無窮統計·時間/N首漢俳

看來舍普琴科在米蘭混得不得意,干脆來研究物理了:
Infinite statistics, symmetry breaking and combinatorial hierarchy
當然V. Shevchenko,該文的作者,其實不是球星A. Shevchenko。
Shevchenko在這篇文章中試圖證明,如果物理的基本自由度滿足無窮統計(也就是說每個粒子看上去都是不一樣的),那么可以構造出作用量,使得真空的激發態滿足通常的玻色和費米統計,而且不同的粒子數可以很大。文章前面說的都是廢話,只有最后兩頁是他自己的。即使如此,我也不想花太多的時間來檢查他說的話是否是可信的,因為我覺得他是正確的可能性不大。
因為我們前段時間研究全息氣體時想到無窮統計,所以才特別注意到這篇文章的。
文章中的一個出發點卻很有意思。去年,Dvali同學指出,如果存在很多種不同的粒子,那么就可以解釋為什么Planck質量為什么這么大。他得到的公式是
其中N是粒子的種類數,是低能量子場論的能標。當然,如果我們取
Tev,N要很大,至少是
。上面的公式最簡單的證明是利用黑洞。假如有N種不同的粒子,質量為
,那么我們用N種粒子構造一個黑洞,其熵大約是N,質量是
。如果這個熵不超過Bekenstein-Hawking熵
,我們立刻得到上式。
Dvali的證據就是上述“證明”的完整化,見他的文章:
Black Holes and Large N Species Solution to the
Hierarchy Problem
我過去說過很多人花了很多時間來理解時間。我自己也寫過不少博文談時間,如時間/小詩三首,時光之箭,關于時間。
我們知道,過去就是和將來不一樣,這就是時間箭頭的存在。時間箭頭有兩種,一種是熱力學的,這個我覺得我們理解得比較透徹,結論是宇宙開始于一個低熵狀態。另一種時間箭頭是量子力學的,這個我覺得我們正在理解過程中。
Hawking的名著《宇宙的大尺度結構》的合作者G. F. R. Ellis,一位南非宇宙學家,一位天主教徒(曾經是梵蒂岡的天文學家),最近寫了一篇文章:
討論了量子力學中的時間箭頭和宇宙學的基本問題。他說,測量過程使得波包塌縮,或者退相干過程,都是時間不可逆的。例如,一個系統在你測量某個量之前,它的狀態不確定。當你測量之后,它“掉進”這個量的本征態中。這個測量過程是不能反過來的。同樣,未來在沒有實現之前,一般來說也是不可預言的,因為未來如何,也和測量有關。
波包塌縮自然很神奇,如果你不喜歡,可以用退相干來取代,或者用Everret的多世界圖像來取代,取代的結果是一樣的,測量,這個“當下”行為,影響了未來,也“影響”了過去。
Ellis試圖論證,其實時空也是這樣的,在“當下”到來之前,有很多種可能性,只有當下來到了,一種可能性被選擇了,這和系統的相互作用有關(測量也是一種相互作用)。他認為,目前的物理理論沒有將時間的這種不可逆性自然地體現出來。我個人比較同意他的看法。
其實,在多世界的圖像中,即使時間完全“渡過”了,也存在很多不確定性,這些不確定性主要來自那些純量子區域(即沒有經典和半經典圖像的),而這些純量子區域有可能派生出經典的“多世界”。如果我的說法是正確的,那么歷史就不是唯一的,時空也不是唯一的。
反正,我們距離理解時間(以及時空),那些“終極問題”中的許多問題,還有很長的距離。下面,我的一首漢俳談到了時間:小貓幸福得/將微笑留在/別人趕著的時間上。這首詩提到“別人趕著的時間”,意思是我們整天在“趕時間”,其實,從容一點可能更好,可能使你更輕松地體驗時間的存在。
4
多少季語
遺落在
唐朝的早晨
5
南方走來的燈
一只只黃色鞋子
掛在梅枝上
6
小貓幸福得
將微笑留在
別人趕著的時間上
注:這是一張畫,小貓和小鼠,紫色的小貓落滿了一身花雨,嘴巴卻不知哪兒去了。想起柴郡貓。 見最后的插圖。
7
鍵盤上
民歌婉轉
和黃昏一起打坐
8
瞳孔
一只比鄰而居
另一只裝滿清水