电影《奥本海默》一开始的隐喻

电影《奥本海默》里有一个前后呼应的地方：一开始是奥本海默做毒苹果试图杀死自己的老师布莱克特，第二天他后悔了，奋力返回去阻止杀人。大多数评论说这生动地反映了奥本海默有心理问题，我觉得导演的深意是这是奥本海默人生的隐喻。后来他领导做原子弹这个大杀器，之后他也反思后悔，一直在反对研发和使用核武器。

另外，布莱克特是朱洪元先生的导师，也就是我导师的导师的导师

已经把12年至22年在新浪写的博客转了过来，

 注明了博文地址和发布时间

评论一下早期电动力学中的赫兹方程

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010306ip.html (2022-01-31 01:46:50) 

有朋友 tj 让我评论一下赫兹方程。看了一下有关文章，我认为赫兹的理论努力是错误的。

赫兹是麦克斯韦之后，洛伦兹之前的人，那时候的电动力学研究有关于不同惯性系中电动力学的探索。麦克斯韦及其以后的相当一段时间的主流观点认为存在以太，电动力学的规律只在相对以太静止的参考系中成立。这一点在当时是很自然的，因为那时的共识是电磁波作为波动传播需要介质，该介质就是以太；其次牛顿的物理也要求存在绝对参考系来逻辑上自洽的定义惯性系，那也可以认为就是以太参考系。

但是那时一直不断有人探讨电动力学是否可以在相对以太运动的别的惯性系也成立，或也有某种表达方式。这种努力一直持续到洛伦兹、庞加莱，特别是爱因斯坦才结束。赫兹的做法是，在不同惯性系，当然是在伽利略变换下，电场 e 仅仅是作为三维转动变换的矢量来变换的，比如，在以太参考系中静止的点电荷的电场是球形的，在另一个运动的参考系看，这一点是不变的，即仍然是球形的。（爱因斯坦之前的人有此看法当然是很自然的。）但是在此运动参考系该点电荷是运动的，有电流了，因此是有磁场了。这样就出现一点点矛盾，即考虑在以太参考系静止的另一检验电荷的受力，在两个参考系中受力不一样了：在以太参考系，检验电荷受库仑力；而在运动参考系，它受相同的电场力，但同时还受磁场力。为了让两个系看到的物理是一样的，需要在运动参考系让磁场减掉，即选磁场的变换规则为磁场减去一部分电场，以保证在两个参考系检验电荷受力一样。等等等等，这类探索一定不能把麦克斯韦方程组写成真正协变的，不说别的，就是电磁场的波动方程在伽利略变换下就是不协变的。

一直到洛伦兹庞加莱之后，爱因斯坦才一杆清台（评论一下早期电动力学中的赫兹方程）地解决问题，即电动力学也有相对性原理，但是时间空间的观念必须改变，不同惯性系是洛伦兹变换相联系的。

顺便说一下，有了洛伦兹变换，现在人们有时在电动力学的研究与应用中仍然用到“伽利略变换”。这不是要回到牛顿时空观或恢复以太，此时说的“伽利略变换”是有特指的，即把洛伦兹变换中的 v/c 的项全部扔掉，显然这时洛伦兹不变就意味着“伽利略”不变，在 v/c 的精度内。其实在做洛伦兹变换时，可以按 v/c 做展开，它的不变性可以一阶一阶做。

因此，赫兹的那个理论完全不必要再用了，即使是用在工程上，因为那是错误的。如果有哪个具体的应用恰好呈赫兹的旧理论形式，那也一定能从现代标准的电动力学来清楚地理解。我们更不应该用过去错误的东西来掩饰别人的和自己的错误。

其实，有一些为赫兹惋惜的是，如果他采取的场变换是磁场 b 不变，而电场 e 要变化一点，则就非常接近电磁场在洛伦兹变换下（v/c 取0）的结果了。他应该是想到这一点的，但可能他觉得可能性小

怀念戴元本先生

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80103068e.html (2021-10-09 23:13:09) 

怀念戴元本先生  

刘纯

1994年夏天过后，我到理论所作为博士后报道，在所里我见到戴元本先生，我跟他说很想和他合作，希望他作我的合作导师。那时我刚在高能所四室跟随杜东生老师完成了博士学位论文，方向是新发展起来的重夸克有效理论（heavy quark effective theory, 简称 HQET）。戴先生很愉快地答应了，这样我开始了和他和黄朝商老师在重夸克物理方面的合作。

那时的戴元本先生头发全白，精神矍铄，非常睿智的感觉。他在量子场论上有很深的功底，作出过很高的水平的工作，一直工作在第一线，大家都尊称他戴先生。

当时戴先生的研究兴趣是在重夸克有效理论的非微扰方面，他和合作者已经在 B-S 方程方面做了不少深入的工作，戴先生在强子结构方面有极丰富的研究经验，是60年代层子模型的主要人物之一。戴先生也进行过标量场杨振宁-Mills 理论的三圈费曼图微扰计算。我的博士论文是做 HQET 在弱相互作用方面的应用，而戴先生关心其强相互作用本身，正好是我进一步学习的机会。

戴先生建议的第一项工作是含有单个重夸克的重子的性质的 QCD 求和规则计算。这是我第一次做 QCD 求和规则方面的事情，他给我们博士后和学生讲了 QCD 求和规则的基本思想和做法，也讲了关键的几个技巧，以及三点格林函数的计算方法，黄老师讲了色散关系。这些使我学起来很轻松，很容易地重复了已有的计算。戴先生对 QCD 求和规则计算方法的总体评论是 QCD 求和规则计算虽说是包含近似，但它的计算完全是基于场论的，量子场论的微扰计算全部都有，而且还要包括进 QCD 真空凝聚以得到非微扰的物理量。

在算完基态重重子的质量（合作者还有戴先生的博士后吕才典）[1]和 Isgur-Wise 函数（合作者还有戴先生学生黄明球）[2]之后，1996年戴先生带领我们开始计算一般自旋非零的重介子的性质。首先是他用重夸克对称性系统写出了这些重介子的内插流的表达式，然后我们用 QCD 求和规则算出最低的几个态的质量谱[3]。从朴素的近似图像来说，这种态的轨道角动量为1。2003年实验上发现 D_s(2317) 和 D_s(2460)，戴先生以前的博士后朱世琳教授和我们立刻做计算，用上面的图像来理解这两个粒子[4]。

在理论所做博士后期间，我跟戴先生学到很多东西，有很多场论计算中细节而又微妙的地方，受益很多。在博士后即将期满时，我问他对我未来工作的意见，他对我说：“你去哪里我都支持你”。他的话是对我是莫大的鼓励。后来我继续在这个方向上做了一些拓展工作，包括研究所谓轨道角动量为1的重重子以及大 N 展开方法。我自己后来的兴趣主要在费米子质量和超对称等问题的研究上，没有继续和戴先生的合作。

虽然这样，和他请教和讨论物理问题以及聊天是较为经常的，特别是在我几年后回到理论所工作以后。下面是和戴先生学习交往印象深的几件事请：（1）戴先生给我印象最深的是他对一个三圈费曼图的计算。在98年我另有一项工作是和汉城的同事合作用 QCD 求和规则算重介子的寿命。在微扰计算中，我们略去了一个三圈图的计算，使得结果不尽准确。他告诉我他有办法算。他以一种简化的方案计算了这个图，他在计算中，巧妙地利用坐标表象、固定点规范、重夸克对称等，把这个图算出来，在计算的每一步他都有极清晰的物理图像，知道哪些项可以扔掉使计算继续。2002年在美因兹时，我曾把这个计算方法讲给研究相关问题的俄国和德国专家，他们很吃惊于有人能做这个计算。（2）戴先生对于新物理也是很关心的，曾经他好几次对我提议合作。05年左右他和我讲，他想对有 sterile 中微子时的中微子振荡的 CP 破坏做一些工作。后来我又问他的想法，他说想了想，意思不太大，放弃了。后来又有一次他对我讲，他想用 Seiberg N=1 超对称规范理论对偶性的一些结果，做复合模型理解费米子质量，主要计算是用特胡夫特的反常抵消。过了一段时间他告诉我他不想做了，因为他觉得任何一个这样设想的模型都会比标准模型本身复杂得多，意义不大。（3）在前年戴先生生病以后，每去看他，我们一般性的聊各种话题，也有和物理相关的事，中国大对撞机的争论等，他也谈起对张衡地动仪的看法，浑天仪是否包含了地心说等等。有一次，他回忆起1978年去东京参加高能物理大会，在第一天上午的茶歇时，杨振宁先生走到他身边对他讲现在美国出了一个很厉害的理论物理学家，叫 Steven Weinberg。（4）有一年理论所威海的学术活动时，他和夫人请朱世琳和我——两个曾经跟他的博士后，在一家俄式餐厅吃饭。席间戴先生说起了他的老师张宗燧先生1950年代常请他去莫斯科餐厅吃西餐的故事，那天说起张先生，戴先生有些激动，流了眼泪。

我的体会是，戴先生是那样一种人，越了解他，就越觉得他理论物理的学问厉害，令人钦佩和尊敬。我知道这很大程度上是源自他对理论物理的热爱，戴先生自己说过：“假如人生能够还有第二次选择，我还会选择做理论物理的研究”[5]。

戴元本先生是影响我很深的老师，我会永远怀念他！

[1] Y.-B. Dai, C.-S. Huang, C. Liu, C.-D. Lv, Phys. Lett.B 371 (1996) 99.  

[2] Y.-B. Dai, C.-S. Huang, M.-Q. Huang, C. Liu, Phys. Lett.B 387 (1996) 379.

[3] Y.-B. Dai, C.-S. Huang, M.-Q. Huang, C. Liu, Phys. Lett.B 390 (1997) 350.

[4] Y.-B. Dai, C.-S. Huang, C. Liu, S.-L. Zhu, Phys. Rev. D 68 (2003) 114011.  

