波的描述本身就对量子化行为无法观测的一种总和表述，只能探测量子化概率事件在宏观上的最小常数作为突破

博客李淼
惯性参照系
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关于LHC的神话/一首小诗


LHC今天当地时间9：30将注入第一束粒子束。很多关心地球安危的人早就以各种形式试图阻止LHC的运行。

有些人，甚至一些理论家，收到了死亡威胁：

LHC scientists get death threats

认为LHC将毁灭地球的主要原因之一是LHC上进行的高能质子碰撞可能产生微型黑洞，这些微型黑洞万一不能迅速衰变，就会吸积附近的物质，越长越大，最终吞噬地球。


这当然是神话。一来，只有在真正的引力能标很低时（大约1Tev），小黑洞才可能在LHC的碰撞中产生，这需要所谓的大额外维和类似的机制，这种可能性很小。二来，即使我们真的幸运，黑洞真的产生了，黑洞的衰变以及吸积速度不可能让黑洞在地球附近长大。最后，万一黑洞不衰变，灾难真的可能发生，我们就会问，除了LHC，别的地方或别的过程也会产生小黑洞吗？首先，高能宇宙射线轰击地球早该产生小黑洞，但地球至今仍然好好的。其次，在宇宙的其他地方，不断地有高能碰撞发生，我们还没有观测到黑洞长大引起的效应。

Lubos Motl给出一个很好的google搜索，里面有很多关系LHC的启动与世界末日的链接：

lhc cern destruction OR destroy OR “end of the world” OR lawsuit OR doom OR doomsayers

我们中国人也不例外，同样有很多人担心LHC导致世界末日的提前到来，虽然这些人中有很大一部分并不担心真正的可能引起世界末日的因素：为了发展能源的疯狂消耗，大气污染日益严重，水资源严重匮乏。例如，上礼拜末我听了一个报告，说中国的50%以上的人不能喝到安全的水（具体数字我忘了）。

中文媒体也没闲着，例如新浪的新闻，当然这次还算靠谱：

欧洲大型强子对撞机可能撞出黑洞毁灭地球

虽然题目还是不靠谱。

印度人也在担心，见Sunil Mukhi的博客：

End of the world?

Cosmic Variance的Mark Trodden写了一篇

Calling a Crackpot a Crackpot

是的，crackpot就是crackpot，在中国一般叫做民科。最近科学网就民科这个词争论得厉害，我也觉得民科这个词不准确。民科，就是民间科学或民间科学家，科学或科学家本来就是科学或科学家，和民间不民间无关。而crackpot，即使是在大学或研究所工作，也是crackpot，和科学以及科学家无关。应该找一个更好的中文对应的词，狂想家我觉得并不好。

正准备为《南方周末》写篇小文。

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城市

（二）

九月里我住在积木中
八月里我也住在积木中
十月里我还是住在积木中
积木是儿童的梦想，成年的无奈

他们在城市布满不属于我们的积木
每一个积木要耗尽多少孤独

我的头发已经花白
我白天两杯咖啡，夜晚两杯咖啡
我在城市中找不到一只麻雀
尽管我的头发和麻雀一样花白

盛大的节日弄疼了我的眼睛
我身体里的潮水却突然干涸
群鸟飞往他乡
我听不见他们带走的我的梦语

愿梦语被遗落在清晨的草地上
愿梦语全身滚满秋日的露水
愿梦语被一个陌生人遇到
愿陌生人和我在梦中相遇

08.09.09

城市（一）见：调查小结/我也奥了/一首小诗

这篇文章发表于 2008年9月10日, 星期三 15:31:06，属于分类 理论物理, 文学。 你可以下载本文的 PDF版本和LaTeX源文件，查看 HTML打印版 或通过 新闻聚合(RSS) 来追踪这篇文章的最新评论。

文章 《关于LHC的神话/一首小诗》 已有 115 篇评论
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96 lu

2008年9月13日 14:59:12
质子垮塌了也不会形成黑洞，也就是说黑洞除了是原子核的下层物质构成外（待定，也许是某种“胶质”？），还有引力塌陷导致的某个维的某种本质来维持，也就是维的本质来维持?

