| 词条 | 《QQ契合之灵异古琴》注释九：十五---系统底层的物理学意义以及随机事件中的系统意义（题目为临时标注） |
| 释义 | 《QQ契合之灵异古琴》背景知识及延伸 关键词：灵异，古琴，佛学，哥德尔，M理论 注释九：十五 系统底层的物理学意义以及随机事件中的系统意义（题目为临时标注） 在e村的“图书馆”里，所谓前沿知识，不过是把我们所面对的对象和我们自己本身不再人为的分离，这种实现的具体实践，是分层次的。一般情况下，e村智库把人类的知识分为两部分：人的外部知识与人的内部知识。通常意义下的人类知识是指人的外部知识，即经典自然科学的传统知识。5000年来，自然科学在“人的内部知识”方面建树不多，实际上，这一领域主要被宗教、玄学等认识方式所占领，直到目前科学昌明的今天也依然如此。 当我们研究宇宙中这一切的时候，我们研究者的状态的意义是什么？e村开始认真地对待这个问题！并把它还原到一个广义的物理学范畴。 这里我们暂时不会去引用那些划时代的深刻思想，我们先从我们熟悉的理论和实验出发。 本章我们需要重温三个问题：M理论（对弦论的另一种总称），LQG以及REG 一：M理论 ——物理学家、《优雅的宇宙》作者布赖恩·格林(Brian Greene)访谈录 过去一谈到弦论，人们就感到头晕脑胀，就算是弦论专家也烦恼不已；而其他物理学家则在一旁嘲笑它不能做出实验预测；普通人更是对它一无所知。科学家难以同外界说明为什么弦论如此刺激：为什么它有可能实现爱因斯坦对大统一理论的梦想，为什么它有助于我们深入了解“宇宙为何存在”这样深奥的问题。然而从1990年代中期开始，理论开始在观念上整合起来，而且出现了一些可检验但还不够精确的预测。外界弦论的关注也随之升温。今年7月，伍迪·艾伦在《纽约人》杂志的专栏上以嘲弄弦论为题材——也许这是第一次有人用“卡拉比-丘空间”理论来谈论办公室恋情。 谈到弦论的普及，恐怕没有人能比得上布赖恩·格林。他是哥伦比亚大学的物理学教授，也是弦论研究的一员大将。他于1999年出版的《优雅的宇宙》(The Elegant Universe)一书在《纽约时报》的畅销书排行榜上名列第四，并入围了普利策奖的最终评选。格林是美国公共电视网Nova系列专辑的主持人，而他近期刚刚完成了一本关于空间和时间本质的书。《科学美国人》(Scientific American)的编辑George Musser最近和格林边吃细弦般的意大利面边聊弦论，以下是这次“餐访”的纪要。 SA：有时我们的读者在听到“弦论”或“宇宙论”时，他们会两手一摊说：“我永远也搞不懂它。” 格林：我的确知道，人们在一开始谈到弦论或者宇宙论时会感到相当的吃力。我和许多人聊过，但我发现他们对于这些概念的基本兴趣是那么的广泛和深刻，因此，比起其他更容易的题材，人们愿意在这方面多花点心思。 SA：我注意到在《优雅的宇宙》一书中，你在很多地方是先扼要介绍物理概念，然后才开始详细描述。 格林：我发现这个法子很管用，尤其是对于那些比较难懂的章节。这样一来读者就可以选择了：如果你只需要简要的说明，这就够了，你可以跳过底下比较难的部分；如果你不满足，你可以继续读下去。我喜欢用多种方式来说明问题，因为我认为，当你遇到抽象的概念时，你需要更多的方式来了解它们。从科学观点来看，如果你死守一条路不放，那么你在研究上的突破能力就会受到影响。我就是这样理解突破性的：大家都从这个方向看问题，而你却从后面看过去。不同的思路往往可以发现全新的东西。 SA：能不能给我们提供一些这种“走后门”的例子？ 格林：嗯，最好的例子也许是维顿(Edward Witten)的突破。维顿只是走上山顶往下看，他看到了其他人看不到的那些关联，因而把此前人们认为完全不同的五种弦论统一起来了。其实那些东西都是现存的，他只不过是换了一个视角，就“砰”地一下把它们全装进去了。这就是天才。 对我而言，这意味着一个基本的发现。从某种意义上说，是宇宙在引导我们走向真理，因为正是这些真理在支配着我们所看到的一切。如果我们受控于我们所看到的东西，那么我们就被引导到同一个方向。因此，实现突破与否，往往就取决于一点点洞察力，无论是真的洞察力还是数学上的洞察力，看是否能够将东西以不同的方式结合起来。 SA：如果没有天才，你认为我们会有这些发现吗？ 格林：嗯，这很难说。就弦论而言，我认为会的，因为里面的谜正在一点一点地变得清晰起来。也许会晚5年或10年，但我认为这些结果还是会出现。不过对于广义相对论，我就不知道了。广义相对论实在是一个大飞跃，是重新思考空间、时间和引力的里程碑。假如没有爱因斯坦，我还真不知道它会在什么时候以什么方式出现。 SA：在弦论研究中，你认为是否存在类似的大飞跃？ 格林：我觉得我们还在等待这样一种大飞跃的出现。弦论是由许多小点子汇集而成的，许多人都做出了贡献，这样才慢慢连结成宏大的理论结构。但是，高居这个大厦顶端的究竟是怎么样的概念？我们现在还不得而知。一旦有一天我们真的搞清楚了，我相信它将成为闪耀的灯塔，将照亮整个结构，而且还将解答那些尚未解决的关键问题。 SA：在相对论里，有等效原理和广义协方差来承担灯塔的角色。在标准模型里，这个灯塔是规范不变性。在《优雅的宇宙》里，你预计全息原理将成为弦论的灯塔(请参阅本刊2003年10月《世界是一张全息图》一文)，对这个问题你现怎么看？ 格林：嗯，过去几年我们仅仅看到全息原理变得越来越重要和越来越可信。回到1990年代中期，那时全息原理的思想刚刚出现不久，支持这一理论的观点还相当抽象和模糊，全部是基于黑洞的特性：黑洞熵取决于其表面积；进而推论，也许自由度也取决于表面积；再进一步，也许这对于所有具有视界的区域都成立；也许在整个宇宙范畴内都是成立的；也许我们所居住的宇宙区域的自由度取决于远方的边界。这些奇异的想法真是棒极了，但是支持这些想法的证据实在是太少了。 然而胡安(Juan Maldacena)的工作改变了这一切。他在研究中发现，在弦论中有明显的证据表明，较大范围内也就是我们认为是真实的时空范围内的物理定律可以完全等效于其边界上发生的物理定律。两套定律都可以真实地描述发生在我们周围的一切，这一点上二者毫无区别，但是具体的解释细节却可能存在着极大的不同。其中一套定律也许在五维上生效，而另一个却只有四维。所以即使是维数也不是什么重要的事情，因为可以找到另外一套准确反应你所观察的物理世界的描述。 这对我来说意味着，过去那些抽象的观点现在已经是有形的了；这让我开始相信这些抽象的理论。即使弦论的细节将来发生了变化，我和很多其他人(虽然不是所有人)一样，还是认为全息的思想仍将成立，并一直指引我们。这种思想是否正确，我并不知道。我并不是这样看问题的。但是我认为它极有可能成为我们寻找弦论根本原理的一块关键基石。它跳出了理论的细节并告诉我们，这是一个拥有量子力学和引力的世界所具有的一般特性。 SA：让我们来谈谈环量子理论与其他一些理论。你总是说弦论是唯一的量子引力论，你现在还这么认为吗？ 格林：呃，我认为弦论是目前最有趣的理论。平心而论，近来环量子引力阵营取得了重大的进展。但我还是觉得存在很多非常基本的问题没有得到解答，或者说答案还不能令我满意。但它的确是个可能成功的理论，有那么多极有天赋的人从事这项研究，这是很好的事。我希望，终究我们是在发展同一套理论，只是所采用的角度不同而已，这也是施莫林(Lee Smolin)所鼓吹的。在通往量子力学的路上，我们走我们的，他们走他们的，两条路完全有可能在某个地方相会。因为事实证明，很多他们所长正是我们所短，而我们所长正是他们所短。 弦论的一个弱点是所谓的背景依赖(back-ground-dependent)。我们必须假定一个弦赖以运动的时空。也许人们希望从真正的量子引力论的基本方程中能导出这样一个时空。他们(环量子引力研究者)的理论中的确有一种“背景独立”的数学结构，从中可以自然地推导出时空的存在。从另一方面讲，我们(弦论研究者)可以在大尺度的结构上，直接和爱因斯坦广义相对论连接起来。我们可以从方程式看到这一点，而他们要和普通的引力相连接就很困难。这样很自然地，我们希望把两边的长处结合起来。 SA：在这方面有什么进展吗？ 格林：很缓慢。很少有人同时精通两边的理论。两个体系都太庞大，就算你单在你的理论上花一辈子时间，竭尽你的每一分每一秒，也仍然无法知道这个体系的所有进展。但是现在已经有不少人在沿着这个方向走，思考着这方面的问题，相互间的讨论也已经开始。 SA：如果真的存在这种“背景依赖”，那么要如何才能真正深刻地理解时间和空间呢？ 格林：嗯，我们可以逐步解决这个难题。比如说，虽然我们还不能脱离背景依赖，我们还是发现了镜像对称性这样的性质，也说是说两种时空可以有相同的一套物理定律。我们还发现了时空的拓扑变化：空间以传统上不可置信的方式演化。我们还发现微观世界中起决定作用的可能是非对易几何，在那里坐标不再是实数，坐标之间的乘积取决于乘操作的顺序。这就是说，我们可以获得许多关于空间的暗示。你会隐约在这里看见一点，在那里又看见一点，还有它们底下到底是怎么一回事。但是我认为，如果没有“背景独立”的数学结构，将很难把这些点点滴滴凑成一个整体。 SA：镜像对称性真是太深奥了，它居然把时空几何学和物理定律隔离开来，可过去我们一直认为这二者的联系就是爱因斯坦说的那样。 格林：你说的没错。但是我们并没有把二者完全分割开来。镜像对称只是告诉你遗漏了事情的另一半。几何学和物理定律是紧密相连的，但它就像是一副对折开的地图。我们不应该使用物理定律和几何学这个说法。真正的应该是物理定律与几何-几何，至于你愿意使用哪一种几何是你自己的事情。