[5] https://v.youku.com/v_show/id_XMzcxOTA3MzkyMA==.html

原文：https://mp.weixin.qq.com/s/Tn7IIW_B8ULXUpaOyYAjpg 

比较杨振宁-mills的工作和泡利的规范场方程

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80103067b.html (2021-09-23 19:56:23) 

在祝贺杨振宁先生百年寿辰之际，写一下我对杨振宁-mills 的工作和泡利相关工作的看法。

对于麦克斯韦方程和电磁相互作用，外尔在1929年发现它具有 u(1) 规范不变性。反过来，要求 u(1) 规范不变性，可以决定相互作用是麦克斯韦类型的。（注意这个不是外尔在1919年关于第五维的尺度不变性理论。）

为寻找核力的数学形式，杨振宁在1947年左右开始想推广外尔的做法，把 u(1) 群推广到非对易群如 su(2)，但由于那时没有写对场强张量的形式，被卡住。1953年杨振宁和 mills 合作，终于找对了场强张量的形式，给出了漂亮的新理论形式。

泡利在1953年左右也研究核力，他是用广义相对论、从6维空间开始，球面紧致化其中2维作为内部空间，得到正确的 su(2) 规范场方程，但是，紧致的2维球面不是爱因斯坦场方程的解。

杨振宁-mills 用的是纤维从看作内部空间，没有内部紧致空间这个说法，不用广义相对论，理论概念上很简洁干静，凸现了规范对称性之重要，特别是对任意的规范对称群，不仅仅对 su(2)，都直接适用。而泡利的做法用广义相对论而结果违反广义相对论，这几乎是不可忍受的，而且这个做法只适用于实的情况，对于普遍的复的情况如 su(3) 没有办法做，更谈不上杨振宁-mills 理论发扬张显的规范对称性这种重要观念。

所以，杨振宁-mills 和泡利的理论不是一个东西。当时杨振宁被卡住的是场强的形式这一点（规范场无质量逻辑是自洽的）；而阻碍泡利发表的则是整个理论尝试的逻辑不自洽及其带来的复杂性，即使到今天也没有人能从高维的广义相对论推导出杨振宁-mills 理论。

正是外尔、杨振宁和 mills 给出了狭义相对论+量子力学即量子场论的框架内最重要的一件事；也正是杨振宁-mills 的做法在粒子物理和量子场论上有广泛的应用、产生了真正的影响，被称为杨振宁-mills 理论。

纪念 Steven Weinberg

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010305xi.html (2021-07-24 23:05:37) 

Steven Weinberg 是伟大理论物理学家。他对弱电统一理论贡献重大。他把 Higgs 机制引入了最早由 Glashow 提出统一弱电相互作用的规范理论，建立了基本上是完整的弱电统一理论，预言了 W 和 Z 粒子的质量，并为实验所验证。我念的第一篇研究论文就是他1967年的这篇文章，那是1984年3月，刚学完量子电动力学，为了学懂这篇文章，我从一些影印版的英文场论书中学习了杨振宁—Mills 规范理论和 Higgs 机制（那时没有中文的规范场论教材）。在完整推导了这篇文章后，我被这篇文章所展现的美妙性所震撼，现实的复杂现象竟然是如此简单又巧妙的物理和数学新原则所决定的！

温伯格是量子场论的大师，在包括手征微扰论的诸多粒子物理和量子场论方面都有开创性的研究，著有经典的广义相对论、量子场论教材，写过权威性的综述文章，比如关于有效场论，还有不少视频讲座。90年代初正在读博士的我曾写信索要他的一篇关于有效场论的演讲稿，没想到竟然收到他的回信，解释说他在会议上的报告并没有写成文章。一年后他在高能大会做总结报告，后来是写成文的，对有效场论做了观念上的深入讲解，我看了不止一遍。今年初他对中国听众的演讲也谈的是这个话题。

他也是科普方面的大师，我读过他写的《最终理论之梦》和《最初三分钟》，前不久还有一本物理学史的著作，我从中受益很多。93年9月我得到一个礼物，刚出版的精装版的《Dreams of A Final Theory》。94年在寒假回家的火车上我读的这本书。读到中间的时候，我突然意识到我自己做的一个粒子理论模型缺乏从对称性角度的审视（一般学习相关课程时，对称性的观念都是学习到的，但是其实并不真知道，因为并不会用于自己具体的工作中），经他提示对称性对于粒子物理理论的重要性，我不断回想自己工作中需要用对称性的观念来看待的地方，一些困惑一下就明白了，从而改进了我的工作，提升了我的观念。

他还有著名的文章《爱因斯坦的错误》，以及教给年青人如何做科学研究的文章，四条黄金规则，等等，读来都很受启发很有意思。

结束前，我说一下对他的评价。温伯格是我年青时的偶像，自从读了他的文章，我就认为他是最好的理论物理学家。逐渐地，我的物理价值观有了变化，简单地说，现在我认为杨振宁、费曼、盖尔曼、格拉肖要排在更前的位置；李政道和杨振宁的弱作用宇称不守恒在物理学历史上的革命（创新）程度也高于把 Higgs 机制引入电弱规范理论。但是，Steven Weinberg 以其完整、系统、深刻的研究和理解，特别是第一次给出完整的弱电统一理论，后来人都以他的方式理解这个理论，使他成为具有最大影响力的理论物理学家。

最后说几则我听到的和温伯格有关的轶事和评论。（一）1978年温伯格预期自己会得当年的诺奖，结果没有，他有些沮丧。他到北京访问，是杜东生研究员做翻译，杜老师说他一定会得奖的，结果79年真的得了。为此他后来在杜老师访问哈佛时请吃了饭，说杜老师是第一个跟他说他会得诺奖的人。（二）戴元本先生说他在78年去东京参加高能大会，第一天上午茶歇时，杨振宁先生走到他身边专门跟他说现在出了一个理论物理新的牛人，就是温伯格。可能这是杨先生意在提醒国内理论物理界注意，其实国内更早就已经注意到了。（三）70年代初尼克松访华后，美国物理学会代表团访华，团长是著名理论物理学家 Goldberg，Goldberg 要作学术报告，并且说他报告的内容不是自己的工作，而是能代表美国理论物理水平的一项工作。为了显示国内水平不低，听众最好知道这项工作，这样才不至于在听报告时显得闭塞或水平低，为此在胡宁先生的组织下，大家调研了那个时期粒子理论的研究工作，猜了几篇论文大家先学习，这几篇里就有温伯格的那篇弱电统一的文章。结果 Goldberg 报告的就是这个工作。（四）首尔有个物理学家李钟铋，做学生时曾与我合作（宋熙星教授的学生），他将温伯格《最终理论之梦》译成韩文，为此温伯格出机票请了他去奥斯汀访问。（五）温伯格说伽利略的斜面实验就是伽利略那个时代的大型强子对撞机。我们的高中物理教学中对这个包含物理学研究方法精髓的实验不够重视。（六）我觉得在学问上格拉肖和温伯格有些类似于胡克和牛顿，前者都是有很多思想富于开创性，后者则都是理论功底深厚建立完整的体系。当然温伯格本人也很推崇牛顿。（七）温伯格是弦理论研究的支持者，在弦论研究受到一些负面看法的情况下，有一篇相关的新闻采访，采访最后是问温伯格对超弦研究的总看法，温伯格说，他想引用周恩来总理评价法国大革命的名言，即“下结论为时尚早”。

张益唐证明孪生素数定理之学术脉络

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010305bt.html (2021-03-11 02:04:53) 

和 y.q. 在办公室聊起数论的历史，我意识到张益唐其实是中国解析数论学派结出的果。

张益唐证明了关于孪生素数的一个非常重要的定理，既存在无穷多的、相差为有限值（七千万）的素数对儿。有人认为这个结果的重要性超过陈景润关于哥德巴赫猜想的工作，无论如何这是中国大陆培养的人在改革开放后取得的最重要数学结果。也有人认为它比提出 higgs 机制还重要，因为这毕竟是解决困惑人类上千年的问题（我不这么看：））。张益唐得到这个结果是在2013年，他当时是新罕布什尔大学数学系的讲师，以代数几何方面的研究博士毕业于普渡大学。可以看出，他在美国所学和解析数论关系不大。张益唐的的解析数论基础是他在北大念研究生和本科生时打下的，解析数论是他真正的兴趣所在，他的硕士导师是解析数论大家潘承彪。

中国的解析数论学派的代表人物是华罗庚。华罗庚年青时受到杨武之的指点，学习研究解析数论；后来在这个领域得到很多很好的结果，成为真正世界一流的大家；以其大师的眼光，他更培养了一批人，如陈景润。这个学派是真正世界一流水平的，这个群体里的很多人在中国都是知名度很高的，这进而又影响了新一代年青人。潘承彪的老师闵嗣鹤是华罗庚在解析数论方面的早期合作者，深受华罗庚影响（闵嗣鹤也是陈景润1+2论文的审稿人）。

张益唐当然是极优秀的的数学家，我这里仅是说其学术传承。至于他说如果在中国，他不可能做出这项工作，那是指其它方面，比如科研文化等。

dna的发现标志着生物学的结束

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010304u3.html (2021-01-23 10:46:18) 

在达尔文提出进化论以后，特别是1954年发现脱氧核糖核酸（dna）双螺旋结构之后，生物学基本问题的研究基本上就结束了。至于相关的基本大问题，即大脑和意识，不能算是纯粹的生物学问题。

说“21世纪是生物学的世纪”是指应用。其实21世纪是20世纪两大科学发现——量子力学和分子生物学的应用的世纪，也就是说是材料科学和生物技术的世纪而已。这些技术应用对人类文明当然是最重要的方面，但并不是指基础科学研究未来就是生物学的。

这几百年的科学发展表明，基础问题的重大突破会导致某个方向的大发展，但是突破在什么方向上、什么时间，则是不可预期的。

论人才

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010304b6.html (2020-12-21 13:04:50) 

n 流的人，靠其自己，只能发现 n-1 流的人，最多如此。他/她们知道 n-2流的人是听 n-1流的人说的，否则他/她们可能会把 n-2流的人当成 n+1流的。当然对科学研究而言，最终是文章、工作决定几流。

有个笑话，说某数学家报告时发现有个在他以前别处相同报告时中间离场的人在认真听，问原因，答曰看见 witten 在念他的文章。

双夸克（diquark）

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010300ow.html (2020-01-08 03:57:47) 