也就是说引力是突破额外纬的突破点？

我觉得既然牛顿时代的人可以推出G常数在负11次方的水平

这么多年引力波（或许是引力波的概念出现才几十年？）的研究竟然没有丝毫进展？

如果能详细研究引力波和研究电磁波一样

利用引力波对视界内的黑洞进行研究可以获得突飞猛进的影响

不过不知道引力波是否因为涉及到物质属性本身，小到量子效应很明显，所以凡是物质制造的雷达什么的，都无法对引力波本身进行探测，会导致本身的干扰大于外来的，或许波的描述本身就对量子化行为无法观测的一种总和表述，只能探测量子化概率事件在宏观上的最小常数作为突破

单个量子的引力波如果也出现涨落的话，黑洞的引力要想在宏观上不出现明显的大幅度涨落（不知道引力是否有类似熵的行为？为何引力可以自动叠加，而不是随机散射掉？引力子的行为为何这么特殊？如果存在引力子的话），是否应该满足一个量，这个量是否和黑洞的最小大小对应？也就是能观察到多小的黑洞就决定这个引力涨落的概率在宏观上出现经典物理的定性和稳定？

是否引力也存在一个类似的引力常数？（类似普朗克常数？）

我觉得暗物质甚至比黑洞更单纯，至少只有引力能作用，还没有时空什么的畸变，或许暗物质坍缩也可以成为黑洞。暗物质是黑洞内物质的正常时空形态？

如果这样，暗物质的无毛特性（借用黑洞），是否得出有西格斯粒子类似的引力子物质？

量子化行为和宏观经典的分界，或许应该也称为某种“视界”，我觉得这个区别人没有研究清楚，不然也用这个视界来推测出某种类似行为的霍金”辐射“（或许叫引力子衰变？）

我觉得物理界要做的试验太多了。

97 lu

2008年9月13日 15:10:32
黑洞是否和时空背景有某种霍金辐射之外的物质交流（既然他能把自身溶于时空结构之中，我觉得如果物质密度大的物质进去后时空的交流应该很丰富？黑洞内部能自持，但是毁于外部霍金辐射，我觉得视界的时空或许是某种概率的宏观临界条件（或许是某常数的两个共扼相等的情况？或者说不相等，但是是某个定量）

如果所有物质的衰变（假设一切物质都可以衰变，不过好像人类连物质的总类型都没搞全）都变成光子，那质量最终哪去了？ 都成了宇宙背景辐射的能量？

能量可以和引力能抵消

那引力子应该不能衰变吧

不然能量就不能抵消了吧

宇宙的能量是0

那宇宙的形态为何是波动的？什么决定了这个？为何不是平坦的什么都不是？什么都没有？

98 晃晃

2008年9月13日 18:29:48
lu：
我觉得你应该首先学会避免说一些自己都不知道自己说什么的话，否则不但浪费别人的时间，也浪费自己的时间。

99 清风正阳

2008年9月17日 18:18:38
schmidt :

这就体现出我们政府的优势了，老百姓的看法没法影响政府决策的。

高能所的同事前两天像我抱怨：钱多的不知道怎么花了，整天在写花钱计划。

还是八王议政的好呀！

去年在DESY的餐厅吃饭，有个中国的老师谈到飞机票贵不贵时，说了一句“who cares”，让老外们开了一次眼界。

100 xexz

2008年9月19日 22:32:46
俺吃点什么都得care，靠 :’(

另：这一阵子猪肉是便宜了点。

101 平子

2008年9月21日 10:47:29
这几天按老师的提醒，对临界密度的教科书求解方法学习了，可仍然不得其解。

教科书中临界密度是由爱因斯坦引力场方程中的一个参数k＝8πG求得。
俞允强老师在他的《广义相对论引论》中（P51),首先通过对非相对论理想流体的动量能量张量方程导出∇²φ =（1/2）kρ,
同时对比泊松方程∇²φ =4πGρ，即求出k＝8πG。
这样确定爱因斯坦引力场方程的具体形式。

问题是，泊松方程里的引力势是指某球形高斯面内物质引力源所产生的，而对于非相对论理想流体来说，其引力势产生源除了该球形高斯面内物质之外，高斯面外的物质对引力势同样有贡献，上面两个∇²φ根本不是同一回事。
对非相对论理想流体，可以看作某处引力场的散度，但是，由于宇宙任何一处的引力势在时间维上是变小的，也许是这个场不能被忽略。

我通过对时间维引力场散度的求解，计算出k＝16πG。临界密度即是原解的50％

当然，很可能是我的误解，多谢大家解惑！！

102 平子

2008年9月21日 11:05:58
如果将宇宙看作非相对论理想流体，那么宇宙中会有一个宇宙所有物质共同产生的一个引力势，而这个引力势φ∝1/R,也可以看作φ∝1/a(t)，a(t)为t时刻宇宙尺度因子。

如果这样看，宇宙学红移从本质上说，它是引力红移，而相对论中的宇宙时空的膨胀，也是时间维上引力场的等效，或者说是势的等效。

其实，牛顿力学中引入力的概念，本身就是为了方便分析而引入的一个过渡量，而场更是其衍生出来的，能量与势才是根本的东西，也许这也是拉格朗日方程用途更广泛的原因。

其实我完全支持相对论的结论，仅仅觉得相对论让我们的世界太复杂了。

如果老师觉得我想法太荒唐，删掉就是了

103 李淼

2008年9月21日 13:41:55
平子：

我只指出你的一个问题：不论在牛顿理论你还是在广义相对论中，球外的物质如果是各向同性的，就对引力势没有贡献。这在静电学中很有名（方程是一样的）。你犯了这种初级错误，其他地方也就值得怀疑了。