有时候使用某一种几何能让你看到更多深入的东西。这里我们又一次看到，可以用不同的方式来看同一个物理系统：两套几何学对应同一套物理定律。对于某些物理和几何系统来说，人们已经发现只使用一种几何学无法回答很多数学上的问题。在引入镜像对称之后，我们突然发现，那些深奥无比的问题一下子变得很简单了。 SA：你能描述一下非对易几何吗？ 格林：从笛卡儿时代开始，我们就知道用坐标的形式来标记点是非常有用的。这些你在中学时就该学过，比如用经度和纬度来标记地球，用直角坐标系的x、y和z来标记三维空间等等。我们过去总是想当然地把这些坐标值看成是普通的数，它们的一个特性是，当它们彼此相乘(乘操作是研究物理时常用的一种操作)时，乘积和操作的顺序并无关系：3乘5等于5乘3。现在我们发现的是，在非常小的尺度上对空间进行标度时，这时坐标值就不再是3和5这样乘积与操作顺序无关的普通数了。这时的坐标值就变成了与乘操作顺序确实相关的一种数了。 其实这一点并非什么新奇的玩艺，很久以来我们就知道有一类实体叫做矩阵。显而易见，矩阵的乘积取决于乘数的顺序。假设A和B表示两个矩阵，那么A乘B和B乘A并不相当。看起来弦论指出，应该把标记点的单数换成描述几何物体的矩阵。在大尺度上，这些矩阵变得越来越对角化，而对角阵恰恰具有乘法可交换的特性。如果A和B都是对角阵的话，那么它们相乘的顺序就无所谓了。但随着我们进入微观世界，这些矩阵的非对角线元素随微观尺度的深入而逐渐变大，它们开始起到重要的作用。 非对易几何是几何学中一个全新的门类。有些人为之奋斗多年却没有想到将它应用到物理学之中。法国数学家Alain Connes有一大厚本名为《非对易几何》的著作。欧几里得、高斯和黎曼等伟大的几何学家都是在对易几何学的框架内进行研究，现在Connes等人已开始建立非对易几何这一新的结构。 SA：我实在是理解不了这个，或许它本来就是难以理解的：居然要用矩阵或某种非纯粹数来标示一点。这到底是什么意思？ 格林：应该这样来看这个问题：本来就不该有点这个概念。点其实只是一种近似。如果存在一点，你就应该能用一个数来标示它。现在问题是，当我们讨论到足够小的尺度时，点这种近似的概念就太不准确了，它已经不再适用了。当我们在几何学中讨论点时，其实我们所说的是物体如何在点之间运动。我们真正关心的是这些物体的运动。这些运动看起来远非往复滑动那么简单。所有这些运动都应该用矩阵来表示。因此我们不应该用物体运动时经过的点来标记它，而应该用自由度的矩阵来表示这个运动。 SA：你现在是如何看待人择原理和多元宇宙等概念的？在《优雅的宇宙》中，你在讨论弦论的解释能力是否达到某种极限时曾谈到过这些问题。 格林：我和很多人一样，一直对人择原理这样的想法很不满意。最主要的原因是，在科学史上的每一点上你都可以说：“好，就到此为止了，我们再也无法前进了，对那些悬而未决的问题的最终答案就是，‘事情本该如此，如果不是这样的话，我们就不会在这里问这个问题。’”这好像是一种逃避行为。也许这样讲不太恰当，这不必然是一种逃避行为，但我觉得这样有点危险，也许只要再辛勤工作5年，我们就能回答那些未解的难题，而不必只是强调说：“它们本来就是这样。”所以我的顾虑是：人们因为有了这样的退路而不再努力。 不过你也知道，人择原理确实比过去更进步了。现在已有一些具体的例子，里面牵涉到多重宇宙，它们彼此具有不同的性质，我们之所以生活在这个宇宙之中，是因为它的性质恰恰适合我们，我们之所以不在其他的宇宙中，是因为在那里我们无法生存。这样的说法比较不那么唯心。 二：LQG 31岁的马可波罗–卡拉马拉被誉为全世界最有前途的年轻物理学家之一。她刚刚接受加拿大滑铁卢市圆周理论物理研究院的职位；这个研究院在加拿大的地位，相当于美国新泽西州普林斯顿的高等研究院。她在那里与迈尔兹（Robert Myers）和斯莫林（Lee Smolin）等杰出物理学家一起工作，希望把爱因斯坦的广义相对论和量子理论结合起来，解释空间和时间的本质。 要达成这个统一理论，可能是现代物理学最大的一项挑战。弦论一直是其中最被看好的研究方向，它认为物质的基本组成单位是极微小的一维弦，弦的各种振动，形成我们熟知的各种粒子，就像是音乐中的音符一样。 弦论虽然已经找到方法将重力纳入物质的量子描述中，但有些物理学家认为它仍然不够完备，无法成为万物的最终理论。举例来说，弦论预设了多达26个空间维度，远超过已经知道的维度。更基本的问题是，虽然「弦」用于描述物质还算可行，但无法用来解释它们振动的所在空间，或许较新的弦论可以解决这个问题。不过有一小群物理学家，包括斯莫林、美国宾州州立大学的艾虚德卡（Abhay Ashtekar），以及法国马赛理论物理中心的罗维理（Carlo Rovelli）等人，则将大部份心力放在另一种方法上：环圈量子重力（LQG）。 在LQG中，现实世界由环圈构成，环圈间有交互作用也可结合，形成所谓的「自旋网络」（spin network）。这个名词是由英国数学家彭若斯（Roger Penrose）于1960年代首先提出，他将其看成抽象图形。斯莫林和罗维理使用标准方法来量子化广义相对论，从而发现隐藏在数学中的彭若斯网络。这些图形中的节点和边缘，带有离散的面积和体积单元，因此形成三维的量子空间，但由于这些理论物理学家是以相对论为出发点，因此在量子网络之外还留有些许空间的模样。 1990年代末马可波罗–卡拉马拉刚刚开始接触LQG时，它便是发展到这样的状况。她是在偶然的情况下接触这个主题的，这位出生于希腊雅典的理论学家说：「我到16、17岁才决定研究物理。在此之前，我什么都想做，包括考古学家、航天员、画家等等。」她在英国伦敦大学就读大学部时，一个修习理论物理的朋友，建议她去听伦敦大学帝国学院量子重力学家爱沙姆（Chris J. Isham）的课。「上课地点刚好在我回家途中，所以我每星期去听一次；我非常喜欢上这堂课。」她说服爱沙姆当她的指导教授，后来她取得量子重力学的博士学位，随后跟随宾州州立大学的斯莫林，从事博士后研究。 马可波罗–卡拉马拉解决LQG中外在空间问题的方法是问：为何不以彭若斯的自旋网络为出发点（它并不嵌于任何原先就有的空间中），再加入一些由LQG得到的结果，看看会是什么样子呢？结果，所形成的网络既不存在于空间中，也不是由物质构成；相反地，这种特殊结构反而建构出空间和物质。在这个图像中没有物体，只有几何关系；空间并非供粒子撞击、跳动的场所，而是由不断改变的图样和过程所构成的万花筒。 每个自旋网络就像一张快照，即宇宙中某个冻结的瞬间。自旋网络形成后，便依循简单的数学规则演化、改变，变得更大更复杂，最后变成我们居住的无垠太空。 追溯这个演化过程，马可波罗–卡拉马拉就可以解释时空的结构。她特别指出，这些抽象的环圈可构成爱因斯坦理论中最显著的特色之一：光锥（light cone）。以光速对时间及三度空间（含x、y、z）绘出的图形，可定义出与某事件的过去及未来相关的所有事情），也就是说，光或其它任何东西在光锥这样的时空区域中，必定能够抵达某个特定事件。光锥可以确保起因在前，而结果在后。要了解这个概念，可以抬头仰望星空，我们知道有数不清的星星是看不见的，因为宇宙形成至今的时间，还不足以让这些星星的光到达地球；也就是说，这些星星位于我们的光锥之外。 但是，目前还不知道要如何把光锥与自旋网络结合起来。自旋网络受限于量子力学，在那个不确定性的大千世界中，任何一个网络都可能演变成无限多种新的网络，而没有任何因果历史痕迹可供追溯。斯莫林说：「就目前所知的语汇，我们不知道如何将因果概念放入LQG内。」马可波罗–卡拉马拉则发现，若将光锥并入自旋网络的节点内，它们的演化结果就不是无限的，因果结构也得以保留。 但是，用一个自旋网络来代表整个宇宙，会造成很大的问题。根据量子力学的标准解释，在观察者做实验察验到事物的状态之前，事物的状态只有机率的意义，但没有一个观察者可以身在宇宙之外回头观察自身；如果是这样，宇宙到底以何种方式存在？马可波罗–卡拉马拉说：「这点确实很难解释。到底谁在观察宇宙？」对她而言，答案是：我们。宇宙将自己的观察者包含在内，以自旋网络中的节点表示。她的想法是，要描绘这幅巨大的景象，你不需要一位画家，用很多画家也可以。特别是她发现到，她用来将因果结构带入量子时空所用的光锥，也可用来具体定义每个观察者的观点。 由于光速是有限的，因此你能看见的宇宙也有限。你在时空中的位置是独一无二的，因此你看见的部份与其它人看见的会略有不同。虽然没有身在宇宙外的观察者可取得所有数据，但我们仍可利用每个人所能取得的部份数据，来建立出有意义的宇宙图像。有个想法相当有趣：我们各自拥有自己的宇宙，不过彼此重迭的部份很多。马可波罗–卡拉马拉解释说：「我们大多数人看见的是相同的东西。」这也就是为什么尽管身处量子化的时空，我??波罗–卡拉马拉下结论说：「我认为理论物理和艺术非常相似，要把这些事物拼凑起来，就像运用黏土，从一无所有做出一些东西来，而且必须面面俱到。我喜欢发挥创造力的部份，但我也同样喜欢验证的部份。」 验证的时刻很快就到了。虽然还有些细节待解决，例如如何由量子因果性推导出一般的一维时间，但她认为，如果观察结果能确认自旋网络的基本特性，她就能解决其它问题了。有项实验可追踪来自数十亿光年外的伽码射线光子，如果时空实际上是离散的，那么个别的光子应可依其本身的波长，而以略微不同的速度行进；马可波罗–卡拉马拉正试图探究波长与速度的关系。 果真如此，她的预测将永远改变我们对空间结构的看法。未来数年有好几项量子重力实验开始进行。