双夸克（diquark）是在强子内部由两个夸克构成的客体，这两个夸克由于强相互作用结合的较为紧密，其大小要比普通的强子小很多，可以近似被看成一个粒子。

双夸克目前还是一个模型假设，并不能从量子色动力学推导出来。但是随着实验上得到关于强子的数据越来越多，双夸克这个理论假设可以描述一些强子的性质，因而显出合理性。

在没有深入完整地理解量子色动力学理论的非微扰方面的情况下，物理学家用一些合理的模型和假设来描述强子，比如夸克模型。双夸克的概念是在夸克模型的框架里提出的。

在夸克模型中，介子是由正反两个夸克构成的，重子是由三个夸克构成的。因为强子是色中性的，而正反夸克，或三个夸克，都可以构成色中性组合，从而描述强子。在此逻辑下，可以设想由更多的夸克构成的强子，只要这些夸克构成色单态。比如由两正两反夸克构成的四夸克强子态。特别是注意到，由两个正夸克构成的态的色量子数可以和一个反夸克一样，而且这两个夸克相互吸引可能在强子内部形成一个紧致的客体。这样的客体就叫双夸克。两个反夸克亦然，可以构成色量子数和一个正夸克一样的色组态。夸克模型原则上允许正反双夸克构成强子，这是一种四夸克态。比如 σ、κ、双夸克（diquark）(980) 和 双夸克（diquark）(980) 粒子都可以很好地用正反双夸克这样的四夸克态来描述。

对于在重强子内部的重夸克来说，两个重夸克也可以设想为构成一个双夸克。这时两个重夸克之间可以由色库仑相互作用而有较强的相互吸引，形成较紧致的双夸克。因此两个重夸克构成的双夸克比两个轻夸克构成的双夸克更为自然。

物理学诞生的一个条件

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102zyu1.html (2019-09-20 18:01:20) 

一个文明中要产生经典物理学，必须先认识到地球是圆的。

古希腊学者根据月全食观测首先认识到地球是圆的。可惜中国古代学者没有发现地球是圆的。虽然浑天说说地球如鸡蛋，但是这并没有被当真，中国古代仍然是认为地是平的。

如果还认为地球是平的，就不可能想到日心说。

在千年之后，哥白尼提出了日心说，这个学说更简单的描述了对天体运行的观测，但是他的学说遇到的一个大问题是，为什么我们跳起来落下时还在原地，而不是落在后面？为什么我们感觉不到它在绕太阳动？那时的人们承认一个上千年以来的看法：物体会倾向于静止。而这一点又和地球是宇宙中心静止不动的（当时的）宇宙学观点自然吻合。在日心说提出后，自然就有上面一段里人们提出的问题。相信日心说的伽利略认真思考了这个问题，他提出的解决方案是一个革命性的新思想：物体想要保持的是匀速直线运动状态，而不（一定）是静止。这就回答了上面的问题。为此，他设计了抛光的斜面实验，证实了这个新想法，这就是惯性定律！

这个惯性定律是牛顿力学的第一个基础，即牛顿第一定律。仅仅从牛顿力学的自身看，这自然是重要的，但这是后话，伽利略不可能知道这一点。而且毕竟古代中国也有过类似的观察和看法，但并未从中得出什么。但是如果把惯性定律的背景看成是日心说所要求的，这才是它的重要性所在。

所以，日心说是经典力学的根源。从别的角度，很难产生系统的经典力学。其实，经典力学的主要内容就是万有引力定律，就是研究星体运动的。

将来碰见外星人，可以问问它们怎样发现经典力学的，应该也是从日（它们的太阳）心说为起点的，而其前提是在更早的时间里先发现它们居住的星球是圆的。

锦屏地下实验室是怎么发现的？

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102zxao.html (2019-07-22 00:02:12) 

锦屏地下实验室正在进行的寻找暗物质实验已经达到和世界最先进水平一致了，正在计划之中的无中微子双β衰变实验也许会有更重要科学的发现。锦屏已经是世界知名的，中国最好最主要的，地下实验室，是基本粒子物理实验的重要地点之一。

这个地方可以用来做地下实验室，是谁发现想到的？是一个很有趣的故事。答案是胡红波。物理学家胡红波是高能所的研究员，他做基本粒子物理实验。胡红波用网络搜索发现了锦屏。

本世纪初，基本粒子物理学家中的有识之士们经常在讨论中国也应该有自己的地下实验室，深度地下做粒子物理实验可以屏蔽掉宇宙线背景，这是现在粒子物理实验所要求的环境。记得理论所庆承瑞先生那时就谈起考察北京小汤山附近的以前的空军防空基地用做地下实验室；衣阿华州立大学杨炳麟教授来北京访问时也在热情呼吁在中国找这样一个地方；那时王贻芳刚回国也对之有兴趣。当时大家主要是关注中微子方面的物理实验，但是找过的地方都不合适。

2005年夏，ucla 的实验物理学家王汉国教授来中国开会时问起国内同行是否有兴趣做实验寻找 wimp 暗物质，这也需要地下实验室。出于兴趣，胡红波马上开始网络搜寻合适的实验地点，他搜寻了各种大山的地理条件，他主要搜寻的方向是大山下面的隧道，因为利用山中已有隧道再向旁边和下方挖一些就可以建地下实验室。他找到两条隧道：一是锦屏；二是秦岭隧道。锦屏埋深两千多米，秦岭埋深一千五百米。他选择了深入研究锦屏，问锦屏隧道的工程技术负责人要到地质资料。胡红波将其搜寻结果报告给了相关感兴趣的实验家们，确认锦屏是中国合适的地下实验室地点。

之后的故事就是大家都知道了这个地方，就不多写了。在工程技术人员和科学家的巨大努力下，锦屏的中国地下实验室开始建设。

于敏先生是国内的最厉害的物理学家

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102zrnh.html (2019-01-16 23:23:00) 

今天于敏先生去世。他是中国氢弹的主要设计人。他是大家公认的有真本事的人。有人说一个国家的氢弹设计者一般就是这个国家最好的物理学家，（而且中国的氢弹和美国、前苏联的是不一样的）。一位老教授对我讲他认为他认识的中国前三名理论物理学家里排第一的肯定是于敏。传说于敏在九院作报告时男女老幼家属们知道了都去听，别人没有这个“待遇”，因为人们想看这位研究人员们口中的第一号牛人。

听过他一次发言，强调中国要把核武器小型化做得更好。

他不仅是中国最杰出的理论物理学家，他也是中国的民族英雄。

纪念段一士先生

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102xvo7.html (2016-12-23 00:36:00) 

段一士先生是兰大物理系，特别是兰大理论物理的象征，他的逝世让人难过，因此写下对段先生的纪念。

段先生在广义相对论和规范场理论方面都有自己深入、独特、高水平的研究。他在广义相对论中的对能量守恒定律的研究被写进了广义相对论的教科书，他在规范场理论的研究上，他和葛墨林老师提出的规范势分解，是这个方向的首创，受到广泛关注。

段一士先生在理论物理的研究工作上很有自己的品味，能力超强。总体感觉上我对他研究的体会是他追求基本性，深刻性，总有一种数学上的美感，或许这种品味定义了优秀的理论物理学家。前两天有一篇流传很广的科普文章，谈论物理研究中用到的数学，作者说虽然诺特定理是理论物理中的重要方面，但是在实际上其实没有人研究它。看到后我就想起段先生关于广义守恒定律方面的工作，他就是在研究推广诺特定理这样基本的问题啊。他这方面的工作写在他编著的《量子场论》里，我们在大学四年级时跟辛明德老师学习量子场论，他就是讲授段先生的这本教材。

在兰大的大学物理学习阶段，我竟然听到了段先生给本科生讲的《电动力学》的前面一部分。那时段先生是不给本科生讲课的，但那次是他临时替代在国外的葛老师讲电动力学前面一部分。念研究生时期，我正好赶上段先生开《微分几何》课程，这门课他连讲了两个学期，每周四整个下午，他是从点集拓扑、代数拓扑，再讲到微分拓扑和微分几何的，后来他又讲了共形场论，拓扑流等专门课题。他的课深入浅出，语言简练，逻辑特别简洁清晰，和他的研究工作一样极富特点，从中我学到很多东西。

段先生培养出了很多理论物理方面的人才，他们中的很多人成为物理学或其它领域的佼佼者。在兰大学习时甚至离开兰州以后，我常从和他们的请教讨论交流中受益很多。在整个兰大物理系的教学建设上，长期担任系主任的段一士先生定下了并坚持了兰大物理重教学，教学重基础的基调，这对奠定兰大物理系的风格和水平起了重要作用。

作为学生，这些年每回兰州我都要拜访段先生黄先生，去听段先生讲他年青时的故事，听他对一些问题的看法，并享受他请大家一起吃饭。在抗战时期，还是少年的他上了航校要加入空军抗击日本的侵略。在文革时期，他研究成功了如何打穿苏联坦克的钢板，等等。从不经意的聊天中我还是能从中感觉到他个人的独特风格，这和他在教学和研究中所展现的一致。另外，段先生对我一直很关心和支持，令我特别感动。

最早我知道段先生大约是70年代末在兰州上高中时，那时有同学会聊起一、两位兰州的世界知名的传奇科学家，说杨振宁来兰大如何称赞段一士的研究，段先生如何因为世界一流的工作破格提升为教授。我对这些传说故事印象极深，因为那时我已经开始对物理，特别是理论物理感兴趣了。在报考大学时，在各校于兰州的招生简章里，最吸引我的就是兰大理论物理专业，主要因为那里有非常有水平的段一士先生。那时他是我心中的英雄。

今天他依然是我心中的英雄。

基本粒子物理的盛宴真的结束了

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102xk88.html (2016-08-13 02:10:23) 

迄今最高能的物理实验——在欧洲核子中心（cern）的大型强子对撞机（lhc）上的实验——于2016年8月的国际高能物理大会上报告了他们在13 tev 能量（相当于一次对撞凭空产生13000个质子的能量）取得的实验数据的分析结果，粒子物理的标准模型理论异常地好的符合实验！！主流理论预期的超对称没有！其它新物理也没有！

这件事是应该记下留念的，这几乎就是人类对微观世界的最终科学认识结果，起码在下一个一千年以内（如果没有新的加速技术的话）。这个结果是我2005年以来一直预言的（见我博客的其它帖）。即使建造更高一些能量的实验，我仍然认为在该实验所达能量下没有超对称，没有新物理。我也因此预期国际上不会再建新的加速器对撞机（无物理目标且太花钱，当然，中国要造它或有另外的目的）。

怎么理解暗物质和中微子质量呢？只要引入相关的物理不改变标准模型理论就行，比如轴子之于暗物质，跷跷板机制之于中微子。

另外还有两点，（一）寻找和超对称相关的暗物质直接探测实验 xenon，lux 和熊猫—x 等最为灵敏的实验相继给出零结果！这同样是我一直预言的。这些实验结果和 lhc 上的实验结果是相互支持的。（二）按照标准模型理论的测量参数，我们所处的宇宙是亚稳的，真的真空基态在极端高能——比 lhc 的能量高8个量级，所以我们即使未来有技术，也不能做那样极高能量的对撞机，那会把我们的宇宙搞到真的真空去，瞬间人类地球就没了。

这是科学有史以来第一次一个最重要的研究方向走到终点，这个方向曾不断深入探寻自然的微观物理，从分子原子，一直小到电子夸克中微子，发现了很多最重要的物理，如量子力学、量子场论等。谨慎引用一句话，

the party is almost really over. 

