打字猴:1.70088039e+09
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1700880391 [4].在生物学中其实有两个景观:一个是基因景观,它描述可能的基因型(DNA序列);另一个是表型景观,它描述基因的表达。当我们将自然选择机制运用于物理时,我们也有两个层次的描述。一是宇宙的生育率取决于标准模型参数的取值,这有点儿像表型。对于类似弦论的终极理论来说,标准模型只不过是一个近似理论,标准模型之外,还有很多理论可供选择,这就有点像基因型。在生物学进化中,基因型和表型的关系相当复杂,在物理学中也是如此。因此,你要额外小心。你必须要区别一个景观到底是标准模型的参数景观,还是类似弦论那样的可能的终极理论的景观。
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1700880393 [5].其他方法包括:(1)让质子质量大于中子质量;(2)大幅增加或降低费米常数以改变超新星释放的物质与能量;(3)增加精细常数,并同时增加中子和质子的质量差、电子质量、电子中微子质量,以使碳元素变得不稳定,大幅降低强相互作用的耦合强度也能达到这一效果;(4)增加奇夸克质量。
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1700880395 [6].James M.Lattimer&M.Prakash,“What a Two Solar Mass Neutron Star Really Means”,arXiv:1012.3208v1[astro-ph.SR](2010).
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1700880397 [7].我在早期有关宇宙自然选择假说的论文和《宇宙生命》中,使用了临界质量的下限,即1.6倍于太阳质量。当我听说有人发现了比太阳重两倍的中子星后,我撰文指出,宇宙自然选择假说被证伪了。对此我感觉不错。因为对于一个量子引力理论来说,能够被实验证伪也是件不错的事。然而,当我重新检查临界质量的理论计算时,发现有些专家严正地指出,以上观测结果仍然符合K介子中子星临界质量的上限,即两倍于太阳质量。
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1700880399 [8].A.D.Linde,Particle Physics and Infationary Cosmology(Chur, Switzerland:Harwood,1990),pp.162-8,特别是公式8.3.17前的推导(书源arXiv:hep-th/0503203v1)。这个能增加密度涨落的参数就是暴胀子(传递暴胀作用的粒子)的相互作用强度。如林德所示,在一些简单的模型中,宇宙的尺度正比于这个参数的开方倒数再取指数,因而二者呈反比。在此,我要感谢保罗·斯坦哈特对这一问题的澄清。
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1700880401 [9].读者可以通过阅读以下文献了解更多有关宇宙自然选择假说的细节,如《宇宙生命》或我的两篇论文:“The Fate of Black Hole Singularities and the Parameters of the Standard Models of Particle Physics and Cosmology”,arXiv:gr-qc/9404011v1(1994);“Using Neutrons Stars and Primordial Black Holes to Test Theories of Quantum Gravity”,arXiv:astro-ph/9712189v2(1998);“Cosmological Natural Selection as the Explanation for the Complexity of the ;Universe”,Physica A:Statistical Mechanics and its Applications340:4,705-13(2004);“Scientific Alternatives to the Anthropic Principle”,arXiv:hep-th/0407213v3(2004);“The Status of Cosmological Natural Selection,”arXiv:hep-th/0612185v1(2006);“A Perspective on the Landscape Problem”,invited contribution for a special issue ofFoundations of Physicstitled“Forty Years Of String Theory:Reflecting On the Foundations”,DOI:10.1007/s10701-0129652-x arXiv:1202.3373.
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1700880403 [10].罗杰·彭罗斯曾对此表示异议。在他看来,黑洞奇点和宇宙初始奇点的几何结构非常不同,所以黑洞中不能诞生宇宙。这个问题确实存在。但另一方面,引力场的量子效应或许可以去除这些奇点,这样,以上问题就得到了解决。
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1700880405 [11].请注意,自然规律的演化本身并不要求全局的同时性。定律的改变完全可以在一个局域事件上发生。这一事件仅仅会影响与它有因果联系的未来事件。正如第6章中所解释的那样,因果序列与同时的相对性并不矛盾。但是,只有当全局时间存在时,宇宙自然选择假说才能有意义,而它确实与同时的相对性相矛盾。
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1700880407 [12].这样说的依据如下:制造泡沫的能标常常是大统一理论的能标。它大约是标准模型中夸克质量或轻子质量的10@15@倍。因而,这些费米子的质量,可能确实是在宇宙泡形成时随机产生
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1700880409 [13].B.J.Carr&M.J.Rees,“The Anthropic Principle and the Structure of the Physical World”,Nature278:605-12(1979);John D.Barrow&Frank J.Tipler,The Anthropic Cosmological Principle(New York:Oxford University Press,1986).
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1700880411 [14].Shamit Kachru et al.,“De Sitter Vacua in String Theory”,arXiv:hep-th/0301240 v2(2003).
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1700880413 [15].Oliver DeWolfe et al.,“Type IIA Moduli Stabilization”,arXiv:hep-th/0505160v3(2005);Jessie Shelton, Washington Taylor,&Brian Wecht,“Generalized Flux Vacua”,arXiv:hep-th/0607015(2006).
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1700880415 [16].George F.R.Ellis&Lee Smolin,“The Weak Anthropic Principle and the Landscape of String Theory”,arXiv:0901.2414v1[hep-th](2009).