马可波罗–卡拉马拉说：「我一直告诉自己，如果它没有变成真实的物理，如果它和实验发生不了关联，我就要到纽约找份薪水优渥的工作。我知道事情很可能这样发展，这种可能性一直存在。」而此同时，她仍继续努力工作，等待烤箱的铃声响起。 三：M与LOG之对比 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。 原本打算将来再写详尽一点的， 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。 在这里， 我用 模糊翻译 的方式先把 Rovelli 的文章介绍给读者。 这也是本网站的第一篇 模糊翻译 作品。 Rovelli 是 Loop Quantum Gravity 的重要人物， 是最早对 Loop Quantum Gravity 中面积与体积算符的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 的著名对话， 但遗憾的是对话的部分内容略显重复及冗余， 文章结构不够流畅； 更遗憾的是对话中作为超弦理论辩护者的 Simp 教授 (对应于 Galilei 对话中的 Simplicio) 水平实在低了一点， 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。 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、 追问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)。 这些是作者的偏颇之处。 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。 Sal: Hi， 教授。 Simp: Hi， Sal， 听说你对圈圈很感兴趣。 Sal: 是啊， 正在学呢。 Simp: 并且？ Sal: 并且很喜欢。 Simp: 打算做这方面的研究吗？ Sal: 也许吧。 Simp: 研究圈圈恐怕会找不到工作哦。 Sal: 也许吧， 但是我想做点能让自己着迷的东西， 工作之类的事以后再考虑吧。 Simp: 嗯， 圈圈里面有什么东西让你这么着迷呢？ Sal: 融合广义相对论和量子理论， 理解时间和空间的性质。 Simp: 超弦理论也可以融合广义相对论和量子理论啊。 Sal: 是的， 可是代价太高了一点。 Simp: 代价太高？ Sal: 是啊， 额外的维度、 超对称、 无穷无尽的场 ... Simp: 这些不是代价， 而是令人着迷的新物理啊。 Sal: 现在恐怕还只是猜测， 算不上是新物理吧。 Simp: 圈量子引力不也只是猜测吗？ Sal: 当然， 但是圈量子引力的猜测中只用到了我们熟知的广义相对论和量子理论， 没有用到那些额外的东西。 Simp: 真的只是这些吗？ 圈圈已经万事具备了吗？ Sal: 那倒不是， 还差很多。 但是超弦理论差得也不少啊。 Simp: 没那么多。 在超弦理论中你可以计算散射振幅和截面， 圈量子引力做不到吧？ Sal: 不错， 但是也有许多东西圈量子引力可以计算， 超弦理论却做不到啊。 Simp: 比方说？ Sal: 比方说面积和体积算符的谱。 Simp: 但是你无法测量这些东西。 Sal: 原则上是可以测量的 ... Simp: 原则上也许可以， 但实际上却无法 ... Sal: 在实际上你也无法测量超弦理论预言的散射截面啊 ... 但是这两者之间有一个很大的差别。 Simp: 什么差别？ Sal: 圈量子引力的预言是唯一的， 是完全确定的 - 也许差一个参数， 但仅此而已。 如果有一天我们对面积测量的精度可以达到 Planck 标度， 我们就会知道圈量子引力预言的数值是否正确， 从而也就会知道理论究竟是正确还是错误的， 这才是真正的科学， 不是吗？ Simp: 超弦理论也有不少预言啊。 Sal: 比方说？ Simp: 比方说大的额外维度 (large extra dimension)、 超对称、 标准模型中不可能出现的反应。 Sal: 你是说如果我们找不到大额外维度的实验证据， 我们就可以说超弦理论是错误的？ Simp: 当然不能， 大额外维度只出现在特殊的超弦理论模型中。 Sal: 因此对额外维度的实验不可能推翻超弦理论。 Simp: 不错。 Sal: 假如在预期的能区内找不到超对称， 我们可以抛弃超弦理论吗？ Simp: 也不能， 因为超对称也许存在于更高的能区里。 Sal: 那么， 究竟什么实验可以在原则上推翻超弦理论呢？ Simp: 我想不出有任何实验可以做到这点， 超弦理论是非常坚实的。 Sal: 在我看来这不是坚实而是非常的薄弱。 一个好的科学理论应该是一个可以被证伪的理论。 Simp: 我不是哲学家 ... Sal: 我的意思是说， 一个好的科学理论应该是一个可以给出确切预言的理论， 而不是一个可以拟合任何实验结果、 永远也无法告诉我们下一个实验会有什么结果的理论。 一个能够容纳任何结果及其相反结果的理论能有什么用处呢？ Simp: 你有点夸张其词了吧 ... Sal: 有一点吧 ... 但是最低限度， 目前存在任何一种与我们的观测世界相一致的超弦理论吗？ Simp: 当然啦！ Yang-Mills 场， 夸克， 引力子！ 你这叫什么问题？ Sal: 我是说存在一种超弦理论及其真空 - 一种 Calabi-Yau 流形 - 或其它机制， 可以使理论破缺到四维时空， 并精确地给出标准模型， 给出我们观测到的基本粒子， 给出它们的质量和代 (family) 吗？ Simp: 我想有一些 Calabi-Yau 流形可以给出与标准模型相当接近的物理结果。 Sal: 就算有吧， 但是有理论可以精确地给出实验可达能区中的标准模型吗？ Simp: 嗯 ... 我想是没有 ... 起码没有精确的 ... Sal: 因此到目前为止超弦理论与我们的观测世界并不相符 ... 它引进了一连串我们从未观测到的、 非常复杂的东西， 比如超对称和额外维度 ... 并且给不出任何确定的、 无歧义的实验预言。 这象是一个严肃的理论吗？ Simp: 那只不过是因为我们还没有能力真正地进行计算。 Sal: 当然， 但是这种说法太廉价了一点， 对任何足够复杂的理论都可以套用这样的说法 ... 我们为什么要单单相信超弦理论呢？ Simp: 因为它是唯一一个可以将广义相对论不发散的量子理论， 包括引力。 因为它包含了标准模型所欠缺的东西。 因为它可以导出实验上已经确认的许多东西， 比如引力、 规范理论、 费米子等。 因为它只有一个参数而标准模型有十九个。 因为它将所有的东西统一在了一起， 是一个包罗万象的理论。 因为它是一个非常优美的理论。 Sal: 教授， 我们可以在午饭时继续讨论所有这些吗？ Simp: 当然， 不过在这之后我们也要来讨论一下圈量子引力。 前面的讨论是在 Sal 和 Simp 教授排队等候午饭时进行的。 现在他们买完午饭坐了下来。 Sal 在一张餐巾纸上记下了几个词语。 几位对讨论感兴趣的学生围坐在一旁倾听。 Sal: 我记下了您关于超弦理论的观点。 我首先要说超弦理论无疑是一个极为出色的理论， 充满了新奇和惊讶， 它接触到了那么多数学， 并且显然和许多已知的物理有着不错的关联。 我对发展超弦理论的那些物理学家充满了敬意， 他们也是我心目中的英雄。 我想要讨论的是目前我们究竟有多大把握相信超弦理论是描述自然的正确理论。 如果我们有足够的理由相信超弦理论的话， 那就没有太大必要研究其它理论了。 因此， 让我来分析一下您所列举的相信超弦理论的理由吧。 先从第一条开始： 它是唯一一个可以将广义相对论与量子理论合而为一的理论。 Simp: 我先收回这一条。 我忘了你在学圈圈。 当然圈量子引力也符合这条， 我们稍后再作讨论。 Sal: 那好。 您说超弦理论只有一个参数而标准模型有十九个。 一般来说我们对具有较少参数的理论更有兴趣 - 如果这一理论可以推导或计算出旧理论中的自由参数的话。 超弦理论可以做到这一点吗？ Simp: 现在还不能。 Sal: 因此， 对于标准模型的十九个参数而言， 超弦理论不过是用一个新的问题取代了旧的问题。 Simp: 是的， 但这个新的问题是有希望解决的。 Sal: 我并不怀疑假如超弦理论的所有希望都得以实现的话， 超弦理论将会是一个完美的理论， 我们就不必研究圈圈了。 但另一方面， 假如圈量子引力的所有希望都得以实现的话， 圈量子引力也将会是一个完美的理论， 我们也就不必研究超弦了。 因此让我们都把希望抛在一边， 来讨论一下具体的结果吧。 [译者注： 这里 Sal 大大高估了圈量子引力。 就各自的理想目标而言， 超弦理论要远远高于圈量子理论 - 在后者的目标中根本不包括诸如解决标准模型参数问题之类的问题。 因此即使在理想情况下， 圈量子引力也是具有明显局限性的， 不可能取代超弦理论。 钟情于圈量子理论的 Sal 说出这样的话倒不奇怪， 奇怪的是 Simp 教授居然没有加以反驳， 真是严重失察] Simp: 只论具体结果的话， 那标准模型中的十九个参数目前还无法理解。 Sal: 好。 标准模型除了参数外， 还有一些其它问题， 比如为什么基本粒子有三代？ 超弦理论可以解决这个问题吗？ Simp: ... 不能 ... Sal: 宇宙学常数为什么这么小？ Simp: ... 不能 ... Sal: 更好地理解对称性破缺？ Simp: ... 也不能 ... Sal: 因此？ Simp: 但是超弦理论可以将标准模型的全部复杂性包含在一个极其简单的框架内 ... Sal: 且慢。 我同意玻色弦理论是一个简单的物理框架。 但是玻色弦理论是一个糟糕的理论， 因为它带有快子 (tachyon)， 而且显然不可能给出标准模型。 因此你必须扩大理论， 比方说扩大为 heterotic string， 引进规范群、 超场 ... 对理论的玻色及费米部分引进不同的行为 ... 我不会把这叫做 “一个极其简单的框架”。 不仅如此， 迄今为止为了得到标准模型， 你还必须人为地选择一个特殊而且复杂的内禀空间 (internal space)。 而且通常来说， 你必须读到一套专著的第二卷才能勉强开始明白那些稍有现实希望的模型的定义 ... 即便如此， 我们还是无法推导出标准模型的所有细节 ... Simp: 听起来你好象把超弦理论当成了一个纯属纸上谈兵、 毫无现实动机的极端复杂的玩艺儿。 事实上那些有趣的东西， 比如额外维度、 超对称等都有着严谨的推理背景， 可不是为了好玩才引进的。 这些看似复杂的东西解决了具体的理论问题并最终组合成了一个终极理论， 这是令人瞩目的。 Sal: 它们解决了什么理论问题？ Simp: ... 起初是对偶模型及 Veneziano 振幅 ... Sal: ... Veneziano 给出的振幅实现了猜测中的强相互作用下 s-channel 与 t-channel 间的对偶性 ... Simp: 你对历史很了解啊。 Sal: Veneziano 振幅给出了观测到的散射截面吗？ Simp: 没有。 强相互作用散射截面的高能行为不同于 Veneziano 公式所给出的。 Sal: 因此一个好的物理学家应该得出结论说 Veneziano 公式是一个不错的理论构想， 但不是自然界所喜欢的那种， 我们应该抛弃它， 然后去研究别的东西 ... 我想当一个漂亮的公式与自然界不相吻合的时候， 我们必须相信自然界而不是漂亮的公式 ... Simp: 事实上 Veneziano 公式作为一个强相互作用理论的确是被抛弃了， 但我们从中得到了那么多的东西。 人们意识到 Veneziano 公式可以从弦理论中得到， 并且可以有更好的应用。 Sal: 慢着， 这个故事只是给出了一个观念产生的历史沿革。 它并不能提供足够的理由让我们相信这个观念。 如果这个故事有任何启示的话， 它只是说明这是一个错误的出发点。 强相互作用下的 Veneziano 振幅及 Dolen-Horn-Schmid 对偶性是受高自旋共振态中质量与自旋的近似线性关系的启发而提出的 ... 如果我没理解错的话， 所有这些现在都可以用 QCD 来理解， 甚至包括那些表观上的 “弦” 行为。 色力线 (color lines) 构成的通量管 (tubes of flux) 在某种近似下就象是细小的弦。 因此我们可以期待某种类型的弦理论可以近似地描述这种现象。 因此正确的物理结论是弦理论是一定能区下的近似理论， 而不是一个基础物理理论。 Simp: 这的确是当时的结论。 但是， 人们后来发现 Veneziano 公式开启了一个广阔而美丽的理论世界， 从中产生了大量的东西。 弦是一些其它规范理论， 比如 N=4 的 Super-Yang-Mills 理论， 的不错的描述。 大 N 极限下的 QCD 也很可能有一个弦描述。 Sal: 我正在读一本很久以前写的书， 其中有这样一段： “... perchè i nostri discorsi hanno a essere sopra un mondo sensibile, e non sopra un mondo di carta.” 大意是： “... 我们的理论必须是关于经验所及的世界， 而不是虚构的世界的”。 以我们目前所知， 您提到的那些理论没有一个是关于经验所及的世界的。 Simp: 弦理论很自然地包含了引力子， 而引力是经验所及的。 而且弦理论在高能下是有限的。 Sal: 但它只有在 26 维时空中才是自洽的， 这可不是经验所及的。 Simp: 这可以用 Kaluza-Klein 紧致来修正。 Sal: 但它带有快子 (tachyon)， 这也不是经验所及的， 破坏了理论的自洽性。 Simp: 这可以用超对称来修正。 Sal: 如此下去 ... 你不断地得到新的理论， 它们或者是不自洽的， 或者是与经验不符的， 你不断修正， 使理论变得越来越复杂 ... Simp: ... 直到最终得到一个理论， 它有可能既自洽又与自然相符 ... Sal: 也许吧， 但是理论的各个组成部分不是为了解决标准模型中的问题， 也不是为了解决现实世界中的问题， 而纯粹是为了解决由理论的其它部分导致的问题。 根据天主教的教义， 在弥撒中会出现两种奇迹： 一种是葡萄酒变成了真正的血液。 另一种则是血液看上去闻起来象是葡萄酒 ... 后者只是为了弥补前一种奇迹带来的不自洽而添加的 ... Simp: 别把话题扯开了。 重要的是， 你持续拓展理论直至最后得到一个自洽并且与自然相符的理论。 Sal: ... 或者直至得到这样一个理论， 在其中你再也无法计算任何东西， 再也不能约化到四维时空， 再也不能回到标准模型 ... 并且这个理论是如此的复杂和深不可测， 你再也无法证明它是错误的， 你于是可以声称它包含了所有的物理 - 它们的内容将留待未来的物理学家去发现 ... 而假如出现了问题 - 比如发现所有已知的真空都是不稳定的， 就象最近 Gary Horowitz 及其他人所发现的那样 - 你总可以寄希望于一些别的东西来挽救理论， 因为理论已经复杂到了这种地步 ... Simp: 如果理论研究的自然演化导致了非常复杂的理论， 这不是理论物理学家的过错。 Sal: 假如这是理论物理学家的过错呢？ 我想当您说 “理论研究的自然演化” 时您指的是从 Fermi 理论、 QED、 SU(2)×U(1)、 QCD、 标准模型， 到大统一理论、 新 Kaluza-Klein 理论、 超对称、 超引力、 超弦 ... 这条线吧？ Simp: 是的。 Sal: 如果这条 “理论研究的自然演化” 之路在某个地方误入歧途了呢？ 在我看来情形正是如此。 Simp: 你指的是什么？ Sal: 举几个例子吧， Dirac 预言了正电子， 我们找到了； Feynman 等人发展了量子电动力学， 我们发现它非常精确； Weinberg, Glashow 和 Salam 预言了中性流， 我们找到了； 他们预言了 W 和 Z 粒子， Carlo Rubbia 找到了， 而且恰好在预言到的能量上 ... Simp: 这又怎样？ Sal: 但是接下去呢？ Simp: 接下去又怎样？ Sal: 接下去 Veneziano 公式预言了非常 “软” 的高能散射振幅， 结果大自然并不赏脸； 大统一理论预言了质子的衰变， 结果没能在所预言的标度上发现； 复活后的 Kaluza-Klein 理论预言了一种标量场， Dicke 找了半天， 结果没找到； 超对称预言了大量的超对称粒子， 结果虽然一再修改预言， 仍然没找到； 最近超弦理论又预言了额外维度 [译者注： 应为 large extra dimension， 普通的额外维度并不是 “最近” 才预言的， 而且也远非当前实验可以检验的]， 结果也没找到 ... Simp: 也许质子的寿命只比我们预期的稍长一点， 也许超对称粒子只比我们预期的稍重一点 ... Sal: 当然， 这些都是可能的， 一切都是可能的。 但是以前那一系列惊人准确的成功预言与后来这一系列不成功的预言之间的对比是令人吃惊的。 在以前， 实验粒子物理学家的脸上总是洋溢着微笑， 步履总是如英雄般从容不迫， 仿佛上帝就是一边读着 Phys. Rev. D 一边把理论物理学家的建议变成现实的。 而现在， 理论物理学家们建议的新物理全跑爪洼国去了， 幸好在标准模型中还有些东西可以忙一忙 ... Simp: 理论的预言总难免会有错误的。 Sal: 是的， 但也终归是有正确预言的， 而这自标准模型之后就一直没有了。 Simp: 那是因为新预言所涉及的能量太高了。 Sal: 根本不是这么回事。 新理论曾做过许多可以检验的预言， 它们完全就是错误的。 Simp: 你打算引申出什么结论？ Sal: 也许大自然在告诉我们， 我们的理论研究之路已经在某个地方误入歧途了 ... Simp: 这可不是证明。 Sal: 当然， 我们并不知道情况是否真的如此。 但是， 最起码这给了我们一个很强的理由， 让我们去探索被您称为 “理论研究的自然演化” 之路以外的方向。 这也给了我们一个很强的理由， 来用更加警觉的目光审视那种仅仅因为理论研究自然导致超弦理论就认为它一定是正确的的观点。 在相反的证据已经累积起来的时候， 我们为什么还要一起沿着同一条路径走下去呢？ Simp: 也许 ... 但是如果我们发现了超对称呢？ Sal: 那我们就会有一段不同的对话。 但是我已经听到过太多的声明， 声称超对称已经 “即将被发现”。 我曾被告知一些著名的物理学家声称超对称无疑将在一两年内被发现， 否则他们就会改变看法。 这已经是好多年以前的事了， 可他们仍然没有改变看法。 我可以理解改变一个人的看法是困难的， 特别是仅凭实验证据 ... 但是我们究竟应该相信大自然多一些还是自己的想象力多一些？ 我记得有位非常著名的理论物理学家在一次重要演讲中曾对着许许多多的数学家说， 他的实验物理学家朋友刚刚告诉他超对称的第一个实验证据已经出现了 ... 