作者:朴云松
4月22日下午,物理科学学院举办的“格物明理讲坛”第六讲在中关村教学楼S304教室举行。主讲人是中国科学院理论物理所的国家杰出青年基金获得者、“百人计划”李淼研究员。科研处处长乔从丰教授、物理学院副院长郑阳恒教授等物理学院及其他单位感兴趣的老师和学生近百余人听取了报告。
长期以来,人们一直认为引力是自然界的基本相互作用之一,引力的量子化是探索终极理论必需的途经。今年初,著名弦理论家Verlinde在一篇文章中指出引力不是基本力,是一种宏观现象,即熵力,这个观点在提出后立即引起了国内外的广泛关注和争议,在不到三个月的时间内其文章被引用已超过50次。Verlinde的引力是熵力的观点其内容到底是什么?如果引力是熵力的话,那么对宇宙学相关问题特别是暗能量又带来了什么新的启示?李淼研究员结合自己的研究,为我们回答了这些问题。
李淼研究员首先解释了什么是熵力,熵力不是由微观组分之间的力引起的,而是由熵的改变诱导的,一个具体例子是弹性力,例如弹簧或高分子间的弹性力。然后他从热力学的熵变公式出发,结合全息原理,推出了牛顿的万有引力定律。这个结果可以理解为有一个全息屏,在这个屏上有一些自由度以及被这些自由度携带的熵。当一个试验粒子从外部接近这个屏时,屏上的自由度受到这个试验粒子的影响有个熵的变化。从热力学或统计物理可知,当一个系统的能量增大时,熵通常也增大,所以粒子融入屏后屏上的熵增大了。由能量守恒可知,熵增对应的熵力是吸引力,即粒子总被屏所包围的空间部分吸引。在这个角度上,引力确确实实是一种熵力,并且物体的质量或惯性也与熵有关。
接着李淼研究员讨论了引力是熵力的观点对宇宙学相关问题的诠释,例如全息暗能量与熵力的联系、暴涨怎样才可能与熵力的框架自恰等。他同时也批评了在引力是熵力的这个观点的一些探索和应用中的错误做法。
报告结束后,到会的老师和同学就怎样看待熵力、熵力在宇宙学中的应用、熵力与LHC上的小黑洞的产生,如果引力是熵力那引力是否还需要量子化等问题与李淼研究员进行了热烈地交流。
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