[转帖]我国科学殿堂弦/圈量子引力研究线路图

yetiaoxin

我国科学殿堂弦/圈量子引力研究线路图
习强 转载
据2009年中国科学院院士增选初步候选人名单，弦/圈量子研究著名学者李淼、李新洲等榜上有名，我们向他们表示祝贺。
1、据一位朋友告诉我们，正确的科学研究道路很重要；他参加的2009年8月上旬北师大圈引力（loop）会议，感到加拿大圆周物理研究所的学者，用扭量理论构造微观粒子拓扑形态的假说模型，与我们的三旋密码的论证类似，然而出发点与结论却不相同。他请教过国内圈引力学者，认为上述扭量模型的探索可取，但未必能得到可计算的有效结论，特别是能否进行费曼路径积分是个没有解决的大难题。关于loop理论，有人说到现在20年的发展,，已经造就了几个中心：一个是加拿大的圆周研究所（PI）。PI的核心人物是lee smolin,smoli（斯莫林），他写了一本科普书《通往量子引力的三条路途》。他的前妻，做物理能象做菜一样的马可波罗-芙荑妮，他们已经分手了；但分手之后，他们的爱情故事被圈内人关注。芙荑妮有了新的男朋友；smolin好象也有了新的妻。.所以当2个人坐在一起，在饭桌上聊天，谈笑风声，其实内心有万千头绪。smolin已经50出头，前妻30出头，这一对旧人，随着时间流淌。另外的一个是法国的Rovelli组，一 个是美国的ashtekar组，还有就是波兰的lewandowski组，还有就是德国的thiemann组，风头最健.。
2、有人说，在中国对圈量子引力理论，做出突出贡献的有北京师范大学马永革，江汉大学邵丹，南昌大学凌意等分别领导的小组。他们所取得的成果为国内之翘楚，且深受国际学术界瞩目。其中我们来看马永革教授的学习经历，马永革博士生导师讲授的课程是：微分几何与广义相对论，纤维丛与经典场，非微扰量子引力。 1987. 9-1991. 7：东北大学物理系本科，获学士学位。 1993. 9-1996. 7：北京师范大学物理系研究生，获硕士学位；研究方向：引力与广义相对论。 1996. 9-1999. 7：北京师范大学物理系博士生，获博士学位；研究方向：引力与广义相对论；导师：梁灿彬教授。 1999.11-2001. 1：阿根廷科尔多瓦大学 (Universidad Nacional de Cordoba) 博士后；研究方向：量子引力与广义相对论。 2001. 1-2001. 8：美国宾州州立大学引力与几何中心 (CGPG, Penn State University) 博士后；研究方向：（非微扰）圈量子引力。其次是武汉市江汉大学的邵丹教授，湖北大学邵常贵教授，武汉科技大学的邵亮教授，他们在做圈量子引力方面有很多年，也有不少成果。
3、有人说，中央财经大学的冯波教授，1994年和1997年分别获得北京大学理学学士和硕士学位，2002年获得麻省理工学院物理学博士学位；他的主要研究领域，则是弦论，振幅计算等。做弦论著名的李淼教授，他的经历是，1982年毕业于北京大学物理系，1984年在中国科学技术大学获理学硕士学位，1990年在哥本哈根大学玻尔研究所获得博士学位。先后在美国加州大学圣巴巴娜分校、布朗大学、芝加哥大学做博士后研究员和研究助理教授。1999年回国，任中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师，曾任台湾大学客座教授、中国科学技术大学客座教授。李淼博士是研究量子场论、超弦理论以及宇宙学。在超弦理论中的研究有一定的国际影响，特别是在两维刘维尔理论、D膜以及黑洞的量子物理等方面。