他煞有介事地宣布了这一发现 ... 所有人都被震撼了 ... 在那个演讲中， 他还声称在新的世纪里数学家们将要做的就是研究超弦理论 ... Simp: Sal， 不许嘲讽 ... Sal: 好吧， 对不起。 让我转到您的另一个观点吧， 那就是超弦理论将所有的东西统一在了一起， 是一个包罗万象的理论。 Simp: 你无法否认这一点。 Sal: 我不否认这一点。 但我不很确定追寻一个包罗万象的理论是一种正确的思路。 Simp: 这是物理学家们的古老梦想。 Sal: 是的， 但那从来都没有成功过。 这次也可能会失败。 Simp: 这次不同。 我们有了几乎可以解释所有观测现象的理论。 Sal: 这次和以往各次没有任何差别。 物理学家们曾经不止一次地相信自己已经有了可以解释 “几乎所有观测现象” 的理论。 那种认为我们 “几乎” 有了终极理论的感觉在量子力学前夕有过， 在 Maxwell 时代有过， 在 Newton 之后不久也有过 ... 可惜每次都是错误的 ... Simp: 我不是历史学家。 但这次也许是正确的 ... Sal: 有什么证据吗？ Simp: 超弦理论 ... Sal: 一个 - 我们已经一致认为 - 迄今为止并不描述我们生活的世界， 无法给出任何精确而无歧义的预言， 并且 - 我还可以加上一条 - 其基础还完全不清楚的理论？ Simp: 慢着， 超弦理论的情况没你说的那么糟吧。 比方说微扰理论让我们可以计算出深度量子引力能区中的所有有限散射振幅。 Sal: 真的吗？ 量子引力能区是指质心系能量远高于 Planck 能量的能区。 Simp: 是的， 那又怎样？ Sal: 那正是微扰展开式不再收敛的区域 ... Simp: 你指的是展开级数本身的发散， 而不是级数中各单项的发散。 Sal: 是的。 Simp: 级数本身的发散是所有量子场论的共同特点。 Sal: 是的， 但其它那些量子场论都是近似的。 我们总可以寄希望于新的高能理论， 而现在我们讨论的据称是一个终极理论 ... 难道一个终极理论也不能让我们计算到 Planck 能区吗？ Simp: 好吧， 就算微扰理论不行吧 ... 可我们还有非微扰部分呢 ... 在一些情形下我们有可能给出散射振幅的非微扰定义， 比如在 11 维时空中， 或是在渐近 AdS 时空中的 AdS/CFT 对应下。 Sal: 能给出一点跟我们这个宇宙有关的东西吗？ Simp: 不要嘲讽， Sal， 你不能忽视超弦理论中的这些非微扰部分。 Sal: 你指的是对偶性吧， 那些在强耦合与弱耦合之间的映射， J. Polchinski 的膜之类的东西吧 ... Simp: 是的， 超弦理论远比我们预期的更为丰富， 它的内涵之丰富简直是神奇的 ... Sal: 我知道， 我也听过许多充满激情的报告 ... Simp: 结果呢？ Sal: 什么结果？ Simp: 那些难道都没能让你相信吗？ Sal: 相信什么？ Simp: 相信我们已经开始理解理论的非微扰部分， 令人瞩目的结果已经显现出来了。 Sal: 你是说我们已经理解了理论的非微扰部分， 可以对非微扰能区进行常规计算了？ Simp: 那还差得远。 Sal: 因此， 超弦理论还不能让我们计算出深度量子引力能区中的有限散射振幅 ... 您赞成这样一个说法， 即我们对超弦理论的微扰区域已经有了较好的了解， 在这个区域中它与现实世界并不符合； 而我们对非微扰区域的了解才刚刚起步， 还不清楚它是否与现实世界有关系吗？ Simp: 我想我赞同。 Sal: 您看， 这就是经过了这个星球数以百计最聪明的物理学家这么多年研究的结果 ... 在我看来这与真正能让我激动的结果相比是很欠缺的 ... Simp: 那只是你的个人品味 ... 别忘了这样一个坚实的结果， 那就是超弦理论给出了量子引力下的有限微扰展开式。 Sal: 不错。 我承认这的确是令人瞩目的。 但即使对这个结果我也有所怀疑。 Simp: 怀疑？ Sal: 有人证明过超弦理论在所有各阶都有限吗？ Simp: 大家都是这么说的。 Sal: 大家都是这么说的， 可有人确切地知道吗？ Simp: 有很多迹象表明这一点。 Sal: 很多迹象是不能等同于确切知道的。 以前也曾有很多迹象表明超引力在所有各阶都是有限的， 一些著名物理学家还欢欣鼓舞地声称终于找到了终极理论。 结果超引力被证明在三圈图或其它某圈图上不是有限的。 [译者注： 超引力在两圈图层次上发散] Simp: ... 嗯 ... Sal: 让我把问题简化一下吧： 有任何一篇论文、 一部专著或者一个报告曾经证明超弦理论在所有各阶都有限吗？ 我不要求能让数学家信服的证明， 只要能让一个稍有些批判头脑的场论学家信服就行。 1986 年 Green, Schwarz 和 Witten 在他们的书中提到这种有限性是所有超弦物理学家的共同信念， 但还没有完整的证明。 现在十五年多过去了， 我们找到证明了吗？ Simp: 我不认为现在已经有了这样的证明 ... Sal: 事实上， 我曾经试图寻找这样的文献。 我发现微扰有限性从未在两圈图以上得到过证明。 事实上， 我们甚至连亏格数不知道。 我们不清楚在那种情况下理论本身是否有明确的定义。 当然我不曾问过那些只对可能性充满乐观的人， 除了几个声称很久以前有过只有他们才看得懂的晦涩证明， 却又想不起究竟是什么论文， 更没有依照承诺把论文寄给我的人。 Simp: 听着， 你既然学了一些超弦理论， 应该感觉得到那是一个美丽而且广阔的理论。 Sal: 是的， 但是 “... 我们的理论必须是关于经验所及的世界， 而不是虚构的世界的”。 Simp: 超弦理论描述的并不是一个完全虚构的世界。 它预言了费米子、 规范场、 量子理论， 特别是它还预言了引力。 在一个引力不曾被观测到的世界里， 一位超弦理论学家将可以预言引力的存在。 Sal: 教授， 您真的相信这种说法吗？ Simp: 嗯， 也许未必。 Sal: 在一个引力不曾被观测到的世界里， 一个理论物理学家一旦发现 Veneziano 振幅与现实世界不符， 将会立即抛弃它。 我们之所以对弦理论感兴趣正是因为我们已经知道了引力的存在。 若不是已经有了关于引力的知识， 弦理论根本就不会有人去认真理会。 我可以杜撰一个包含标准模型与一个新的叫做 Pippo 场的理论， 其中 Pippo 场不能离开标准模型而存在， 然后我可以声称： “看吧！ 我的理论真伟大： 假如我们不知道有标准模型， 我的理论将会预言它的存在！ 因此我的 Pippo 场也一定是存在的” 这显然是胡扯。 我们一向只研究与我们已知的东西相符的理论， 因此那种自豪地声称理论与我们已知的东西相符的做法是愚蠢的， 这就好比让 Weinberg 声称他的 SU(2)×U(1) 理论 “预言” 了电磁相互作用， 在一个电磁相互作用未被观测到的世界里， 他的理论将会预言电磁相互作用的存在。 这是胡扯， 因为在一个从未观测到电磁相互作用的世界里他根本就不会提出那样的理论。 事实上， Weinberg, Salam 和 Glashow 从来没有这样声称过他们的理论。 他们的理论真正令人瞩目、 给人们信心的是中性流以及 W 和 Z 粒子 ... 把超弦理论中存在引力这一点做为一个重大成果煞有介事地加以宣称只不过是对超弦理论无法确切预言任何新东西这一窘迫事实的一种绝望的逃遁 ... Simp: 我想许多人也许会同意这点 ... Sal: 现在我们只剩下最后一个观点了： 超弦理论是唯一一个可以将广义相对论与量子理论合而为一的理论。 而这把我们的话题引向了圈量子引力。 Simp: 谈够了超弦？ Sal: 是的， 现在轮到您出招了 ... 在目前这种尚无任何理论被实验证实的情况下， 这可比防守容易 ... Simp: 好吧。 我对圈量子引力所知不多， 若说得不当请随时更正。 但据我听说， 这个理论还无法给出低能极限。 Sal: 不错。 原则上也许可以给出， 但现在还无法做到。 人们可以写下对应于某些经典解的量子态， 但还无法给出低能微扰理论。 Simp: 而且现在还没有一个唯一的圈量子引力。 Sal: 您指的是哈密顿约束的定义允许存在不同的理论吧， 确实如此。 Simp: 这些是不完备性， 不过对于象你这样聪明的人来说想必只是小菜一碟 ... Sal: 谢谢， 教授。 不过您说过不许嘲讽的 ...！ Simp: 好吧！ 现在让我们来谈论一些严肃的论点。 首先， 我们知道在不改变广义相对论或增加新物质的情况下是不可能将广义相对论与量子理论合而为一的。 Sal: 何以见得？ Simp: 因为广义相对论是不可重整的。 Sal: 这并不说明问题。 有许多量子场论可以有明确的非微扰定义， 但在微扰展开时却是不可重整的。 Simp: 但有什么理由认为广义相对论会象那些理论呢？ 广义相对论倒象是 Fermi 理论， 经验上很成功却不可重整。 因此我们应当改变其高能行为， 就象我们对 Fermi 理论所做的那样。 Sal: 您怎么能这么有把握地认为广义相对论就象 Fermi 理论呢？ 这固然是一种可能性， 但还有另一种可能性： 那就是广义相对论并不象 Fermi 理论， 它的不可重整是出于别的原因。 Simp: 什么原因？ Sal: 弱场微扰展开并不适用于广义相对论。 Simp: 为什么不适用？ Sal: 因为弱场微扰展开所依据的 Feynman 积分包含了无穷大的动量空间 - 也就是无穷小的体积。 Simp: 那又怎样？ Sal: 简单的量纲分析表明在量子引力中这种区域是非物理的， 它并不存在。 