牛顿做出经典力学体系的过程

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102xdoe.html (2016-06-19 03:20:01) 

牛顿在1686年完成的伟大著作《自然哲学的数学原理》标志经典力学体系的建立。它的主要内容，包括万有引力定律，应该是在1680年以后做出的，并不是通常宣传的在《原理》发表二十年前就做出的。没有理由如此重大的发现二十年都不发表。（这二十年他主要精力是在神学和炼金术。）

真正原因是在1680年以前，牛顿有诸多错误的认识。（一）在1665-1666年（所谓他的奇迹年），牛顿认为月亮绕地球转受到退离中心的力“离心力”，是某种涡旋把月亮固定在其轨道上。他从圆周运动得到了该离心力是与距离平方成反比的。所以即使那时有苹果砸到他头上，他也不可能把地面上重力和那个离心力联到一起。这也就是说那时他不会有万有引力的概念。（这个错误也说明圆周运动和直线运动的分析有质的区别，矢量不是平凡的概念。）（二）在1680年以前，牛顿认为重力是不随距离而变化的。所以他算出月亮受到的离心力大小是其重力的四千分之一，因为他算月亮受的重力（如果有的话）用了地面的重力加速度。

罗伯特.胡克在1674年发表《试证地球运动》，定性上正确地理解了行星运动，文中没有离心力的说法，提出轨道运动是物体在向心力作用下的结果。这里近似万有引力的概念才出现。1679年胡克写信给牛顿，说了自己的思想，并进一步推测引力和距离平方成反比，因为这可以理解开普勒的定理。这之后，牛顿迅速接受了胡克所谈的观念，认识到“万有引力”。

然后，这方面研究的长期积累包括失败和挫折，使得牛顿的天才大爆发，经过数年全神贯注的工作，澄清以前的概念思想，用缜密的逻辑，提出三大运动定律、万有引力定律，证明了行星运动的椭圆轨道，等等。

理解真空（暗）能量或宇宙常数时引出的几个问题

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102xbrg.html (2016-06-06 17:05:15) 

考虑宇宙常数，或通常说的真空能量。其实这是能量密度。在场论拉氏量里，经典的情形，能量-动量张量中，真空能部分是一个常数（量）乘以度规（在广义相对论中也即宇宙常数）。在平直时空中，不考虑广义相对论。现在变换参考系，做洛仑兹转动。从能量-动量张量来考虑，真空能不会有什么变化，因为度规对洛仑兹变换是协变的，在新的参考系对真空能的描述是和旧参考系一样的。

可是，如果看真空能量本身，而不是像上面一样看密度，情况似乎不一样了。场的能量和动量由标准做法得出：即对能量-动量张量的（00）分量和（0i）分量做三维空间积分后，分别得到场的能量和动量。这时问题来了，还是做洛仑兹变换，如果在旧参考系中得到真空能不是零，而真空动量是零，那么在新的参考系中就会得到真空动量不是零！这个结果肯定是荒谬的，也和上面用能量-动量张量得到的矛盾。

如何理解这个问题？我觉得这是因为场的能量和动量不一定是洛仑兹4-矢量所致，所以上面的第二种做法是错误的。这个理由有点违反感觉，但场的能量和动量是否构成洛伦兹4-矢量并没有真正的证明，最起码在场论教科书上没说。以电磁场为例，我用其能量和动量的明显表达式在不同参考系中计算，我证明不出来它们构成4-矢量（有知道需要什么具体假设怎么证明的请告诉我）。在杰克逊的《经典电动力学》（第二版）第十二章10节，他讲述电磁场的能量和动量后说，对无源的场是构成4-矢量的，但一般的场它们不构成4-矢量，并留有习题12.15。该书的《解题指导》（by 奚定平，深圳大学学报）给出该题的证明。

要证明经典场的能量和动量构成4-矢量，首先需要前提是场是无源的，也即能-动张量对时空坐标的偏微分为零。这样可以利用四维散度定理将四维体积分化为一个三维闭合的超曲面积分。其次要假设场在足够远处为零。这样在四维时空中的超曲面积分可以简化为两个不同时刻的对三维空间的积分，从而得到一个不随时间变化的守恒量，这个守恒量类似于电荷，在洛伦兹变换下应该是平凡的。这样我们才能理解场的能量和动量是洛伦兹4-矢量。而宇宙常数是不满足第二个假设的。

第二个问题来自量子场对真空能的贡献。在用量子场论计算真空能量-动量张量，我得不到它正比于度规。这出乎我的意料！当然我们都知道，这类问题不影响量子场论的核心内容，即微扰计算。因为手续上我们取了正规乘积，把真空这部分的能量-动量张量取为零了；或者说基态能量对物理没有作用（除了引力）。

进而，我还是找到了更有趣的：如果再算费米子的真空能量-动量张量的量子贡献，得到的也不是正比于度规。但是，算得的每一项都和玻色子的反号。也就是说，如果有超对称，真空能就是零。大家都知道关于这个，zumino 早就给出过一个更为抽象的证明。我也就是说超对称量子场论才贡献正比于度规的真空能，虽然是平凡地，而普通量子场论不行。这是不是说明超对称是真的啊？

超对称是破缺的，这时真空能-动量张量除了正比度规的部分，还多出（00）分量，我猜这个多出来的部分可以归结为新的引力作用，这更像是修改引力？和暗物质有关？

感谢 h.b，r.g，l.y，l.w，h.q 的问题和讨论！

发现青蒿素的关键

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102x1yy.html (2016-03-25 03:42:54) 

发现青蒿素的关键人物里当然有屠呦呦，但还应该包括余亚纲。

       去年的诺贝尔奖授予屠呦呦，表彰她在发现青蒿素方面的关键作用，特别是她用乙醚提取青蒿素。这是新中国首次得奖（文科奖不算，一律算成负的），其意义怎么估也不过分，应该说仅次于李政道和杨振宁的首次华人得奖之意义。有趣的是这项工作充满着现代中国印记，科学，中医药，文革，女性，毛主席周总理，集体。

       1969年北京中药所接受了疟疾防治研究任务，参加人员包括屠呦呦和余亚纲等，屠呦呦为组长。这种小组是协作性质的，每个人其实是独立的研究者。他们从古代医书上和从民间医方中寻找有疗效的中药，再用现代化学手段提取相关化学成分。一开始屠呦呦总结了一本小册子，内含六百多个方子，其中有一个方子是青蒿，来自民间。但是她在筛选的药物中没有青蒿。70年余亚纲为缩减研究范围，重新查阅中医文献，特别是《疟疾专辑》（上海中医文献研究馆，65年），锁定了不多的几种药物做筛选，其中包括青蒿（植物黄花蒿）。这个专辑文献包括了东晋时期的《肘后方》对青蒿的记载：“绞取汁，尽服之”。然后余亚纲和军科院的顾国明用水和酒精分别提取青蒿的化学成分。余亚纲他们发现用酒精提取青蒿，是有很强的治疟效果（可达90%），然后他就准备用乙醚提取了。这都是70年5月以前的事。很可惜的是，当年9月余亚纲被调出疟疾研究组，去研究气管炎了，国家启动了气管炎研究，气管炎是当时很常见的病而且毛泽东患有气管炎。余亚纲把自己的研究结果汇报转交给了屠呦呦，但这个结果并未上报，也没有得到重视。之后这项研究停顿了数月。71年10月屠呦呦成功地用乙醚提取了治疟效果100%的青蒿素。

       为什么余亚纲和屠呦呦都能想到用乙醚提取青蒿素？因为这并非是很原创的想法，那是老一代药学家研制定下的从中药中提取有关化学成分的标准程序，即先用水煎，不行就用沸点低的酒精，再不行就用乙醚（沸点35度）。老一代药学家提出的乙醚提取中药化学成分的方法，可能是受到古代医书记载用凉水绞汁的启发，但对后来的人而言，想到用乙醚提取已经不是难事了。

       在青蒿素成药的过程中，还有一些人有重要作用。推荐屠呦呦得奖的美国科学家说，但凡有诺贝尔奖有集体奖，他首先推荐发现青蒿素为集体奖。如同世界冠军足球队，屠呦呦是其中射门的明星。

       另外几个感想：一. 新中国建国后是培养了人的，出了很不少科技成果，而且有的是在文革时期，两弹一星、牛胰岛素，青蒿素，于敏，屠呦呦，陈景润，袁隆平，王选，钟南山，王永志，等等，等等。二. 再也不会有人讥讽杨振宁说二十年内中国会得诺贝尔奖了。三. 屠呦呦的诺贝尔演讲值得一看，自信，自豪，谨慎，大气。

（笑话之五）找超对称

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102wzm4.html (2016-03-08 21:06:46) 

超对称是传说中的美女，有高人画出了她大概的样子，她的样子能满足很多人的愿望和幻想，人们拿着这个画像在满世界找她。我的贡献就是在画像上加了一撇胡子/::D。但最近我仔细一看发现这张画像是张飞！全是胡子！！谁画了那么多？！！

评论一下最近的所谓发现外尔费米子

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102wm7b.html (2015-11-19 01:08:46) 

