论允许存在大量不同的真空态,每一个都有不同的Λ(甚至还有不同的维度)。这些理论都要求存在大量的小型宇宙(pocket universe)——一个多重宇宙。如果一些物理学常数并不是基本的,那么它们在不同的宇宙中就可以有不同的值。结果,一些小型宇宙就会不允许复杂性和智慧生命在其中演化。很清楚,人类只能在“亲生物”的宇宙中找到自己。我们宇宙中其他一些让人费解的特征仅仅是我们存在并且可以观测到的时期的产物。另一方面,这些常数的偶然值必定落在允许智慧生命演化的范围内。描述和研究亲生物区域产物的过程被称为人择推理。

  人择原理正在开始被认真地研究,尤其是和暗能量的关系。在过去的7年中,宇宙正在加速膨胀已经非常清楚了,暗能量对维持一个几何上平直的宇宙所需的临界密度的贡献达到了大约70%。由此产生的问题是为什么我们一开始或者可能仅仅是现在碰巧处于物质密度和暗能量密度差不多相当的宇宙中。

  这些问题曾经是:为什么真空会施加一个力?为什么会存在宇宙学常数Λ?现在我们问:为什么这个力如此的小?如果在暴涨时期存在一个较大的宇宙斥力,这个力是如何以如此高的精度被“关掉”的?在我们目前所处的宇宙中,Λ比理论家认为合适的值小了10120倍。

  根据温伯格的建议,建立了一些拥有随机值宇宙学常数的模型,这一随机分布(在暴涨宇宙学框架下)服从物理学规律。如果假设我们是典型(平凡)的观测者,那么暗能量开始在宇宙能量密度中占主导的时间和宇宙的年龄大致吻合似乎就有一个自然的解释了;如果Λ太大,那么在星系有机会形成之前加速就会压倒引力。

  当假设有多个常数具有随机值时,情况就会变得更加复杂了。例如,大爆炸产生的涨落振幅Q在其他宇宙中可以取不同的值。然而,在人择允许的区域,Λ和Q是相关的,在这个意义上,如果一个宇宙拥有较大的密度涨落振幅,即使加速很可观,结构也依然可以形成。对于Q小于10-6的情况,只能形成小尺度暗物质结构,而且只能出现在宇宙晚期。在这些结构中的气体非常稀薄,无法通过辐射冷却,阻碍了恒星的形成。如果Q大于10-3,大尺度结构会引力坍缩成巨大的黑洞。对于任何给定的Q,如果Λ大于某个确定的值,那么在宇宙加速膨胀时就无法形成星系质量的束缚系统。显然,我们的宇宙正位于人择允许的范围内。但是对于我们的位置究竟有多“特殊”的问题的解答还需要对宇宙中Λ和Q的进一步认识。

  我们认为多重宇宙和人择推理对于科学而言是真实的观点(虽然还是猜测)。对弦理论或者是暴涨的进一步认识也许可以回答我们的大爆炸是否是唯一的,或者仅仅是许多个中的一个。在后一种情况下,一些到目前都认为是基本的物理常数就会是随机的。不过,光是“人择推理”和“多重宇宙”的提法就会使一些物理学家血压升高。这主要有两个原因。

  首先,存在一系列无法观测到的宇宙似乎与“科学方法”(它要求理论是可以通过观测和实验来证伪的)相矛盾,因此是形而上学的。但是,在定义可观测与否上存在一个“模糊”的边界。目前望远镜的观测能力预示了一个“视界”的存在,“视界”之外的东西无法被观测到;另一个对观测而言更基本的极限是粒子视界,在那里大爆炸发出的光子恰好抵达我们这里(有效红移无穷大面)。

  在教科书中最简单的宇宙模型爱因斯坦—德西特模型中,膨胀是减速的,任何一个星系的红移都是减小的,任何位于视界外的星系最终都会进入到视界中;因此在未来它们会变得可观测。但是我们并不处于爱因斯坦—德西特宇宙中:我们处于一个平直但却加速膨胀的宇宙中。在这样一个宇宙中,任何位于视界外的星系将始终位于视界之外。一般来说,一个加速膨胀的宇宙中总会包含我们永远无法观测到的星系。如果由大爆炸产生的“我们的”小型宇宙中存在我们永远无法观测到的星系,那么设想这些星系来自其他的大爆炸——多重宇宙的一部分是不是一种飞跃呢?

  如上文所述,有理论预言许多个大爆炸:一种可能是存在膜世界,许多宇宙嵌在高维空间中。另一个是“永久暴涨”。我们传统意义下的“宇宙”只是巨大宇宙群岛中的一片时空区域。

  我们还不知道这些理论是否是正确的。但是它们是具有推测性的科学,并非是形而上学。可能存在许多大爆炸吗?如果是这样,它们可以用Q、Λ和其他量来描述吗?在多重宇宙中物理学会相同吗?是什么使得我们对无法观测的宇宙有信心?