对比 Planck 长度小得多的自由度进行积分是没有意义的。 事实上， 圈量子引力有力地支持弱场微扰展开不适用于广义相对论的可能性， 因为圈量子引力的结果之一就是体积在 Planck 线度上是离散的。 在这一理论中并不存在比 Planck 体积更小的体积。 Simp: 我想这是圈量子引力的一个假设。 Sal: 不， 这不是假设， 而是结果。 Simp: 这个结果是如何得到的？ Sal: 体积是度规 - 即引力场 - 的函数。 Simp: 嗯。 Sal: 而引力场是量子化的。 Simp: 嗯。 Sal: 因此体积是一个量子算符。 Simp: 我在听着。 Sal: 因此它的取值有可能是量子化的。 Simp: 但你怎么知道它确实是量子化的？ Sal: 用量子理论的常用方法： 计算体积算符的本征值。 Simp: 你是说象计算谐振子的能量那样？ Sal: 一点不错。 Simp: 结果呢？ Sal: 结果表明体积算符的本征值是离散的， 其中有一个最小的非零体积。 因此不存在对任意小体积的 Feynman 积分。 Simp: 我有点糊涂了。 如果离散体积是理论的结果而不是假设， 那使理论得以定义的物理时空是什么？ Sal: 它根本不存在。 Simp: 我不明白你的意思。 Sal: 这是一种与背景时空无关的表述。 Simp: 但是一个场论怎么可能不定义在一个时空上呢？ Sal: 经典广义相对论正是这样的一种场论。 事实上它是对背景无关性的一种实现。 Simp: 在广义相对论中物质在时空中运动。 场和粒子的动力学都是定义在时空中的。 时空也许是弯曲的， 但它始终是存在的。 Sal: 弯曲时空中的物理学并不是广义相对论。 广义相对论是时空本身的动力学。 因此量子化的广义相对论是关于时空本身的量子理论， 而不是在各种时空中的量子理论。 Simp: 但是如果没有时空， 我们如何研究物理呢？ 你连能量、 动量和位置都没有了 ... Sal: 确实如此。 Simp: 没有了这些概念我们根本不知道如何研究物理。 Sal: 广义相对论 - 无论在理论还是实验上 - 就不依赖于这些概念而做得很好。 能量、 动量和位置都是只在特定极限下或相对于特定物体才得以定义的。 Simp: 但这意味着改变量子场论的所有基本手段。 Sal: 这正是圈量子引力所做的。 Simp: 且慢， 我们在量子场论中的所有经验都告诉我们这些手段是重要的。 量子场论是我们理解自然的最有效的手段。 我无意放弃这些手段。 Sal: 但是广义相对论告诉我们必须放弃。 Simp: 你把广义相对论看得太认真了。 广义相对论只不过是描述引力相互作用的一个有效非线性拉氏量而已。 它极有可能只是一个低能拉氏量。 假如不存在对 Einstein-Hilbert 作用量的高能修正我会觉得很奇怪的。 Sal: 我想这里有一点混淆。 Simp: 混淆？ Sal: 是的， 在具体的 Einstein-Hilbert 作用量与广义相对论的本质特征 - 即微分同胚不变性或者背景无关性 - 之间的混淆。 当研究圈圈的人谈到认真看待广义相对论， 或广义相对论的本质特征时， 他们指的不是某个特定的 Einstein-Hilbert 作用量。 他们指的是基本物理理论必须具有背景无关性。 这意味着在基本物理理论中不存在一个固定的背景时空用来定义场。 相反有许多场是用来构筑时空本身的。 这， 而非具体的 Einstein-Hilbert 作用量， 才是圈量子引力想要将之与量子理论合并的广义相对论的新奇观念。 Simp: 但是背景无关性也是超弦理论想要达到的目标。 Sal: 是的， 但问题是 - 如圈量子引力所成功显示的那样 - 一个只用传统广义相对论就可以达到的目标， 为什么要用超弦理论那种尚未有人取得成功的巨大框架？ Simp: 在超弦理论中已经有迹象表明存在背景无关的理论。 超弦理论的许多部分以对偶性相互联系， 它们体现的都是同一个理论 ... Sal: 但是迄今还没有人知道如何为这个假象中的理论构筑一个背景无关的表述 ... Simp: 这倒是真的。 Sal: 而在圈量子引力中这种表述已经存在了。 Simp: 但却是以一种没有能量、 没有动量、 没有所有那些寻常手段的可笑方式存在的。 Sal: 人人都想要背奇性吓倒了 ... 背景无关性是一个巨大的观念飞跃， 你不可能用传统的方式毫无代价地得到它。 Simp: 你可以通过定义在边界时空上的平直空间理论来非微扰地定义超弦理论。 Sal: 是的， Juan Maldacena 已经指出了这种定义方式。 可是他的模型是高度非现实的， 并不描述我们的世界 ... Simp: ... 是的， 但是它表明我们有可能通过边界理论来得到现实的背景无关理论。 Sal: 也许吧， 但是我还没有看到任何现实的模型。 或许某些时空理论与边界理论有关联， 也许因为它们具有相同的对称性， 或别的东西； 也许它们通过某些部分相关联， 这我不知道。 但即使发现某些背景无关理论可以对应于平直空间理论， 难道我们就可以说已经理解了背景无关物理学吗？ 你可以把狭义相对论与某个具有优越坐标系的理论对应起来并进行计算。 但只要你这样做了， 你就没有真正理解 Lorentz 不变的物理学 ... 我们希望找到思考背景无关物理学的正确方式， 而不仅仅是找到一种蒙混过关的手段。 Simp: 当然， 但是超弦理论的结果也许是有用的第一步。 Sal: 当然， 完全有这种可能。 我绝不是要否认超弦理论正在积极地寻找背景无关物理学， 或与之相关的蛛丝马迹。 我想说的是圈量子引力在理论的基础中就已经完全实现了背景无关性。 Simp: 我可以承认这点， 但你付出的代价却是无法恢复低能物理学。 如果圈量子引力是正确的话， 你可以计算出引力子与引力子的散射振幅吗？ 用你的有限最小体积， 你可以确定普通微扰理论无法确定的那些项的系数吗？ Sal: 我相信人们正为此而努力， 但是现在我还看不到任何坚实的结果 ... 我想这是目前圈量子引力的薄弱之处 ... Simp: 很好。 在我已经承认了超弦理论那么多的弱点后你终于也承认了圈量子引力的弱点！ Sal: 嘿嘿 ... Simp: 现在， 假设我相信了你的那种不带物质的量子化广义相对论。 我离现实理论仍非常遥远， 因为我们的世界是有物质的。 Sal: 在圈量子引力中可以很容易地加入费米子和 Yang-Mills 场。 事实上如果愿意的话您甚至可以研究超对称理论， 只不过这里超对称既不是自洽性所要求的， 也不是实验所要求的， 因此人们没有太大的兴趣去研究它。 不过已经有一些文章指出这是可能的。 因此您可以直接把观测到的物质耦合到圈量子引力中去。 Simp: 但是你不能解释为什么会有某种特定形式的物质， 以及为什么会有标准模型中的那些特定的耦合。 Sal: 不错。 但是迄今为止超弦理论在这方面也不见得更成功。 寄希望于某种我们还无法理解的非微扰物理从上百万种 Calabi-Yau 流形中选出一个正确的并不比坦率地承认我们还不知道为什么会有 SU(3)×SU(2)×U(1) 来得高明。 我想我们离物理学的尽头还远得很， 这对我们年轻人来说并不是坏事 ... 谁知道呢， 也许我们只是还不了解标准模型背后的深层物理原因。 我觉得比起超弦理论用某个我们对之一无所知的势能极小值来解释标准模型， 我更倾向于 Alain Connes 建立在简单几何之上的解释。 Simp: 我想当你把物质加入圈量子引力后那些通常的发散就会卷土重来了。 Sal: 完全不是！ 事实上出于一个非常简单的原因： 即不存在任意小的体积， 理论的有限性甚至可以拓展到诸如 QCD 与引力的耦合体系。 您瞧， 对 QCD 来说， 与引力耦合就好比是把它放到一个 Planck 尺度的点阵上， 从而使理论变得有限。 Simp: 目前对这些有限结果究竟研究到了什么地步？ Sal: 就我所知共有两类有限结果。 在理论的 Hamiltonian 表述中， 人们证明了那些给出理论非微扰定义的算符不会出现发散性。 事实上， 圈量子引力的数学基础是极其坚实的， 它已经达到了数学物理所具有的严格性。 Simp: 我知道。 一方面这使理论变得坚实， 但另一方面， 这也使得理论所用的语言很难被高能物理学家所掌握。 Sal: 圈量子引力还有另一种表述， 称为 spinfoams， 是用来计算振幅的类似于 Feynman 微扰展开的方法。 一些数学定理已经证明， 至少对于某些 Euclidean 版本来说这种展开是有限的。 Simp: 到哪一阶为止有限？ Sal: 任意阶。 Simp: 你是说圈量子引力的微扰展开式已经被证明在任意阶上都是有限的？ Sal: 是的， 先生。 这对超弦理论来说是不太可能的。 Simp: 既然如此， 我们为什么不能用这种展开式来计算各种散射截面， 比方说引力子之间的散射截面？ Sal: 因为这种展开式是定义在某组特殊的基上的， 但我们还不知道怎样在这组基上写下 Minkowski 真空及引力子态 ... Simp: 好家伙 ... 你差一点就说服我也要研究圈圈了 ... 却原来研究圈圈的人还不知道怎样描述引力子， 那除了这种 Planck 标度上的圈圈图景外， 他们描述的究竟是什么样的物理？ Sal: 黑洞、 黑洞熵、 早期宇宙学 ... Simp: 是的， 我也听说 “圈量子宇宙学” 很热门， 有人甚至声称暴涨宇宙论可以从量子引力效应中得到 ... 但是让我来泼一点冷水， 圈量子引力的 Hilbert 空间是不可分的 (nonseparable)， 对吗？ Sal: 不对。 以前曾经有一个阶段 Hilbert 空间没有合适的定义。 但是现在已经有了合适的定义， 依据这种定义 Hilbert 空间是可分的 (separable)。 Simp: 但是圈量子引力是建立在圈状态 (loop state) 之上的， 后者又是由 holonomy operator 产生的 ... Sal: 是的。 Simp: ... 我们知道在 QCD 中这些东西可不怎么样， 它们都是不可重整的； 这种场算符只在一维空间上延展， 这是不够的。 如果你用这些圈状态作为正交基态的话， 一切都会变得一团糟。 把圈表象 (loop representation) 作为出发点本身就是错误的。 Sal: 您所说的这些对于 QCD 来说一点没错， 但引力的情况完全不同。 Simp: 为什么？ Sal: 正是因为微分同胚不变性。 或者， 如果您愿意的话， 是因为体积量子化。 在物理上， 圈状态并不是无限细的， 它们具有 Planck 线度。 从数学上讲， 那些圈状态在坐标空间的局域化是纯规范效应。 真正的物理自由度并不在于圈状态的局域与否， 而在于去除了微分同胚变换之后的东西， 即圈与圈之间的环绕与链接。 事实上， 那些无穷大正是在去除微分同胚变换时被除掉了。 Simp: 我不很确定自己是否理解了这一点。 Sal: 要真正理解就只有进入数学细节之中。 不过关键的是圈状态在引力中变成了好的状态。 让我用这样的方式来表述吧： 在一个点阵上， 圈状态可以组成完全正常的基， 对不对？ Simp: 那当然， 问题是在取连续极限时才出现的。 Sal: 圈量子引力中所有的考虑都是在一个 Planck 尺度的点阵上的， 因为圈状态并不处在一个背景时空上， 而是处在由所有其它圈状态组成的点阵上的。 Simp: 嗯， 我隐约有点明白了。 圈量子引力是 Lorentz 不变的吗？ Sal: 我不知道。 我想它应该和经典广义相对论一样。 只要引力场的状态是 Lorentz 不变的， 理论中的 Lorentz 不变性就不应该被破坏， 反之， 如果引力场的状态不是 Lorentz 不变的， 理论也就不是 Lorentz 不变的 ... Simp: 你把解的对称性和理论的对称性混淆了。 经典的广义相对论是 Lorentz 不变的。 Sal: 这不对。 虽然 Lorentz 群显然作用在每个时空点的切空间上， 但广义相对论并不是如您所说的 Lorentz 不变的。 假如它是， 那我们就可以对广义相对论的解作 Lorentz 变换， 就象我们对 Maxwell 理论的解作 Lorentz 变换一样， 对不对？ Simp: 我们难道不可以吗？ Sal: 如果您对 Friedmann 宇宙作 Lorentz 变换， 会得到什么？ Simp: 好吧， 你说得没错。 但是如果我们额外假定时空是渐进 Minkowskian 的 ... Sal: 如果您附加 Lorentz 不变的边界条件， 那么 Lorentz 不变性就会被引进到理论中， 渐进 Lorentz 群就可以作用在理论上。 但是我不很肯定在量子引力中会有严格渐进 Minkowskian 的量子态。 也许有， 也许在 Planck 尺度上对称性会因小尺度结构而自发破缺， 就象晶格破坏原子理论的旋转对称性那样。 但我确实不知道 ... Simp: 但是最小长度的存在难道不是明显与 Lorentz 不变性有本质矛盾吗？ Sal: 不， 这是一种误解。 Simp: 为什么？ 假如我缓慢地对最小长度进行 Lorentz 变换， 它就应该光滑地变短 ... Sal: 不， 这不是量子理论。 这就好比是说存在角动量 z-分量的最小值会破坏旋转对称性， 因为你可以将 z-分量光滑地旋转为零。 在量子理论中能够光滑地变化的是物理量取某个本征值的几率， 而不是本征值本身。 最小长度也一样， 它是本征值。 如果你对长度本征态作 Lorentz 变换， 你会发现长度取其它本征值的几率在光滑增加， 而不是本征值变短。 Simp: 啊！ 不错的解释。 那么圈量子引力究竟有没有预言破坏 Lorentz 不变性的效应？ Sal: 我不确定。 我想目前它就象超弦理论中大的额外维度一样， 也许存在， 也许不存在。 Simp: 嗯 ... 不过假如没有 Lorentz 不变性， 就不存在 Hermitian Hamiltonian。 圈量子引力是么正的吗？ Sal: 据我所知不是的。 Simp: 这可不妙。 Sal: 为什么？ Simp: 因为么正性是保持理论自洽所必须的。 Sal: 为什么？ Simp: 因为如果没有么正性， 几率就不守恒。 Sal: 在什么中守恒？ Simp: 在时间中守恒。 Sal: 什么时间？ Simp: 什么 “什么时间”？ 时间就是时间。 Sal: 在广义相对论中并不存在唯一的时间观念。 Simp: 没有坐标时间 t 吗？ Sal: 有， 但任何可观测量在 t 的变化下都是不变的， 因此相对于这个 t 一切都是不变的， 就象规范不变性。 Simp: 你把我搞糊涂了。 Sal: 我知道， 这一直是令人困惑之处 ... 非微扰的广义相对论与 Minkowski 空间中的物理学是很不相同的 ... Simp: 我们必须要陷入广义相对论的这些复杂概念之中吗？ Sal: 如果我们要讨论一个号称将广义相对论与量子理论合而为一的理论的话 ... Simp: 但是超弦理论不需要涉及这些复杂性就可以做到这一点。 Sal: 这正是我觉得超弦理论并没有真正做到这一点的原因。 Simp: 但是你曾经承认过超弦理论可以做到这一点。 Sal: 不， 我承认的只是超弦理论给出了量子引力场的有限微扰展开式， 而且这种展开式在真正有趣的情形 - 强场情形 - 下会失效。 Simp: 那么， 你认为超弦理论为什么不能将广义相对论与量子理论合而为一？ Sal: 正是因为广义相对论告诉我们并不存在一个场在其中定义的固定的背景时空， 而超弦理论却总是在一个背景时空上定义场。 Simp: 但是这种背景时空只是由对场的微扰及非微扰部分进行分解而产生的， 这是量子场论的通用做法。 Sal: 我们只在微扰理论中才这样做。 我们在将 QCD 视为格点理论的极限情形时就不这么做。 而且对引力来说弱场微扰理论也许根本就不成立。 Simp: 那你怎么看待超弦理论中的非微扰结果？ Sal: 我们所知道的是定义在不同背景时空中的理论间的对应关系。 这些是有可能存在一个背景无关理论的迹象。 但这离理解背景无关理论的基础还差得很远。 Simp: 完整的背景无关理论是极其困难的， 我们当然还差的很远。 Sal: 但是圈量子引力已经做到了。 Simp: 那么场和其它一切究竟存在于什么之上呢？ Sal: 可以说是存在于彼此之上。 Simp: 这和我所知道的物理很不一样。 Sal: 但这是很漂亮的结果。 您曾经谈论过超弦理论的美丽之处。 时空本身从激发态、 圈状态以及自旋网络 (spinnetwork) 中出现， 这正是极其美丽的物理结果。 这是量子理论与广义相对论的真正携手并肩 ... Simp: 如果背景时空不存在， 时间也就不存在， 是吗？ Sal: 是的， 先生。 Simp: 如果你不附加渐进平直性， 那么连渐进背景时间也不存在， 是吗？ Sal: 是的， 先生。 Simp: 如果没有背景时间， 就不存在么正演化， 对吗？ Sal: 不错。 Simp: 我很难接受一个不以空间和时间作为出发点， 没有么正性的理论 ... Sal: 我想这正是圈量子引力受到这么多阻力的原因 ... 我再重复一遍， 人人都想要背景无关性， 但当他们终于看到它时却又被它吓倒了 ... 不管怎么说， 我们都可以相信自己所喜欢的， 直到有一天实验证明某些人是对的， 某些人是错的。 在没有实验可以告诉我们的情况下， 我们只有期待未来。 不过我的观点是没有么正性并不意味着理论就不自洽。 只不过是时间的观念与动力学相互嵌套， 就好比在封闭宇宙中不存在守恒的能量 ... Simp: 好吧， 我接受这个。 但是我们的话题已经很分散了， 可以总结一下吗？ Sal: 好吧。 我想您对于圈量子引力的结论是： (a) 与普通量子场论太不相同， (b) 不完全， (c) 还无法给出低能区的物理学 ... Simp: 而你对于超弦理论的结论是： (a) 不描述我们所生活的真实世界， (b) 没有预言能力， 因为它可以拟合任何实验结果， (c) 需要引进大量从未被观测到的东西， 比如超对称和额外维度， (d) 无法真正融合量子理论与广义相对论的时空观 ... Sal: 当然， 它们有可能都是错误的 ... Simp: 或者也可能都是对的， 圈圈也许描述了量子引力的某些部分， 而超弦描述了另一些部分 ... Sal: 教授， 我的观点也许因为争论的缘故而有所偏颇， 请允许我做一些澄清。 我认为超弦理论是一个精彩的理论。 我对构筑这一理论的人们怀有崇高的敬意。 但尽管如此， 一个理论毕竟还是有可能十分精彩但在物理上却是错误的。 物理学史上有许多美丽的观念最终被证明为是错误的。 我们不能让耀眼的数学迷了眼。 尽管研究超弦的人们具有非凡的智慧， 尽管超弦革命具有激动人心的非凡魅力， 但是这么多年下来超弦理论并没有带给我们物理。 所有的关键问题依然杳无答案。 理论与现实的联系变得越来越遥远。 所有超弦理论预言的结果都与实验不符。 我不认为那种将超弦理论视为成功的量子引力理论的古老说法还能站得住脚。 