最近致力于研究超弦中的黑洞物理、超弦宇宙学以及暗能量。最近五年的主要工作有：（1）不稳定膜的衰变。李淼和两位合作者在2002年夏完成的不稳定膜辐射引力子和其他粒子的计算开创了这方面的研究。其他人后来计算了辐射有质量的弦和低维（如2维）弦论中的膜的辐射。（2）用时空测不准解释微波背景辐射谱和暴涨宇宙。李淼和他的学生研究了弦论中，时空测不准带来的对微波背景辐射功率谱的影响，发现谱指数的跑动可以用非对易暴涨模型来解释。最近，他在考虑一个长弦驱动暴涨的模型。（3）李淼的全息暗能量模型，是第一个可以用来拟合实验数据的基于全息原理的暗能量模型。（4）李淼的宇宙学矩阵模型，涉及如何解决随着时间变化背景之下的弦论研究。（5）李淼的弱引力猜想，涉及弦论真空能不能实现甚至“预言”粒子物理标准模型以及其中的参数数值和一些宇宙学参数。为了对弦论的预言范围作出限制，最近Arni-Hamed等人提出弱引力猜测，在某种意义上，引力与任何其他规范长程力相比总是最弱的力。李淼的研究则指出，将一个4维理论下降到低维，这个猜测很容易得到一些简单的证明。并且将这个猜想推广到有正的宇宙学常数（暗能量）情形，并提出了一个新的猜想：一个标量场的耦合常数也会受到弱引力的限制。
4、有人说，由于众所周知的如层子理论等原因，中国错过了60年末70年代初弦论研究的第一次热潮，但少数理论家如张宗燧和戴元本等人研究了S矩阵和色散理论。层子中的矩阵和色散等理论，是否可变相说成是弦论不说，为什么要研究引力量子化，或为什么引力也需要遵从量子力学规则？如说引力可能像热力学那样，是一种宏观理论，从而可以规避量子力学，类似从流体的分子原子理论出发，导出流体力学的基本方程，这些方程完全是宏观的，其中很多物理量只是宏观概念，例如密度、粘滞系数。但 如将引力场放在一个空腔里，给一个经典波长截断能量是，为了避免这些能量塌缩形成黑洞，得取空腔体积是可观则宇宙的大小，则有温度越高，截断波数越小，也就是说截断波长越大。由此可见，假如引力无须量子化，那么引力的波长不能太小，和引力实验所能达到的最小尺度矛盾。中国对量子引力的研究开始于文革末期，主要代表是引力的规范理论的研究，这是那时一个不完全名单。北京：陆启铿，郭汉英、吴咏时，张元仲、安英、陈时、邹振隆、黄鹏，李根道，张历宁；兰州：段一士；合肥：闫沐霖；西安：侯伯宇。几年后，中国学者闫沐霖研究了带挠率的规范引力的Feynman规则和量子化。稍后，周光召和吴岳良还尝试用规范理论统一包括引力在内的所有相互作用。但中国人在早期对弦论并无直接贡献，中国人开始注意弦论，是在弦论的第一次革命中。当时中科院理论所的朱重远老师，开始支持研究弦论，他的学生熊传胜和江口(Eguchi)的关于拓扑弦的工作，在数学界有很大影响。但后来熊传胜离开了弦论。 浙江大学的汪容老师也带研究弦论的学生，包括虞跃先生。虞跃后来也离开了弦论。复旦大学倪光炯的学生陈伟，也是早期研究弦论的有数的人之一，后来也离开弦论了。 西北大学带出了如陈一新等人，北京的研究生院出的朱传界一人，也很有成就。而超弦第二次革命来得突然，也使得很多国内的人对所谓超弦革命持怀疑态度，似乎还没有人意识到在美国、欧洲和印度发生了什么。超弦的背景深藏于超对称、超引力、K-K理论，还有T-对偶、卡-丘流形的镜像对称性、S-对偶的猜测等工作。