我个人觉得你虽然喜欢思考，但基本功不好。

104 平子

2008年9月21日 14:30:19
老师所说的“球外物质如果是均匀各向同性”是不是类似于“Misner空间”那样？

我是从另外一个角度考虑的：首先我们对球内是共识的，就撇开了
物体与球外任何一个物体都有引力势，引力势是标量，所以物体与球外所有物体的引力总势就是他们的和。
对任意二体而言，他们的距离在扩大，引力势在变小，引力总势能也就变小了。
当然，我对“球外物质如果是均匀各向同性”具体含义还没完全懂，所以也许是我错了。

我自己也知道基本功很差，尤其是高等物理皮毛都不懂，不过牛顿力学学得相当好（不能太没自信，呵呵）。
下面也来点新观点：
带电金属球内电荷不受力，这是牛顿的结论。这个金属球也是个等势体。
我们不改变其他的东西，就让这个金属球半径膨胀两倍，结果如何？
金属球还是个等势体，问题 是：
金属球的电势变小了，金属球内的电荷没受力，但它的电势变小了。
这是个矛盾。
当然我们把金属球面的电荷拆分开来一个个分析，会驱除这个矛盾，
如果要整体分析，则要在时间维上引入广义场的概念。

大家批判或给我解惑，我都很开心，因为我把这当作一个游戏

105 平子

2008年9月21日 14:34:22
还要补充一点：
李老师是一个让人敬重的老师

106 李淼

2008年9月21日 14:53:46
平子：

如果解Poisson方程，表面上看球面外的各向同性的物质对引力势有贡献，但这贡献与球体内的位置无关，也就是说是一个常数。引力势本来就可以随便加一个常数而不改变物理。

假如球面在变化，则是另外一回事。你后面的电荷球面的例子，严格地说还要加电流（球面移动时生成）。如果球面时间上没有变化，你只是对比两个不同的球面，势能的确可能不一样(依赖你规定球面上的势能大小），但不是一个场合，没有必要比较。但我们最流行的normalization，就是将球面接地，那么球面上的势能总是为0，球面内也为0.

在广义相对论中，球体内的引力不依赖于外部的各向同性的物质是一个定理，叫Birksoff’s theorem，见：

Birkhoff’s theorem

107 平子

2008年9月21日 15:10:32
完全接受106楼的观念。

不过将球面势能定为0势能点，是一种回避矛盾的做法。这样大家都可以接受了

“假如球面在变化，则是另外一回事”。我是不是可以这样理解：宇宙在膨胀，我们不能把球体内势能看作一个常数？

108 李淼

2008年9月21日 15:22:30
平子：

在演变中的宇宙学，第二个Friedmann方程就是牛顿方程，但不涉及势能概念，更像牛顿第二定律加引力。

如果非要谈势能（我本人没有这种强迫行为），那么一个共动球体外引起的球体内的势能是一个常数，这已经包含在Birkshoff定理中，希望你好好看一下。

好了，我对此事的评论到此为止，其余是你自己的事了。

109 平子

2008年9月21日 15:24:08
好，不过我看英文非常慢
谢谢老师

110 平子

2008年9月22日 14:37:44
（1）、《广义相对论引论》P80，伯克霍夫定理：球对称引力源径向运动过程中，时刻保持球对称，则其外引力场仍可用史瓦西解描述。
（2）另外更一般的表述：只要在时空的某个区域里，其几何特性是球对称且被真空的爱因斯坦方程（能动张量为0）所描述的，则这个时空区域的几何特性就一定能被Schwarzschild解描述。

（1）中，完全正确
（2）应该没错，唯一有疑问的是爱因斯坦方程是由伯克霍夫定理确定，而现在又做为伯克霍夫定理的一个条件。这是一个鸡与蛋的问题。

其实在这里浪费了老师很多时间，我心里其实很不安。以后会过来这里看看，也会灌灌水，不过不会再提问了

111 平子

2008年9月24日 9:12:17
老师说过的永远都是对的。

发现自己在求势能的时候，将引力源同时作为受力物体，得到双倍的伪结论

心里轻松了许多

不过球对称壳对壳内引力势确实是有贡献的。

再次谢谢老师！

112 李淼

2008年9月24日 10:33:04
平子：

不谢。

113 susy

2008年10月17日 15:26:01
诗写得不错!

114 李淼

2008年10月17日 16:10:58
susy：

谢谢。

115 yezi

2008年10月29日 11:12:14
LHC Alarmists -> Walter L. Wagner -> citizen against LHC

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