  回答是清楚的——如果它们被一个可以解释我们所观测到的事物的理论所预言,那么我们就会相信它。我们相信夸克和相对论对黑洞内部的描述,是因为这些理论在其他地方得到了证实。特别地,如果一个理论对可观测的宇宙有可检验和可证伪的预言,那么我们就应该严肃地考虑并且准备接受它对无法直接观测的宇宙(或者是多重宇宙)的预言。

  物理学家反对多重宇宙的第二个原因是人择原理似乎指向了物理学的极限——甚至是“物理学的终点”。但是,我们认为这一反对仅仅是心理学上。最重要的是,物理学家想发现一组唯一确定的自洽方程组来确定所有的微观常数和大爆炸。但是没有理由物理现实一定要按照这些偏好建立。许多物理学家致力于寻找一个能推导出所有基本数值和常数的理论,但是失败也许是他们的最终结果。

  对第一性解释的寻求也许就像开普勒寻求一个能描述太阳系的优美公式一样是徒劳的。如果未来证实了多重宇宙的可能性,那么人择的论据将成为我们的宇宙之所以拥有这些特征的唯一解释。在那个时候,我们没有理由摈弃任何的可能性。从现在我们忽视什么是基本的而什么不是基本的来看,我们应该对一切可能性保持开放的思维。我们传统意义上所说的基本常数和规律也许只是我们这片宇宙所特有的。它们也许可以从支配整个宇宙的某个理论中推出,但是也许也无法被那个理论唯一确定。

  最后,有人可能会问,人择原理是否有预言的能力。原则上讲它有。例如,推测宇宙学常数是唯一的随机变量。正如一些论据所预言的,如果宇宙学常数源自一个平直分布,那么在某个随机的多重宇宙成员中它可能会具有较高的值。但是,在人择允许的范围内,宇宙学常数存在结构和复杂性无法出现的上限。如果我们的宇宙仅仅是整个宇宙中的普通一员(就像哥白尼谦逊地要求的那样),那么预计我们宇宙的宇宙学常数不会比这个上限小很多。如果观测显示宇宙学常数比人择阈值小105倍,那么人择的任何论据都会遭到严重的质疑。但是正如对高红移超新星和宇宙微波背景涨落谱的观测发现宇宙学常数仅比人择阈值小5-10倍,并不与人择预言相矛盾。

  未来十年预期会对暗能量的特性有更好的限制,会进行超对称和对称破缺的实验,也可能会探测到来自暴涨的引力波。这些以及其他无法预料的发现无疑将会给多重宇宙和物理规律的唯一性与否带来希望。我们的宇宙并不是最简洁最简单的。它看似十分随意的混和了允许我们存在的参数。直到确认了我们位于哪种宇宙或者多重宇宙之后,人择推理才会真正成为物理学家手中的武器。




标题: 谁是爱因斯坦的上帝?
作者: 主军十月 30, 2012, 12:10:26 下午
谁是爱因斯坦的上帝?

科技视点 - 果壳网 guokr_com  2012-01-16 19:00:41
http://www.guokr.com/article/89601/


关于神,这位伟大物理学家的真实想法究竟是什么呢?

(文 / 迈克尔 · 舍默尔)阿尔伯特 · 爱因斯坦有些著名观点:“上帝是不可捉摸的,但并无恶意。” 以及 “上帝不掷骰子。”当被问及他研究物理的动机时,爱因斯坦回应道: “我想要知道上帝是如何创造世界的。我并不关心这种或那种现象,也不关心这种或那种元素的光谱。我想了解上帝的想法,其他都是细枝末节。” 在他生命的最后几周,当爱因斯坦得知老朋友、物理学家米歇尔 · 贝索(Michele Besso)去世时,他写信给贝索的家人: “他比我稍微提前离开了这个奇怪的世界,这并没有什么,对于我们这些有信仰的物理学家,过去、现在与未来的区别只是一种固有的幻觉。”

爱因斯坦所谓的 “上帝” 掷骰子,还有 “我们这些有信仰的物理学家”,都是什么意思呢?他所言究竟是字面意义还是在隐喻?是说他信仰无所谓过去、现在和未来的理论物理模型,还是说他相信存在着凌驾于时间限制之上的非人力量?又或者,他是出于礼貌,为了安慰贝索的家人才说了这番话?