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1700880417 [17].泰勒及其同事发现的负宇宙学常数宇宙同我们的宇宙有两点不同。首先,弦论假定额外维度的存在。这些额外维度小而卷曲,因而不可能观测,但在泰勒的构造中,这些额外维度很大,这是弦论的又一个错误预言。它与观测的矛盾比负宇宙学常数还大。当然,你可以争辩说生命不可能在这些宇宙中存在。但为什么生命不能存在呢?我还没有彻底搞清楚这一点。在弦论中,粒子和力生活于被我们称之为“膜”的三维表面,膜漂浮在额外维度中。在这样的场景中,生命和大的额外维度相容。
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1700880419 其次,负宇宙学常数的宇宙拥有名为“超对称”的对称性。我们的宇宙中尚未发现这种对称性。超对称存在不允许复杂结构的生成;当然,在超对称自发破缺后,一部分复杂结构可能产生,生命也可能从中萌芽。如果负宇宙学常数的宇宙无穷多倍于正宇宙学常数的宇宙,那么即使前者之中只有一小部分支持生命,前者还是能够主宰多重宇宙。在此,感谢本·弗雷沃格尔(Ben Freivoge)参与这一问题的讨论。
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1700880421 [18].我们最多可能探测一下其他宇宙和我们的宇宙相撞留下的痕迹。人们认真研究了这种可能性,并给出了“单面”的预言。也就是说,如果我们发现了一些有趣的痕迹,我们或许能说其他宇宙和这个宇宙过去相撞过;但如果我们什么都发现不了,我们无法证伪任何理论假说。后者恰恰是我们现在遇到的情形。Stephen M.Feeney et al.,“First Observational Tests of Eternal Inflation:Analysis Methods and WMAP 7-Year Results”,arXiv:1012.3667v2[astro-ph.CO](2011);Anthony Aguirre&Matthew C.Johnson,“A Status Report on the Observability of Cosmic Bubble Collisions”,arXiv:0908.4105v2[hep-th](2009)and 2011 Rept.Prog.Phys.74:074901.
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1700880423 [19].Steven Weinberg,“Anthropic Bound on the Cosmological Constant”,Phys.Rev.Lett.59:22,2607-10(1987).
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1700880425 [20].指在普朗克单位下。
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1700880427 [21].Adam G.Riess et al.,“Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant”,Astron.Jour.116,1009-38(1998).
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1700880429 [22].读者应当注意,有人声称温伯格的论证为其他宇宙的存在提供了证据,这些人的论证犯了如下错误:它们认为既然每个宇宙的宇宙学常数都是随机选取的,那么我们宇宙的宇宙学常数如此之小这一事实本身,便是多重宇宙存在的证据。他们所犯的错误类似于哲学家伊恩·哈金(Ian Hacking)讨论过的“逆赌徒谬误”(inverse gamblers fallacy)。想象一个人走进一个房间,她看到另一个人掷了两个骰子,正面都是6。她肯定会想这个人一定掷了很多次骰子,或是在同一时间掷了很多对骰子。可这是个错误的结论。因为掷一对骰子得到两个6的概率总是一样的。这便是哈金所称的“逆赌徒谬误”。参见:“The Inverse Gambler’s Fallacy:The Argument from Design.The Anthropic Principle Applied to Wheeler Universes”.Mind 96:383(July 1987),pp.331-340.doi:10.1093/mind/XCVI.383.331。在Mind 97:386(April 1988),pp.269-272.doi:10.1093/mind/XCVII.386.269中,约翰·莱斯利(John Leslie)认为,这一谬误并不适用于人择原理论证。因为我们一定生活在一个适宜生命存在的宇宙。但是,温伯格的论证关键并不在于宇宙是否适宜生命存在,而在于宇宙是否充满星系。宇宙中可能仅有一个星系,但它完全可能适宜生命存在。因此,宇宙中充满星系并非生命存在的必要条件。
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1700880431 [23].朱安·格瑞卡(Jaume Garigga)和亚历克斯·维兰金在“Anthropic Predic-tion for Lambda and the Q Catastrophe”(arXiv:hep-th/0508005v1,2005)一文中将两个参数进行了一种特别的组合,即宇宙学常数除以密度涨落尺度的立方。他们指出,在这种组合下得出的概率比温伯格论证中得到的概率要高。这篇文章有两个问题:第一,它没解释是什么设定了密度涨落尺度;第二,我们早已知道仅有宇宙学常数改变的情况下,温伯格的论证非常成功。我们当然可以尝试许多不同的组合方式,某些组合下得到的概率完全可能比另一些组合下得到的概率要高。我们不应对此大惊小怪。纵使真有某种理由支持这些特定的组合,它们也无法成为我们生活在多重宇宙中的证据。
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1700880433 [24].Michael L.Graesser, Stephen D.H.Hsu, Alejandro Jenkins,&Mark B.Wise,“Anthropic Distribution for Cosmological Constant and Primordial Density Perturbations”,hep-th/0407174,Phys.Lett.B600,15-21(2004).
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1700880435 [25].拉斐尔·索金(Rafael Sorkin)及其合作者从因果集合理论出发,解释了宇宙学常数的取值。这与温伯格的论证极为不同。参见:Maqbool Ahmed et al.,“Everpresent Lambda”,arXiv:astro-ph/0209274v1(2002)。
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1700880437 00:12 解放量子力学
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1700880439 [1].有些观点认为量子力学适用于整个宇宙。在本书的在线附录中,我对这些观点进行了驳斥。
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