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回复:【转载】圈量子引力的故事

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呵呵,简言之,数学追求精纯内功的至上奥义(现在恐怕不少数学家坚信这奥义就藏在黎曼猜想当中)从而其内功心法流传于世,而物理学则计划一统江湖从而其武学思想亦流传于世。由此说来,谈江湖不能不谈物理。然而对于物理学家,想要追求所谓本质——从我佛A. Einstein到一代教主E. Witten,从江湖名流S. Weinberg,S. Hawking到隐世仙长R. Penrose,从所有人的老师J. Wheeler到Emperor of math(这个外号来自于最近丘老的几篇工作)丘成桐,从菲尔兹桂冠的A. Connes到诺贝尔光环的R. Laughlin,从广大String教徒到凝聚态的激进派,甚至包括本文作者这样的虾米皮——莫不想问鼎量子引力,炼成传说中的神功。呵呵哈哈哈,所以品谈量子引力,又怎能不是品谈江湖。没想到说了这么多废话,呵呵,转入正题!


IP属地:江苏来自手机贴吧32楼2012-10-24 16:33
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    话说量子引力门派繁多,加上人们创造力勃发,所以罗列殆尽实在是难以实现,我们只聊一聊那些受到一定关注,并且有固定的小组坚持做下去的流派。它们就是String Theory(教主E. Witten), Loop Quantum Gravity(三巨头A. Ashtekar, C. Rovelli, T. Thiemann), Euclidean Path Integral(by S. Hawking), Regge Calculus(by T. Regge,当代掌门R. Williams), Spin Foam Models and Group Field Theory(by C. Rovelli), Causal Dynamical Triangulations(by J. Ambj?rn), Causal Set Program(by R. Sorkin),


    IP属地:江苏来自手机贴吧33楼2012-10-24 16:35
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      第一回,我还得先说明一下我准备怎么处理上面这一大坨人类创造力的产物。以后(包括本回的后三分之一点儿五强,求朋友们耐心看一看^_^)咱们先聊聊两大阵营,同时涉及一些String和Loop之间的恩恩怨怨。然后再逐一品谈上面这些流派的武学秘笈。量子引力走到今天,可以说硕果累累,也可以说毫无结果,场面倒是百家争鸣,不过倒也是百无一用。呵呵,不管怎么说量子引力的这些学说,在彼此争鸣的同时,也充分发挥阶级斗争的思想,逐渐分化为两大阵营,那就是微扰阵营与非微扰阵营。当然目前才露尖尖角的另类Emergent Gravity有些搅局,不过当前这两大阵营还是十分强健的。


      IP属地:江苏来自手机贴吧34楼2012-10-24 16:37
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        这一阵营的最初的思想是十分自然和清晰的。不过咱们得从1948年说起。1948年对量子场论(QFT)而言可以说是一个分水岭,这一年之后QFT真正进入了伟大的时代。这一年R. Feynman和J. Schwinger在Pocono会议上分别作了具有里程碑意义的讲座。讲述的核心内容都是QFT的微扰技术。Schwinger不知疲倦的写下繁冗但却清晰的推导,而Feynman自得其乐的介绍他的(被波尔庭斥为不懂量子力学)路径积分和那些稀奇古怪的充满叉叉圈圈的图(当时他管这个方法叫spacetime method)并且还要赠送大家一些他自己发明的规则(就是后来的Feynman rule)。


        IP属地:江苏来自手机贴吧36楼2012-10-24 16:38
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          这里还有个小故事,很少记笔记的费米这次记下了一大摞关于Schwinger讲演的笔记。回到芝加哥之后,费米组织组内的两位也去参加了会议的教授E. Teller和G. Wentzel以及四位研究生(包括杨振宁)一起啃这摞笔记,六个星期过去了,这帮人筋疲力尽。结果有人问“不是说Feynman也讲了一些东西吗,讲了些啥呀?”结果这三位牛人一个也想不起来到底Feynman讲的是什么。呵呵,直到一年后F. Dyson才从Schwinger的方法中推导出Feynman的规则。有了这些了不起的技术,伟大的计算就此开始了,Feynman也实现了要让物理学期刊上画满叉叉与圈圈的抱负


          IP属地:江苏来自手机贴吧37楼2012-10-24 16:38
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            (见简单与优雅【2】)都是由这些叉叉圈圈告诉人们的。而所用到的基本物理构造(或者模型)又是如此的简单——只不过是闵氏时空中的标量场(自旋0),矢量场(自旋1)和旋量场(自旋1/2)。而其数学核心说到底更让人难以置信的淳朴——仅仅是个Gauss积分。整套策略更是简明清晰,我们需要两件东西,一个是作为背景的闵氏时空(就是说我们需要狭义相对论,或者说需要庞加莱群,后来发现这个东西实在是很要命!),一个是时空上要被量子化的场,然后算出这个场的Feynman规则,然后,就完了。人们制作所有的这些数学结构,物理模型,思维模式,推理技巧等等,就是为了以后碰到情况能够不动脑子。我想当时大部分想要量子化引力场的学者,脑子里面最自然的计划就是使用这套现成的并且成就不凡的技术处理引力场。引力场是时空流形上的度规场g,是一个二阶张量场(自旋2),这倒不要紧,小推广而已。但是我们需要一个闵氏背景也就是一个闵氏度规,和这个背景上的张量场。


            IP属地:江苏来自手机贴吧38楼2012-10-24 16:39
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              这个也好解决,不如我们把总度规g看作两部分,一部分是闵氏度规,另一部分是相对闵氏度规的偏离h(另一个意义下的微扰)。这样一来闵氏时空有了,时空上的要被量子化的场也有了,就是h。然后就去计算h的Feynman规则,h也是一个二阶张量场,这也是为什么说所谓引力子自旋为2。这看起来确实挺好,实际上在上个世纪六十年代末,人们热情似火的已经把引力子的Feynman规则都算出来了。看来大功告成指日可待,而且量子引力这个时候看起来也不像什么深刻的东西,不过是一个体力活儿罢了。但是,也是在六十年代,另外一个伟大的思想正在慢慢成形——那就是重整化群,物理学家们将面临新一轮的洗脑。重整化理论将给微扰阵营来上要命的一下。从而逼迫微扰理论走上了一条大胆的而无尽的探索之路。


              IP属地:江苏来自手机贴吧39楼2012-10-24 16:39
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                @短命郭嘉 @无为道君 @qazwwee112233 


                IP属地:江苏来自手机贴吧40楼2012-10-24 16:41
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                  为毛我发现自己完全看不懂了……难道我的智商真的降到这个地步了?


                  IP属地:湖北43楼2012-10-24 19:21
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                    好像被@了可是没看到啊头疼牙疼嗓子疼晕乎乎路过


                    IP属地:浙江44楼2012-10-24 20:20
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                      困了不想睡就看看这贴催眠,效果不错…


                      IP属地:浙江来自手机贴吧46楼2012-11-16 01:30
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