1984年和1985年弦论的第一次革命超弦在中国引发研究热潮，卷入超弦理论研究的一个同样不完全的名单是：戴元本、郭汉英、朱重远、黄朝商（理论物理研究所）；汤拒非（科学院研究生院）；宋行长、赵志勇、章德海（北京大学）；汪容（浙江大学）；侯伯宇、侯伯元、王佩（西北大学）。学生们包括：朱传界（研究生院）；吴可、吴岳良、谢彦波、熊传胜（理论物理研究所）；李淼、高洪波、高怡泓、卢建新（中国科学技术大学）；虞跃、沈建民、徐开文、胡宏亮（浙江大学）；陈伟（复旦大学）；陈一新、岳瑞红（西北大学）。 例如，1985年在国内，除中科院理论所外，还有中科院研究生院、浙江大学、复旦大学的一些人开始注意弦论，西北的侯伯宇等人也把注意力从反常转移到弦论。中科大的李淼、高洪波、高怡泓等几个研究生，也对中国的弦论做了一些事情，而被称为科大的“三剑客”。后来高洪波离开了弦论，现在在加拿大已是一个很成功的金融界人士了。在科大，独立於“三剑客”，后来对中国弦论界的贡献也很有成就的是卢建新。再往后，弦论在中国越来越不受重视，就很少出人了。中科院理论所吴可老师的学生陈斌和现在理论所的研究员喻明，都是从国外“深加工”回来的。总之，从1984年到80年代末，中国理论界培养了一批年轻人。这些人现在是中国研究弦论、引力和宇宙学的主要力量，部分人则跨入其他领域。
从80年代底到90年代中期，西方的弦论研究进入低潮。相应地，在中国，弦论的研究几乎完全消失，宇宙学研究的热潮远远没有开始。1994、95年，在西方发生了弦论第二次革命，西方之外还包括印度。Ashoke Sen坚持研究弦论中强耦合/弱耦合对偶数年，94年得到Seiberg和Witten的重视，后者关于超对称规范场论的工作轰动了整个理论界。1995年，Witten发表了关于弦论的强弱对偶的文章，弦论的第二次革命开始进入高潮。到了1997年、98年，中国的弦论研究开始复苏。可惜的是，整个90年代，学生们几乎脱离了弦论研究，几乎没有人能够立刻进入弦论和M理论的主流研究。到了21世纪，中国才真正介入了弦论研究的主流。现在，几乎每年都有弦论方面的人回国，而我国自己培养出越来越多的年轻弦论研究者，有的在国际上已经初露锋芒。
    5、有人说，第二次革命引起的弦论研究的多元化：对偶，M 理论，膜，黑洞，非微扰量子场论，AdS/CFT，AdS/QCD，AdS/CMT。特别是AdS/CMT，是目前大有潜力的研究方向，这里CMT指的是凝聚态理论。通过全息原理，一些强耦合系统等价于一个高维的引力系统，这个方向很有可能带来凝聚态理论研究的突破。宇宙学的研究也非常丰富，一些研究方向有：暴涨理论，暗能量，膜宇宙，宇宙弦，非高斯性。在所有这些方向上，中国人都作出了一些不俗的成绩。
而且和上世纪80年代完全不同，除中科院理论物理所和高能物理所，中国科学技术大学，北京大学，复旦大学，浙江大学，北京师范大学，西北大学，南开大学，宁波大学，南昌大学，南京大学，成都电子科大，中央财经大学等也很活跃，研究也非常多元化。但和美国相比，中国的理论研究当然还很弱----大多数单位只有一个人，还没有特别原创性的工作。当然未来也不需要完全跟着西方的主流跑，日本人和印度人做得就很好。 而且今后粒子物理和宇宙学实验，对发展弦论、量子引力将起决定性的作用。
6、有人说，这是一场战争，就是在弦理论和圈理论之间也是这样的，你需要不断地“杀死”别人才能保全自自。.在圈理论（loop）面前，敌人就是弦理论（string）,潜在的盟友是扭量理论（twistor.）。但它们又全出身于广义相对论。相对论很优美，这可以从彭罗斯的《旋量和时空》看出来.，经典广义相对论已经被彭罗斯终结，但还剩下一些比如准局部能量的问题，这些问题的背后会给物理学一个新的刺激。