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评论一下最近的所谓发现外尔费米子 　　

作者：dir 　　

    最近中科院物理所研究人员和其国外合作者在凝聚态材料中发现零质量的电 子，这个测量结果是有意义的。但是，他们宣传说这是首次发现了外尔（weyl） 费米子。这个说法是错误的。 　　

    电子在高速运动的情况下，由狄拉克（dirac）方程所描述，是一个有质量， 自旋为1/2的费米子。外尔指出假如电子质量取为零，那么狄拉克方程所描述的 费米子可以简化为两个独立的分量，分别是左手和右手的。这种无质量的左手的， 或者右手的，费米子被叫为外尔费米子。 　　

    外尔费米子在粒子物理中几十年前就已经被发现了，那就是中微子。中微子 几乎是零质量，非常轻。但有人会说：“中微子不是有一点点质量么？那它就不 是外尔费米子。”这个看法是不对的。从标准的量子场论看，中微子本质上就是 外尔的，左手的，只是混进了一点点重的右手分量而已。本质上几乎是外尔的就 是中微子质量很小的原因。何况实验上不可能测量出绝对的零，凝聚态材料里测 量出的质量只是小于测量精度而已。这一点也不会好于中微子的情况。更何况， 中微子有三种，有一种还完全可以就是零质量的。 　　

    在一定实验条件下，即使是带电的费米子也可以看成是所谓外尔的在粒子物 理中比比皆是，通常说到的手征对称性出现就是指这个事儿。在 lhc 上实验的 误差范围内，真空中的电子也应该能看成是外尔的。但是准确地说，这种情形下 的带电费米子不应该叫成外尔的，而应该叫成零质量的狄拉克费米子。一般来说， 由于量子反常，纯粹左手（或右手）电子的电动力学理论其实是不能存在的，但 是同时含有左手和右手电子的理论则是自恰的，因为左右手电子的量子反常抵消 了。 　　

    物理所有关人的宣传、最近编辑写的英文维基百科“fermion”（费米子） 词条、和文小刚前两天发的文章《中微子质量之谜是通向新发现的窗口》源于他 们有一些概念上的错误。他们认为费米子分类为三种，狄拉克的，马约拉纳 （majorana）的，和外尔的。哪里有这样的分类？！外尔费米子就是零质量的马 约拉纳费米子。（马约拉纳费米子定义为由左手外尔费米子和其反粒子构成。） 可能猛一看有人不同意，会说马约拉纳费米子自己是自己的反粒子，而外尔费米 子是可以带电的啊。没错，一般来说，质量非零的马约拉纳费米子是中性的，不 能带电的，但是如果它是零质量的，就会出现手征对称性，这时它的左手分量和 右手分量可以分别赋予相反的电荷。即它就完全等价于一个外尔费米子。（没有 这样的理解，你就会错误的认为只要中微子有一点点质量，无论多么小，它就完 全不是外尔的。）所以费米子不是狄拉克的就是马约拉纳的，不存在所谓外尔的 这个新品种。 　　

    我在这里顺便多说一点儿中微子。今年的诺贝尔物理学奖授予中微子振荡之 发现，这意味着有中微子质量不是零。但是，很多人都说中微子质量不为零和宇 称不守恒是矛盾的。这不是一个正确的看法。李政道和杨振宁提出的宇称不守恒 是指参与弱相互作用的费米子，包括中微子，是左手的。但这并不一定意味着， 中微子只有左手分量，没有右手分量，因而是绝对无质量的。其实没有必要这样 看来理解宇称不守恒。宇称不守恒的重要意义在于基本费米子都要用二分量的有 手征性的外尔旋量来描写。你完全可以假设中微子也有右手分量，如同电子，只 要这个右手分量不参与弱相互作用就行。这样中微子就可以有质量，而不和宇称 不守恒矛盾。这是现代量子场论的理解。在粒子物理的标准模型理论中，中微子 恰好是无质量的左手外尔费米子，而且理论无量子反常，这当然和实验观测很符 合，中微子振荡所揭示的一点点质量只不过是说可能存在右手中微子，它本身的 马约拉纳质量非常非常大，在对应这个质量的能量标度上，新物理一定会出现。 　　

    由上面我说的这些可见，物理所和相关人士对其发现所谓外尔费米子的拔高 宣传是基于对量子场论基本概念的错误理解，也没有搞懂中微子的情况。这种概 念上混乱的说法相当于有人发现某种新的生物，但他声称发现了新的物种，其实 那个新的生物并不是新物种，只是他没有搞清楚物种的定义而已。

(XYS20151019)

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什么是科学？什么是物理学？什么是理论物理学？

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102w9bs.html (2015-08-23 02:30:37)  

（一）科学

       科学是认识事物的一种方法，这种方法的核心是：实验是检验认识正确与否的唯一标准。这一点我在前面的帖子里说过多次，当然也是现代科学认可的定义。那么什么是科学知识呢？那就是用这种科学方法得到的知识。比如万有引力定律。现代科学，即用实验推进对事物认识的方法，开始于伽利略。人的纯粹思辨的能力是极为有限的，完全会使人们走向或停留在错误的认知上，因此只有做实验才有可能约束、指引人们去得到正确的认识，新的认识又要被进一步的实验检验。这个方法开启了近代科学革命，有时伽利略也被说成是近代科学之父。人们从那时起才逐步得到了物理学、化学、生物学等系统的知识。

       其实人们用所谓纯粹思辨的方法得到的知识，如欧几里得几何学，或者数学公理、逻辑本身，其实也是来自经验，即也是实证的学问，只不过这种经验是正确的，经得起检验的。而人们的更多的经验直觉是错误的，比如上千年的时间里人们都以为物体在不受力的时候，倾向于静止状态。

       有时人们会争论谁是排名第一最伟大的科学家，是牛顿还是爱因斯坦？我觉得是伽利略，因为是方法是更重要的，有了实证方法，总有人会发现牛顿的东西。知识是死的，方法是活的。做个极端的假设，如果人类文明毁灭了科学知识都丢失了，但有一部分人活下来，那么他们用实证的方法，最终还会把丢失的科学知识重建起来。在其他星球上如果有高级文明的话，那里也应该出现过类似伽利略的外星人，标志其科学文明的产生。

       科学，即 science，在古希腊原意是知识，自然科学在古代就是关于自然界的知识。但是现代科学已经不是那么宽泛的定义，它是有所特指的，指的是已经用实验验证的知识，而且我认为它更强调得到知识的方法。科学研究的内容也是指能用实验检验的学问。

       科学还有更全面的定义，但那都并不是最实质性的。比如波普尔定义科学要求可证伪性。我觉得这个定义是针对那些跟科学捣乱的人的，如某些哲学家，或某些搞宗教迷信的人。

       科学的实证精神已经深入发展到人类生活的诸多方面，比如刑警破案，司法上一定要求取得证据。再如从事和社会相关工作的人也很强调社会实践。

（二）物理学

       物理学是实证科学的一个分支，它的特点是研究自然现象背后的数学结构。注意这里的数学并不是数学家意义上的数学，而是物理学家意义上的数学。比如万有引力的平方反比定律，包括欧几里得几何以及有关微积分的运用；麦克斯韦方程，及其相关的场概念的数学；广义相对论之于黎曼几何；规范对称性之于基本粒子物理，还有可能存在的超对称性，等等。复杂现象背后是否有简单的数学规律，或者说有某种漂亮的数学物理结构？找到现象背后的数学规律就是物理学研究要做的事情。

       和大家熟悉的不同，我不从研究对象定义学科。我认为学科的分类、定义来自该学科的研究特点。这样你就很好理解化学是一门实证科学的分支，但它不是物理，不属于物理。如果按照研究对象分类，化学、生物都属于物之理，即物理，特别是化学，研究原子分子，那不就是一二百年前的基本粒子物理么？为什么化学一直就是化学？原因就是化学的研究特点在于道尔顿的原子论，即原子是不变的，变化的是分子结构，即原子的不同组合，物质的性质由分子决定。化学研究基本没有数学，主要就是在原子论的框架下从实验中归纳知识。当然随着物理学的发展，在有了量子力学以后，化学的某些方面和物理学有了交集，但那只是化学的一小部分。

       物理学虽然以发现现象背后的数学规律为目的，但要做到这一点，实验研究是不能没有的，新实验会告诉我们旧理论完全没有预期到的结果，从而指引人们走向更加深入的研究。

       物理学家有很多名言，如费曼说科学最精华的知识是物质是由原子构成的，但我最欣赏的是伽利略的这句话，即自然界是用数学语言书写的。

（三）理论物理学

       理论物理学是物理学理论研究方面最核心、最精华的部分。物理学的发展使得人们对自然的认识走向越来越小的尺度，理论也展现出概念上和数学上越来越统一、简洁，这使得物理学里最基本、最前沿的理论研究成为专门的学科。因此不同的时代，理论物理研究的具体内容有所不同。现在它包含粒子物理（量子场论），引力（广义相对论）和宇宙学。具体来说既有对中微子、暗物质的理论研究，也有关于超对称、超弦的研究，还有黑洞和宇宙暴涨等等。

       除了基本性，理论物理学还有普适性和重要性。普适性是说物理学许多完全不同的研究方向都可能会用到的，比如统计物理，还有凝聚态物理之于量子场论，凝聚态物理现象会展现出简单漂亮的数学物理结构。重要性是指重要的问题，如果将来意识与脑的研究需要数学模型或物理理论的研究，这就属于重要的事情，是理论物理应该发展的研究内容。

       有人认为，理论物理学还应该包括有活跃性。这一点我很怀疑。所谓活跃性是指热门研究，比如以前流行的混沌研究，当下流行的量子通讯研究等。并不是任何物理学的理论研究都叫理论物理学，光学理论、量子化学理论就不算。普林斯顿的 institute 就没有这些研究内容。

        一个号称是基础理论研究的研究中心，都应该有上述我说的关于粒子物理和引力等基本物理的研究，即使这些研究进展缓慢甚至停滞不前。因为没有基本性方面的研究的研究所是没有必要存在的，没有基本性的理论研究不成为一个学科。

       最后说一下，好的理论物理研究论文必须包含漂亮的数学。你找到某种规律，但无法用数学表达，那你研究的就不算是物理，最起码不是好的物理。

怀念董学恕老师

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102w0k4.html (2015-06-03 02:39:06) 