今天， 如果太多的人去研究超弦理论， 那将是一种很大的冒险， 所有这些非凡的心力、 几代人的智慧也许会被一个美丽但却虚幻的梦想所浪费。 在超弦理论之外还有其它的途径， 那些途径必须被认真看待。 圈量子引力的研究群体比超弦小得多， 而且 - 正如您所指出的 - 也存在一些问题， 但它在一些超弦理论鞭长莫及的地方取得了成功， 并且离现实世界更近些。 如果您想象一下从量子激发态中构造出时空来， 您就会真正看到量子理论与广义相对论的融合， 这是一种美丽的融合。 我对超弦理论学家充满敬意， 但我觉得现在是到了研究其他思路的时候了。 在最低限度上， 您是否觉得这两种理论都值得研究？ Simp: ... 没有人听清 Simp 教授最后说了什么， 只记得他面带微笑。 后来有人听到他称 Sal 为固执、 但无疑是很聪明的学生。 顺便提一句， Sal 还在找工作 ... （作者：Carlo Rovelli 模糊翻译： 译者：哥伦比亚大学博士卢昌海 ） 三：关于REG 在爱丁堡一所大学图书馆尘封的地下室里，有一个黑匣子，乍看上去这是一台平凡的设备，有两个香烟盒大小，由金属制成，组成其心脏的微集成电路板不比现代计算器中的更复杂。然而从这里源源不断发出一些数字信号，却牵动着来自世界上41个国家的75位成绩卓然的科学家的心。 如果这些科学家告诉你这个黑匣子有预测未来的非凡力量，你会不会相信？事实上，它在2001年9月11日恐怖份子对世界贸易中心攻击的四个小时前，就感觉到了这一事件；2004年12月，它也曾在史诗般悲壮的亚洲地震海啸到来前，发出过警告。 预测未来的黑匣子 据RedNova 新闻网报导，美国普林斯顿大学的著名科学家纳尔逊（Roger Nelson）博士领导的“全球知觉项目”（Global Consciousness Project，http://noosphere.princeton.edu/），正致力于调查“黑匣子现象”，这可称当今最非凡的实验之一。纳尔逊博士说，“我们还处在探索的初期。” “全球性知觉项目”希望查出人类是否分享一个共同的意识，或者无心地发现了预言未来的方式。虽然有人可能会嘲笑这一项目，仍有来自美国、荷兰、瑞士和德国等全世界41个国家的75位科学家被其深深吸引。这是一项最严谨的调查特异现象的长期研究，源于 70年代末普林斯顿大学吉恩（Robert Jahn）教授的卓越工作，他是严肃对待特异现象的第一位科学家，他被心灵感应、意念搬运、第六感等现象深深吸引，决心使用现代最新技术研究这些现象。 吉恩教授所使用的一个技术装置，是一个看来普通、被称为“随机事件记录仪”（REG）的黑匣子，它使用计算机完全随机的发出“一”与“零” 的两个数字，就像扔硬币似地。电子笔将这??成图表。由于按随机法则，“一”与“零”出现的几率应该相等，电子笔绘出的曲线应该是一条水平线，任何数字的偏差会使这一平线出现柔和的起伏。 在70年代末，吉恩教授想调查人的思想是否能干涉仪器的正常工作，他从大街随便拉来一些陌生人，要求他们集中思想，让黑匣子产生出更多的“头”。这在当时被认为十分荒谬的想法，结果却使人吃惊，并且至今不能被圆满解释：一次又一次地，那些普通人证明了他们的思想可以影响黑匣子，使它产生出不均等的“头”与“尾”。根据现代科学法则，这是不应该发生的，但它就是发生了，而且可以一遍遍地被重复。 同在普林斯顿大学的纳尔逊博士，发展了吉恩教授的研究，他将黑匣子置于集体静坐场中，静坐当时在美国已是非常普遍。结果又是使人跌破眼镜：集体静坐能使REG的曲线发生剧烈的变动。从此后，纳尔逊博士欲罢不能了，他通过互联网将世界各地的40台REG连到普林斯顿大学自己实验室的计算机上，这些REG日夜运行着，产生成千上万的不同数据，大多数时间，在他计算机上绘出一条平线。 在1997 年9月6日，不寻常的事发生了：曲线向上冲去，同时世界各地的REG都开始记录与正常值不同的巨大偏差。这一天的确有重要意义，那时估计全世界有十亿人观看了戴安娜王妃在威斯敏斯特修道院的葬礼。难道上亿人的情绪会对REG产生影响吗？果真如此，影响又是如何产生的呢？纳尔逊博士不知道答案。 因此, 1998年纳尔逊博士招集全世界的科学家共同分析他的研究结果。这些科学家同样对此一筹莫展，因而决定进一步深入研究，“全球知觉项目”就此诞生了。自此，这一项目快速发展，目前全世界41个国家共计65个“蛋”（REG）被吸收作为项目的“眼睛”。 这些“眼睛”看到的结果令人震惊又无法解释，它们“感受”到了全世界发生的所有大事件，从北约对南斯拉夫的轰炸、库尔斯克（Kursk）潜艇悲剧、到2000年美国总统悬而不决的竞选。这些“蛋”总是可以感受到全球性的大庆祝，如除夕夜。 最大的谜团发生在2001年9月11日，当全世界人目瞪口呆地看着恐怖份子的攻击在纽约展开时，奇怪事发生在黑匣子上了，它们不仅在恐怖攻击的当时准确地作了记录，那特殊的数字曲线模式在两架飞机击中世贸双塔前的四个小时就开始出现了。也就是说，在恐怖份子登上飞机之前，在载入史册的重大事件发生之前，黑匣子就已经预见到了，其意义无疑是巨大的。 这一切也许不过是个巧合？显然不是，2004年12月最后的一个星期，黑匣子的电子笔再次变得疯狂，二十四小时后，印度洋深处的地震触发了摧残东南亚洲的海啸，近三十万生命转瞬即逝。 时间可倒流 预言不神 如此，“全球知觉项目”真能预测未来吗？不以为然者指出，当黑匣子有反常表现时，总是能以世界上发生的一些事来“解释”。不是吗？现代世界充满了战争、灾害和恐怖暴行，还有偶尔的全球性庆祝，科学家们可能太希望在其原始数据中找到某种东西了？ 然而，“全球知觉项目”的科学家们坚持自己的观点，他们说严谨的科学技术与强有力的数学统计调查可以排除任何随机的联系。纳尔逊博士说，“我们绝对愿意承认自己是错误的，但我们还未能发现任何错误，其他人亦如此。我们的数据清楚地显示，这些结果的差错率是一百万分之一。” 事实上，现代物理原理并不排除预见未来的可能性，相反这在理论上是可行的，因为时间不仅能向前走，也可以向后转。如果时间像海浪一样潮涨潮退，它也许可以预言世界大事件，也就是说，我们实际上会“记住”发生于未来的事。阿姆斯特丹大学的物理教授贝尔曼（Dick Bierman）说，“大量证据说明时间可以倒着走，如果这在物理学上可以发生，那么它也能发生在我们的头脑里。”换句话说，贝尔曼教授相信，如果人能将头脑中暗藏的潜能调动起来，人是具备探测未来的能力的，并且有强有力的证据支持这种理论。 荷兰乌得勒支大学（University of Utrecht）的哈特威尔（John Hartwell）博士，是第一位揭示人能感知未来的科学家。在70年代中，他将志愿者接上医院的扫瞄机，以便研究其脑波的模式。他向其显示一系列动画图片，扫瞄机则记录其脑波反应。然而，奇怪的是有时，被测试者在图片出现前几秒钟就在脑海中做出了看到图片时的反应，好像他们可以预见自己将会看到甚么图像似地，这真是匪夷所思。 然而，15年后才有人继续了哈特威尔博士的研究，美国的一位科学家瑞丁（Dean Radin）用仪器测量人们皮肤对电流的反应，发现与人的情绪有关，这即是测谎仪的原理。瑞丁在测量人们皮肤电流的同时重复了哈特威尔博士图像反应实验，人们再次于图像出现前几秒钟就发出反应。 “我简直不能相信，” 贝尔曼教授说，“于是我重复了这一实验，并取得了同样结果。我很震惊，开始深思时间的本质。” 据贝尔曼教授说，其它一些主流实验室已得到相似结果，但没有公之于众，“因为他们不想引来嘲笑，我正设法说服他们同时发布所有的结果，那样或许就没有太多嘲笑了。” 冥冥之中有天定 如果贝尔曼教授是正确的，这些实验真不是一件可笑的事。它们为一些像“记忆幻觉”（deja vu，指人有曾经历过某种事件的感觉）等特异现象提供坚实的科学基础，也许开辟了一个更加有趣的可能性－某天，我们也许能藉助像黑匣子一样的机器“进入”到头脑的潜意识中去呢。 纳尔逊博士对此表示乐观，虽然这不是短期所能达到的。他说，“我们也许在一次世界大事件发生前就能预言，但我们无法确切地知道将要发生甚么，及其发生的地点。这么说吧，我们还没能做出一个可以卖给中央情报局的机器。” 但对纳尔逊博士而言,做一部可以预测全球性浩劫或恐怖份子袭击的机器，远没有他的工作对人类的意义重要。因为他的实验显示了，当我们作为个体在各自运作时，我们其实分享着某种更伟大的东西－一个全球性的知觉，一些人也许会将其称为上帝的头脑。 纳尔逊博士说，“我们被教育成了个人主义的妖怪，社会驱驶我们彼此分开，这是错误的。我们也许比我们可以意识到的更加紧密地被联系在一起。” 要真正理解这些内容的确是很困难的，但当我们喑闭的心灵蓦然通向巨大的存在，就如网络的BS结构一样，我们不会被反回的数据所惊喜吗？ 2006年11月4日，中国很NB的十几位大德来到苏州开暗宇宙研讨会，会议期间，他们去了一趟寒山寺。其中一位高人就是在国内玩弦论的李淼大师，他说：“寒山寺是典型的苏州格局，小而精，可惜游人太多，基本上没有了这种地方该有的清静。寺庙中放着录音的梵呗，让人有了一些感觉。烧香的人也不多，我烧了一点香，找找心理暗示而已.......。我们讨论的主题是宇宙学，人心之外的宇宙。佛家静参是的人心之内的宇宙。我想起一段广告词，女儿问父亲，地上什么最大，父亲答大海最大；女儿问，什么比大海更大，父亲答大海之上的天空和宇宙；女儿继续问，天是最大的吗？父亲答，不是，你的心比宇宙更大。” 《QQ契合之灵异古琴》注释九：十五 |
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