身为历史上最有名的科学家,爱因斯坦也为名所累,他所写或所说的几乎每一个字都会被人加以揣摩,细细品味其内涵和外延。也因此,谁都能轻易将这些名言脱离语境往想要的任何方向杜撰。50 岁的时候,爱因斯坦接受了一次采访,在这次采访中被直截了当地问及:你是否信神? “我不是无神论者,” 他开始说道, “这个问题的涉及面对于我们的思维而言过于广泛。我们像一个进入大型图书馆的孩子,图书馆里摆满了用各种语言写成的书籍,而他无所适从。孩子知道肯定有人写了这些书,但他不知道是怎么写的,也不认识写这些书的语言是哪种。孩子隐约觉得书的排放都依循某种神秘的顺序,但他不知道那是什么。对于我来说,即使最聪明的人对待上帝的态度亦是如此。我们看到宇宙间万物惊人地排列在一起,遵循着特定的法则,但我们只是朦朦胧胧知道个大概而已。”

这听起来像是爱因斯坦把宇宙的法则归功于某种神明,但究竟是哪一种神呢?是人格化的神还是某种超自然神力?美国科罗拉多的一位银行家曾写信就上帝的问题询问爱因斯坦,爱因斯坦回应道: “我无法想象一个人格化的上帝——一个会直接影响个人的行为、或是审判自己的造物的上帝。我们对可知世界的少得可怜的了解,揭示出一定存在一个至高无上的精神;而我的宗教虔诚正是在于对至高精神的一种谦卑的赞赏。我坚信这难以理解的宇宙揭示了至高理性力量的存在,这种坚信形成了我对上帝的看法。”

爱因斯坦关于上帝最著名发言来自于一封电报,在这封电报里来信者让爱因斯坦用不超过 50 个字来回答此问题,而爱因斯坦只用了 32 个字:

我信仰 史宾诺莎 的上帝,他以万物之秩序示现,不会干涉人的命运和行为。 [1]

1997 年的一期《怀疑论者》( Skeptic )杂志(第 5 卷下半月刊)里面,我们首次完整披露了爱因斯坦讨论上帝问题的一批信件。信是从一个名叫盖 · H · 拉纳(Guy H. Raner)的美国二战退役海军老兵那儿获得的,拉纳曾就上帝问题与爱因斯坦通过信。

第一封信发自美国海军布干维尔号护航航母,日期为 1945 年 6 月 14 日,拉纳叙述了他在船上和一个受过耶稣会教育的天主教官员的谈话。这位官员称,一位基督教牧师用无可辩驳的三段论使爱因斯坦从无神论者变成了有神论者, “这三段论是:一项设计需要一个设计者;宇宙是一项设计;因此必然存在一位设计者。” [2]

作为回应,拉纳指出宇宙学和演化理论充分解释了世界上最为明显的设计, “而且即使存在这么一位 ‘设计者’,他也只是个重组者并非创造者;再假设有这么个设计者,你就不得不假设还有设计者的设计者,等等等等。这样你就回到了原点,类似于地球是在象背上的说法——大象站在一只巨大的龟背上,然后乌龟叠着乌龟再叠着乌龟,如此往复。”

爱因斯坦在此时已闻名于世,时常会收到上百封这样的信件,许多都来自杰出的学者和科学家。因此,对爱因斯坦来说,给太平洋中央某军舰上的一个下等海军少尉写信,这足以表明这个故事让他有多生气。1945 年 7 月 2 日,爱因斯坦回击了:


我在 6 月 10 日收到了你的来信。 我生平从未跟耶稣会的神父说过话,并且我对编造
关于我的谎言这种放肆的行为感到很惊讶。当然,在一位耶稣会神父看来我是、并且
一直是个无神论者。你的辩驳在我看来非常正确, 阐述得再好不过了。 在处理地球
以外事物的过程中使用拟人化的概念往往存在误导——这是一种幼稚的比拟。 就目
前我们所掌握的而言,我们必须谦卑地赞赏这个世界美丽而和谐的构造,仅此而已。


4 年后,1949 年,拉纳再次致信爱因斯坦,寻求澄清: “有些人可能(将您的信件)解读为:在一个耶稣会神父看来,除了罗马天主教徒以外的任何人都是无神论者,而您实际上可能是一个正统的犹太人,或是自然神论信仰者,或者别的教徒。您是否有意为此类解读留下余地,还是说您是字典含义中的无神论者,即: ‘不相信存在神或者上帝’?” 爱因斯坦在 1949 年 9 月 28 日回应道:

我反复说过,在我看来人格化的上帝是幼稚的。 你可以称我为不可知论者,但我并不具
有专业无神论者那种十字军般的精神, 他们的热情大多来自于一种从青年时期接受的宗
教教育的束缚中痛苦的挣脱。我更倾向于一种谦卑的态度, 以反映我们在智力上对自然
和人类本身理解的微弱。






【注释】

[1] 该内容在畅销传记《爱因斯坦:他的生活和宇宙》一书中有记载。原句为: I believe in Spinoza's God, who reveals himself in the lawful harmony of all that exists, but not in a God who concerns himself with the fate and the doings of mankind.

[2] 耶稣会,天主教的主要修会之一,以教育与传教为主要任务,在欧洲兴办了许多大学,培养出的学生也活跃于政界与知识份子阶级,著名的如笛卡儿、利玛窦、汤若望、南怀仁、郎世宁等。





本文编译自 Big Questions Online 网站观点文章 Einstein's God
http://www.bigquestionsonline.com/columns/michael-shermer/einstein%E2%80%99s-god

迈克尔 · 舍默尔(Michael Shermer)系《怀疑论者》杂志出版商,《科学美国人》专栏作家。