董学恕老师是教我高中数学的老师，非常令人尊敬，对我们影响很深。他的逝世让我们很难过。

78年我们刚入附中高中时，董老师在教别的班。几个月后，他改任我们班的数学老师直到我们毕业。董老师的数学课讲的公认的好（据说是全省最好的），课上还不时和我们开玩笑。毕业后我虽然常想起他，也知道他调动工作，后来退休，但并未联系和看望。

2006年左右，在自己的事情逐渐稳定后，我才再见到董老师，那是一次我们班同学的难忘聚会，大家特别高兴。老师依然是精神很好，身体硬朗。从那以后我就和他保持联系，每年都和老师和师母聚会，有时在北京，有时在深圳，有时在兰州。他是我们的良师益友，常说师生是同一个战壕里的战友。在我生病时，董老师隔一段时间就来电话问，很让我感动。后来董老师和师母搬到惠州去住了，他约我有时间去他的别墅小住，可惜一直未能成行。老师的书法很好，这或许可以从他漂亮的板书看出，我向他求过一幅字，是岳飞的《满江红》。去年12月董老师得病以来，他一直在和病魔斗争，年初在北京做了一次很大的手术。

在和他以往的聊天之中，我了解到董老师的一些故事。他年青时由于出身问题，没能被他理想中的大学录取，只能学习他不想学的师范，在那个革命的年代，这是他的个人不幸。但是在艰难的不顺的环境里，他依然成为杰出的人，一代名师，用他的言传身教深远影响着学生们。还有，董老师不仅教学，他还曾经进行过数学研究，他参与的是由中科院数学所牵头的一项研究。这可见董老师的数学水平不仅来自深入的理解，还有研究心得。我想这也是他教的好的原因之一。

下面我说一说董老师对我的影响较大的方面。

董老师数学教的非常之好，课讲的特别清楚，还很有激情。这极大地帮助了我。进附中一开始我在数学学习上遇到困难，加上之前的初中学习不扎实，常有问题不会。自从董老师来了以后，在他的教导之下，我越来越明白，乃至最后高考时数学是我分数最好的一科，记得有一道关于椭圆切线的题我还是用他课外教我们的微分求导数做的（那时高中不学微积分）。在毕业多年后头一次见到董老师时，我对他说象我这种学生是最应该感谢他的，因为那种天生数学很好的学生（在我们班有好几位）不真需要他，她/他们无论遇到什么老师总能学得很好，而我是那种只有遇到他才逐渐入门开朗的。

董老师对我另一个重要影响是他的讲课方式，就是如何把你的想法表达给别人。小时候我总是很担心长大后当老师，因为我不敢在班上发言，当众更是不知怎样说话。所以在听董老师精彩的数学课的同时，我还在琢磨他的讲课方法，以备万一。我终于体会到他用的是一种直觉的方法，就是用尽可能简单形象的语言，把关键的思想说出来，然后再展开论述。后来我果然当了老师，在演讲和讲课时，我就是用这种直觉的方法表达我想要说的。后来我又进一步问董老师这一点，他微笑首肯。

我们都会记得董老师耿直善良的为人，开朗幽默的性格，还有他有时的任性。

很幸运，在求学开始的路上遇到了董老师，我永远感激他对我的教育。后来的人，学生们，只有更加努力做出有意义有影响的事情和工作，才是对逝去的老师最好的纪念。

电影《星际穿越》里的五维黑洞

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102vhzk.html (2014-12-25 01:38:42) 

在下架前两天才看了电影《星际穿越》，我觉得下面一点被大多影评忽略。

在黑洞内部，比如 schwarzschild 解，时间反转为空间，可以设想在黑洞内部对应黑洞外时间的那一维度上，人可以挑选不同的位置去看到外部不同的时刻，如电影中所演，而要看到外部所有地方，还需要第五维。

另外，从高维空间看，我们四维世界是一个膜，只有引力才能在不同维度传递信息。这是 large extra dimension 的节奏，来自超弦框架。

（笑话之四）找霍金签名

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102vhm5.html (2014-12-22 17:26:36) 

听说霍金要来北京，一个学理论物理的霍金崇拜者就想到要霍金签名。为此他买了一本霍金的书，去了霍金的演讲会场。坐下后听了一半才意识到，霍金怎么可能签名呢？！ 另外，带去的那本书还是盗版的！

陆埮老师的书《宇宙》

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102vgzl.html (2014-12-19 01:04:25) 

陆埮老师写过好几本的科普书，对很多人都有影响。我学习粒子宇宙学真正入门的书就是陆老师所写的《宇宙--物理学的最大研究对象》。之前学过广义相对论的课程，在课上最后一部分是粒子宇宙学，那时我也看了温伯格的《最初三分钟》。但是学完，看完，粒子宇宙学部分就忘记了，说明没有真正懂。后来看陆老师的那本书，看后我却全理解了。

粒子宇宙学，是指宇宙暴涨之后重新加热，变为一锅基本粒子热汤时开始（宇宙年龄约为1秒），到氦元素形成（宇宙年龄约为3分钟）为止，这段时间内的物理。

其实陆老师这本小册子与其说是科普，不如说就是一部粒子宇宙学的简明教材。学习了这本书之后，我重新看《最初三分钟》和国内关于这方面标准的教材，全都清楚了。写得这么明白，这说明，在国内的粒子宇宙学方面，陆埮的头脑是最清晰的。

张纯如，是一位物理学家的女儿

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102vg4f.html (2014-12-13 23:49:15) 

张纯如，《南京大屠杀》的作者，她的父亲是物理学家。她父亲叫张绍进，是著名的华人理论物理学家，研究统计物理，哈佛大学博士，退休前是美国伊利诺易大学香滨分校教授。有次我问来访的炳麟老师，张绍进最近做什么，他说他们夫妇都在整理张纯如留下的手稿，继续女儿未完成事。

（笑话之三）李可染的画“核子重如牛，对撞生新态”的含义

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102vg19.html (2014-12-13 15:25:22) 

带一女友去清华的全聚德吃烤鸭，想起附近有一雕塑，吃完就带她去看。该雕塑是按照李可染的国画“核子重如牛，对撞生新态”，由其夫人所做。该画是李可染根据李政道先生介绍的对撞机物理而为李先生作的，画的是两个对顶的牛，用两个有份量的牛来形容核子之重。当时我试着用相对论加量子力学来给朋友解释这个艺术作品的含义。我说完，这个傻女人说：“你说的我都听不懂，我觉得这两头牛一个是李政道，一个是杨振宁。”

物理学和佛一毛钱关系也没有

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80102uxhv.html (2014-07-14 02:14:23) 

自从使用微信以来，常有朋友转来或问询关于物理学和佛教关系的许多文章，那些文章谬论连篇，说现代物理学印证了佛教说法。特别是看到某中科院院士也在宣扬这种谬论，我实在忍无可忍，批判一下这些谬论。

物理学是实证科学的一个分支，其本质特点是用数学描述经验现象并预言新的现象。自从伽利略牛顿以来，物理学有很多发展，比如，第一个大成就应该说是万有引力定律。念过高中物理的人都知道万有引力定律的数学公式，这个定律精确地描述太阳系内行星及其卫星的运动，它曾预言海王星的存在，发射人造卫星也离不开对万有引力定律的应用。在这之后，物理学的重大成就有关于电磁和光的麦克斯韦方程，爱因斯坦的相对论，量子力学，李政道-杨振宁的宇称不守恒，粒子物理学标准模型。这些新的发展总会引入新的概念，新的观念有时会改变旧的观念，甚至会和直觉经验不一致。但是，它们并没有真正神秘的地方，每一个新的物理内容都有确切的涵义，精确的数学描述，具有高度的可计算性和可实验验证性，就像万有引力定律一样。

佛教，和其它合理宗教类似，是回答个人对生死、永生、生命意义等问题的叩问的。佛教解答这些问题的本质核心内容是对“我”这个概念或自我意识这个现象的思辨理解 。释迦牟尼把“我”理解为如下五大感觉或心理感觉的综合：色受想行识，空化了“我”，并在此基础上提出生命、自我意识轮回的理论，即生命虽然不断消亡和产生，但“我”是永远存在的，只不过从一个生命主体变到另一个生命主体。当你认识感悟到这一点，你就知道别人和你是本质关联的，同情和爱由此而生。可以看出，这种佛教是指向人心、指向个人的，它不是关于宇宙的理论。它和物理学应该是不搭嘎的。任何合理宗教都应该尽量避开可以用科学方法研究的领域，否则就会出现矛盾，自讨苦吃。如基督教旧约创世纪之于生物进化论。爱因斯坦说佛教是合理的宗教原因就在于此。

可是，大家谈论的，在中国流行的，并不是释迦牟尼原来的理论，而是所谓大乘佛教。大乘佛教是一种被篡改的佛教，它把原始佛教从心理学层次改为本体论层次。大乘佛教认为存在“空”这种本体的东西，现象世界是“空”的表象，它甚至把行善积德的“德”也看作一种可以积累的物质性的东西，等等。从此也可以看出，为什么小乘佛教被说成注重个人修行，而大乘自认是普渡众生，因为前者是个人心理感悟，后者说有客观的佛性。大乘佛教的一个发展方向就是彻底否认客观现象，认为一切现象，乃至修行的方式本身，都是心生的幻象，堕落成极端的相对主义和主观唯心主义，这就是禅宗。除了糊涂懒人，大奸大恶之人、日本战犯、中国汉奸后来都喜欢信禅宗，因为这种宗教抹杀好坏、自欺欺人，刚杀完人，都可以成佛。

既然大乘佛教是关于宇宙的一种理论，它就不可避免地要从科学知识中寻求的支持，因为科学才是真正研究客观世界的。不仅如此，就其宗教本性，它还想说大乘佛教是高明于科学的。微信上流行的这些宣扬大乘佛教之文章，是不懂物理的人道听途说一些现代物理学的内容后的胡乱发挥。比如，用相对论说明大乘佛教的相对主义，时间空间是幻觉，把光作参照系，说中国美国其实是一个地方。可是懂物理的人都知道，时间空间是实在的，其相对性是有确切数学涵义的，是相对于牛顿的所谓绝对时空观而言的，相对论和大乘的相对主义完全没有关系；光也是不能作参照系的。还有微信里说量子力学说明色空，物质可以无中生有，能量是无形的不是物质，等等。可是懂量子场论的人都知道，虽然每种粒子可以产生和湮灭，但能量是守恒的，有相互作用的粒子之间可以互相转换，在转换过程中，能量都是有承载粒子的。哪里会真的无中生有？类似于上面说的明显的低级错误，甚至谎言，在那些微信文章中到处都是，简直不值一驳。不仅在大陆，在台湾也有类似情况，我访问台北时，曾夜里看过几个佛教频道，电视里也是胡乱解说科学用以佐证佛教。南怀瑾也有类似的胡扯。

更需要批判的是朱清时这个所谓院士。朱清时院士有个报告说超弦理论，以及粒子物理量子场论印证了佛教，说物理学家千辛万苦攀上科学巅峰时，发现佛教大师已在顶上等他们好几千年了。这是让人吃惊的胡话。我惊异于中国没有物理学家正式批评过他，到是方舟子曾批判他把迷信和科学混为一谈。超弦理论是一个正在研究之中的关于引力量子化的理论框架，没有得到过任何实验验证，理论上目前也还不是完整的。而且朱清时教授并不研究超弦理论，也不研究粒子物理量子场论，他到是早年 w-g 时批过相对论。其实他对弦理论、粒子物理的了解十分浅表，这些名词在他那里只不过是个忽悠听众的幌子，他想要联系的就是佛教所谓“性空”，如果没有弦论，他也可以用别的科学理论来联系佛教，这类联系如果不是由于他歪曲理解的话，就是他在生拉硬扯。另外他说出相对论告诉人们物质不能看作是实体这样的奇谈怪论，因为质量在随速度变化。那你用静止质量不就行了，那是相对论不变的啊。质量不守恒你用能量动量守恒不就行了？他怎么就又得出唯物主义哲学出问题了呢？如此糊涂之人竟然是院士！顺便说一下，有这样从来没有想清楚过问题的人在南方科大作校长，这个学校能办好才怪。当然中国还有比他更糊涂更自以为是的院士。

有些佛教徒也会说佛教具有可实证性，像科学一样。这也完全是误导。求佛成了，你会说佛显灵了，不成，就说你心不诚。科学当然不是这样。科学理论不仅具有可证实性，也具有可证伪性，后者是科学理论区别于其它宗教、哲学的关键。这一点哲学家波普尔早有论述。一个好的科学理论一定有新的、判定性的预言，进一步的实验会看这些新预言是否为真，如果新预言未被看到，则此理论被否定。以上面提到的万有引力定律为例，人们用它计算天王星运行轨道，预言一定存在海王星。假如海王星不存在，那么万有引力定律就是错误的。其实科学研究中充满着科学家们试图解决问题的各种理论假说，它们绝大部分都被后来实验否定了，留下来的被实验证实的理论就成为科学知识。但是，宗教理论则不然，在任何情形下它都能自圆其说，绝无确切的预言，因而不具备可证伪性，谈论这样理论的可证实性是无意义的。

发展到近几百年，人们才找到认识世界的一个真正的好方法，那就是科学，那就是用实验来检验认识的对错，进而推进认识。科学方法在认识自然、宇宙方面展现出强大的能力，取得巨大的成功。这反过来也说明之前过去几千年人类纯粹的思辨方法是多么的有限。大乘佛教也好，道家或其它哲学也罢，在科学文明出现之前，都对宇宙有一些初级的、其实是来自经验的认识，虽然有正确成份，但远远到达不了万有引力定律的档次，更不必说电磁理论、量子力学了。可是如果你说佛教是认识巅峰，那我就要较真：你能从大乘佛经中得到万有引力定律吗？你能不能说出一件事是物理学现在还不知道的，从而给正在迷茫中的基本物理学一个方向？而不是在科学做出新进展之后，无能的你来马后炮。

现在这些利用物理学宣扬佛教的人，不仅他们没有学懂物理知识，更一般地讲，是他们都不真知道什么是物理学。这些人以为物理学的本质是一些用嘴说的哲学观点，这样的认识导致他们才会把物理学和大乘佛教哲学联系起来。其实，物理理论都是以很漂亮的数学结构作为其真正核心内容的，其它的，为了说明这个结构的观点阐述都是辅助性的。万有引力定律就是很好的例子。正因为如此，应用物理学知识，人们可以发射人造卫星，发明手机，互联网。大乘佛教的那些关于宇宙的模模糊糊、似是而非的说法能用来做什么？

我在以上解释佛教理论时，基本没有用传统佛教语言，而是用自己的语言谈论其思辨逻辑本质，也没有提及佛教中世俗化迷信的部分。

怀念钱先生

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80101ijcs.html (2014-06-23 23:48:57) 

钱伯初教授是我十分崇敬，对我们影响很深的老师。他的逝世让我们很难过。写下这些话以纪念钱先生。

我们兰大物理人十分有幸能够听到先生的《量子力学》课，他独特的教授方式能让我们迅速、深入地理解这门知识，对我们少走弯路有很大帮助。我们也都记得他课上教我们量纲分析法，记得他的幽默，我们也能感受到他独特的性格和高洁的人品。

我个人和钱先生有过几次接触。记得我做硕士论文碰到问题，那是我对夸克禁闭和量子力学无穷深势井关系的一个想法，我直接找了钱先生讨论。讨论结尾时，钱先生对我鼓励了一番，我很高兴。还有一次是好几年前参加学校为钱先生和汪先生的祝寿会议。在从会场到宴会的路上，我和钱先生走在一起聊天。他问了粒子物理的研究进展，并对我说了如下的话：在他年青时，大家都觉得违反量子力学、相对论的实验即将出现，物理学新的革命即将来临，可是几十年过去了，量子力学依然被实验越来越精确的验证。他觉得不可思议。我把他的这个有趣的经验常常讲给年轻的研究生听。

在我的工作和学习中，听钱先生《量子力学》课的笔记至今还会翻出用到，一直放在手边。他作为作者之一的《量子力学习题精选与解剖》也是我在量子力学解析计算方面参考的权威资料。 我们深深怀念钱先生！永远感谢钱先生！

7 kev sterile 中微子作为温暗物质

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80101gwu4.html (2014-03-15 15:57:26) 

最近的天体物理 x 射线观测（xmn-newton）在星系团及星系看到约为3.5 kev 的光谱线峰，此谱线不能用已知的原子跃迁来解释。这可以被解释成一个质量为7 kev 的温暗物质粒子二体衰变，其中一个衰变产物是光子。如果这个暗物质粒子是所谓 sterile 中微子，并且和标准模型中微子有一点儿混合，就不仅可以有需要的衰变，也有合适的丰度，并成为温暗物质。

进一步了解可参看（需要翻墙）：

http://resonaances.blogspot.com/2014/02/signal-of-neutrino-dark-matter.html

为什么会有这样的中微子？需要研究和解释。我仍不信这是真的新物理。 关于 sterile 中微子我以前有个帖： http://m.blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010008kk.html#page=2

预言未来的诺贝尔奖（关于理论物理的）

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80101gv4e.html (2014-03-12 10:00:59) 

去年的诺贝尔物理奖给了 higgs 机制的提出者，这是我在2009年预言过的。请注意我预言的不仅是得奖人，更主要的是我预言了是在2013年（知道为什么？）。更早时，我在97年预言特胡夫特要得奖，当时没有人赞同我，说他的工作没有新物理。在99年以后，我预言 nambu 要得奖，也几乎无人赞同我，说时机已过。另外，我认为 km 得奖是不用说的，明摆着的不必预言，他们的 cp 破坏机制预言了第三代！虽然他们不是大家，其实希格斯他们也不是大家。另外 cabbibo 本来也不该得奖，因为他的工作和 cp 破坏没有直接关系。

鉴于已上成功，我进而做如下预言（还会有人不相信的）：

（一）witten 和 adler（阿德勒） 会因为对量子场论的数学一致性的研究在2019年前后得奖。大多数人想不到这个组合，因为他们说 witten 的工作只是数学。其实 witten 得奖是诺贝尔奖的荣誉。如果只说反常得奖，那么无法摆平杰克•斯坦伯格。

（二）霍金会因为对黑洞的研究在2016年得奖。做粒子物理的人往往低看霍金，认为他的名声来自其残疾。其实霍金的工作是意义深远的，能在万有引力上做出好工作说明了他很牛。

（三）guth（古思）和 linde（林德）会因为对宇宙暴涨的研究得奖。他们有可能和霍金一起得奖，前提是有进一步的观测确立暴涨。不过，暴涨子的质量在十的十三次方 gev，彻底用实验检验它现在是做不到的。

在已上三项工作获奖之后，如果 axion 被看到（存疑），也会得奖。除此以外，一千年内不会再有从事所谓基础物理理论的人获奖，因为没有新东西了。

再过一千年，如果那时人们能达到十的十二次方 gev 能量，超对称会被发现。所以，有人会因为发现超对称在3014年得奖。

现在中学物理教科书关于液体内部压强的教法是误导人的

https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80101gtf1.html (2014-03-09 12:59:31) 

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　　现在中学物理教科书关于液体内部压强的教法是误导人的

　　作者：dir

　　近来辅导初中生物理，发现现在中学物理教科书中液体内部压强的概念的讲法是有问题的。北师大版的教科书（人教版的类似）是这样说的，液体内部压强是由于重力造成液体内部挤压所致；然后接受一个实验事实：在水平方向上液体各处的压强相等；最后推导出液体内部压强公式。

　　液体内部压强是由于重力造成这种说法是误导学生的，如果不是完全错误的话。误导之处在于：没有重力，液体内部就没有压强。这容易让学生以为液体压强是重力的副产品。如果是这样，帕斯卡裂捅实验现象就很不好理解：桶内压强怎么会大于桶底对地面的压强呢？后者应该是重力的总结果啊。当然，实际上要用水平方向压强相等来理解这件事。但是这样的理解并不真正令人清晰。另外教材对液体压强公式的理解也有问题，虽然不是实质性的。

　　我认为现在教科书中的讲法看上去简单实用，却漏掉了本质。

　　液体内部有压强是指在液体内部的任何一处都可以有挤压，其中每一小块儿液体的表面都受到一定的压力。这里讨论的液体是所谓理想的液体，即它可以不费力就能形变、没有粘滞性、不可压缩。实际液体的性质和此偏离不远，其实水就很接近理想的状况。考虑静止的液体。由于上述性质，静止液体内部某一点受到来自各个方向的压强，且这些压强都相等。中学教科书关于这一点是用测量结果来讲的。这没有问题，因为依靠液体的性质来推理有些抽象，也不必要。

　　关键是液体内部的压强是怎样产生的？只要你有法子挤压液体，液体内部就会产生压强。比如一个密封的水桶，上面开一个小孔，桶里盛满水。你可以从小孔用嘴往里吹；也可以加一个活塞往里推压该活塞。这都可以让液体内部产生压强，不一定需要重力。利用重力只是产生压强一种方法。从简单的物理推论我们就知道，在不考虑重力时，静止液体内部每一点的压强都相等。以上面的密封水桶为例，当在小孔处对液体施加一个压强时，液体内部每一点都会产生相等的压强。

　　液体内部压强的等值传递是液体压强的本质，也是压强概念对液体状态描述有用的原因。重复一遍，当你在液体表面施加一个压强时，静止液体内部的每一点都产生一个相等的压强。这也叫做帕斯卡定律。水压机就是利用这个性质工作的。也正是压强相等传递这个性质给出水压机省力不省功的结论。

　　但是这些关于液体内部压强的物理概念和重力没有关系。利用重力只是产生压强的一种方法。在实际情形下，我们总是在有重力的环境里生活。在有重力的环境里，简单的物理分析就让我们知道，在液体内部高度相差为 h 的两个液面上的压强差为：液体密度 乘以 重力加速度 乘以 高度h。

　　如果在上面的水桶的小孔处密封地连接一根水管，水管可以任意细，但要足够高。在管中加满水后，水桶破裂了。这就是帕斯卡裂桶实验。该实验令人惊奇之处不在于液体压强和液面的高度相关，而在于压强的等值传递，从而效果被放大。当然，功是相等的，并没有放大。

　　现在中学教材这一部分一直没讲清楚可以这样理解。对于基本的物理来说，液体及其内部压强并不是一个重要课题，从事基础物理研究和教学的人未必都对它有深入的理解，而教科书往往就是从事基础物理教学的人编写的。我想真正研究液体物理应用的人，如液压专家，就不会这样教液体内部压强。我在重新理解液体内部压强时参考了《费曼物理学讲义》第二卷40-1章节。上面我的有些话说的并不严格，但是真正懂的人应该不会产生歧义理解。

　　总结一下，液体压强的本质特性是：（一）和重力没有本质联系，（二）等值传递。这两点现在中学课本均未讲或未讲透。建议修改教科书中液体压强的内容，主要讲帕斯卡定律和水压机，把考虑重力的情况作为一个特例。

(XYS20130707)

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y(4260), z(3900), x(3872)

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80101awxe.html (2013-04-17 23:15:28)  

the recent discovery of bes at bepc can be understood by using 4-quark states:   

y(4260) is composed of (cs, c-bar s-bar);

z(3900) is (cq, c-bar q-bar), where q stands for up or down quark, qq-bar forms an isospin triplet;

then x(3872) is (cq, c-bar q-bar), where qq-bar forms an isospin singlet. 

mass differences:

m(y4260) - m(z3900) = 2 m_s, (so m_s =180),

m(z3900) - m(x3872) = 30, which is just the isospin triplet-singlet splitting. 

being an isospin triplet, z(3900) can decay into j/psi and a pion. 

it is predicted there exist states (4080), charmonia with strangeness:

(4080) is (cq, c-bar s-bar) or (cs, c-bar q-bar),

it will decay into j/psi and a kaon.  is it the recent discovered y(4140)? 

for bottom systems, by taking m_b - m_c = 3400, we predict

(bs, b-bar s-bar), mass is 11060;

(bq, b-bar s-bar), mass is 10880;

(bq, b-bar q-bar) w/ isospin triplet, mass is 10700,

it should be the experimentally z_b(10650);

(bq, b-bar q-bar) w/ isospin singlet, mass is 10672,

the real value maybe lower, like 10620 or lower. 

 a theory point: 

in a four-quark system, there exists the heavy quark spin symmetry.  QQ-bar is expected to have spin-1.   

further predictions,

y(4260) mainly decays to j/psi + eta, it can also decay to d_s + d_s* mesons;

x(3872) can decay to j/psi + eta;

if i call the above discovered states j/psi-like (namely QQ-bar spin-1), there maybe eta_c-like 4 quark states (QQ-bar spin-0), which are almost degenerate to the one j/psi-like.  

oringinally i thought x(3872) is a molecular state, now this seems unnecessary， as a molecular state, it is hard to understand its production rate, as k.t. always worried. 

it is really fun to do kindergarden physics! let me know my mistakes so i will make corrections.  

超对称主义（supersymmetrism, 或 susism）

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd801017str.html (2012-11-28 02:01:49)  

超对称主义，英文 supersymmetrism 或 susism，以及超对称主义者，英文 supersymmetrist 或 susist, 这都是我发明的词，呵呵。

主义通常指某种对世界的看法，这种看法或主张带有信仰的成份，主张该主义的人以该看法为行动指南。

从事科学研究的人，很少谈什么主义，因为大家都用实证的方法研究问题，一个试图解决问题想法如果实验不支持，大家就把它抛弃了，然后去研究新的想法。换句话说就是主义经常在变，等于没有主义。对于被实验证实的理论，就成为所谓科学知识，像万有引力定律。对于实验既不能肯定也不能否定的想法，主流科学家都敬而远之。

认为超对称在很高能量标度存在几乎是永远无法证实的事情。

我怀疑自己是个超对称主义者。

粒子物理标准模型正确意味着什么?---高能标超对称

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd801015jbp.html (2012-08-22 11:18:05) 

粒子物理标准模型看来是正确的，没有找到超对称之类的新物理。这几乎是包括 lhc 在内的所有粒子物理实验的结果，当然现在还有几个实验结果与标准模型有偏离。假设这些偏离的结果在将来逐渐消失，标准模型就是完全正确的。这种情况意味着什么呢?

我的看法：还是有超对称，但是超对称是高能标的。高能标是说超对称粒子（伴子）的质量是在很高的地方，比如10的12次方 gev（而目前 lhc 实验的能量是10的3次方）。

我们可以从下面的角度看这一观点。126 gev 重的 higgs 粒子是标量粒子。标量是指洛仑兹标量，这是有些难以理解的。但是如果有超对称，则不然，在超对称里，洛仑兹的标量总与自旋1/2的粒子（洛仑兹旋量）相关联，而洛仑兹旋量是洛仑兹对称性下的一个很自然的表示。我说的这一点是和超对称在什么能标破缺没有关系的，我其实只是说基本的标量场在超对称的框架里更容易被理解。这有些像早年人们相信有非阿贝尔规范对称性（杨振宁- mills 理论）会存在的理由：最起码光子作为阿贝尔规范场是已经存在的。我这样论述超对称存在当然不是严格的，也不为我所独有，很多人会有类似的看法。下面的看法才是关键。

那么电弱能标的超对称呢？我认为那是一个超对称的错误应用。可以回看一下杨振宁- mills 理论。当时杨振宁他们提出非阿贝尔规范场这个漂亮的理论框架时，马上把它应用到质子-中子和 rho 介子的相互作用上，以试图理解强相互作用，可是那时及以后都有很多实验数据都让人们抛弃了那种对强相互作用的理解，但是杨振宁- mills 理论原则本身并未被人抛弃，恰好相反，人们后来用这个理论原则建立了标准模型，把杨振宁- mills 理论分别应用在电弱理论上和夸克的相互作用上。另外一个例子是所谓弦理论，这个理论原来是用于描述介子的，但是后来用于量子引力显然更合适。

电弱能标的超对称这个错误应用一直被人们坚持了几十年，那是因为缺乏实验数据。超对称这个漂亮的理论框架应该有另外的、甚至是更好的应用，在更高的能量标度。如同很难设想在另外的宇宙里的物理学家发现杨振宁- mills 理论没有用一样，超对称的存在一定是通过它解决物理问题而显现的。不过，物理要真是如上我说的情况，那么粒子物理就快走到尽头了，因为那么高的能量是实验上无法达到的（或许还会有一些间接的证据）。不能用实验验证的学问无法前进，是停滞的学问。

（顺便说一下，如果超对称粒子的质量，除 higgs 粒子外，质量都在10的12次方 gev 时，人们容易得到对 higgs 质量的预言，即140 gev，与实验结果不符。但是这个结论依赖于一个暗含的假设，即我们所处的电弱真空是稳定的。如果我们目前所处的电弱真空是亚稳态，还会衰变到真的真空去，那么这个140会很容易地变为126。）

higgs 粒子发现了！！！

 https://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd8010143te.html (2012-07-04 23:08:08) 

higgs 粒子发现了!!!  

2012年7月4日，cms 和 atlas 实验组在 cern 宣布了 higgs 粒子的发现。虽然还不是绝对的定论，但是该新粒子十分地象标准模型中的 higgs 粒子。在我看来，这就是标准模型中的 higgs 粒子。基本粒子物理，作为科学，似乎已经走向终结。

关于 higgs 发现的意味，我将继续在我的旧帖

http://blog.sina.com.cn/s/blog_486d3cd80100ydbk.html

的更新中继续讨论。

第一次听到“超弦”就是从他的报告里

第一次听说“超弦理论”是85年在物理所听他的报告，报告后我还挤上去问了问题，后来花了不少时间精力学习超弦。几年前在所里安排一个关于数值模拟计算的报告也是他间接推荐的，用在天体物理宇宙学数值模拟。他是令人尊敬的。

我对 planck 卫星关于引力波观测的猜测

几个月之内 planck 卫星或许会发表其对暴涨时期的引力波遗迹的观测结果。我先来猜一猜：普朗克卫星将探测到暴涨时期的引力波遗迹，从而证实 chaotic 永恒暴涨模型。如果说我对140 higgs 的猜测是90%的把握的话（那个我错了），我对普朗克卫星观测到引力波的把握是80%。 和国内几位宇宙学家谈起过此事，他们都认为 planck 不会看见引力波。让我们拭目以待。