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  • 李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长]

    李淼,1962年出生,2013年加盟中山大学,现为中山大学天文与空间科学研究院院长。 1982年毕业于北京大学天体物理专业,1984年在中国科技大学获理学硕士学位,1988年在该校获博士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学玻尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。 1990年起先后在美Santa Barbara加州大学、布朗大学任研究助理、研究助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。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。 著有《超弦史话》《越弱越暗越美丽》《<三体>中的物理学》等。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 李淼 籍贯: 中国
    民族: 汉族 国籍: 中国
    职业: 物理 毕业院校: 北京大学
    代表作品: 天体、宇宙学、黑洞、引力、Berry Phase、相互作用、弦理论、M理论、超对称规范场及其对偶理论等等。

    目录

    人物经历/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    李淼 李淼

    1982年毕业于北京大学天体物理专业,1984年在 中国科技大学获理学硕士学位,1988年在该校获博士学位。

    1989年赴丹麦哥本哈根大学波尔研究所学习,1990年获哲学博士学位。

    1990年起先后在美Santa Barbara加州大学、布朗大学任研究助理、研究助理教授,1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。

    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。International Journal of Modern Physics D编委   ,Modern Physics Letters A编委   ,中国科学G编委   ,Communications in Theoretical Physics编委   。

    2014年,为《那些年我们一起信过的谣言》写了“科学不是鸡汤,但它更有价值”的推荐序言。

    2015年10月,出版图书《想象另一种可能》,由海峡出版发行集团 鹭江出版社出版。  

    主要工作/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    (1)暗能量

    李淼等人最近建议用超颖材料模拟加速膨胀宇宙,并指出Casimir能量可能就是暗能量,至少是暗能量的一部分,前者可能用超颖材料来测量。如果他们的预言是正确的,将带来对暗能量理论的极大推动。

    (2)微波背景辐射谱和暴涨宇宙

    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,这方面的研究引起了很多同行的后续研究,前面已经提到了这些工作的影响。李淼最近还在考虑一个长弦驱动暴涨的模型,这个工作一旦完成可能会产生较大的影响。两位作者完成发表的3篇文章被他人引用了200余次.

    (3)全息暗能量模型

    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,文章发表以来受到广泛关注,许多国际和国内同行作了后续研究。作者及其合作者在这方面完成论文4篇,总引用次数已达1000次。

    (4)宇宙学矩阵模型

    如何在随着时间变化的背景之下研究弦论一直是一个没有解决的重要问题。最近,一些特别背景下的矩阵模型被提了出来,李淼等人在这方面已经完成的3篇文章,引用次数90余次。

    (5)弱引力猜想

    弦论中原则上存在多少真空,弦论能不能实现甚至“预言”粒子物理标准模型以及其中的参数数值、一些宇宙学参数?这些问题是目前弦论的中心问题。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。李淼等人的研究工作指出,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。最近,他们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。由于这些工作和弦论的唯象研究相关,可以预见,这个方向将成长为一个重要方向。

    研究领域/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    超弦中的各种非微扰效应,包括量子黑洞;时空测不准关系与超弦中的第一原理;非对易几何在超弦中的实现。

    工作成果/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长]

    相继在Liouville理论中关联函数的计算,D-brane的边界态,黑洞的量子理论,时空测不准关系和超弦中的非对易几何等方面开展研究。在1984年试图统一包括引力在内的所有基本相互作用的弦理论兴起之初,他是国内最先投入这一领域的年青人之一。二十年来,在国际学术刊物上发表了100余篇学术论文,引用总数达4500余次。内容涉及天体、宇宙学、黑洞、引力、Berry Phase、相互作用、弦理论、M理论、超对称规范场及其对偶理论等等。

    所获荣誉/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    李淼教授是国家基金委杰出青年基金获得者、中国科学院“百人计划”入选者、新世纪百千万人工程入选者。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。获南方人物周刊2011年魅力人物奖。

    论文论著/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    M. Li

    A MODEL OF HOLOGRAPHIC DARK ENERGY , Phys.Lett. B603 (2004) 1.

    Q-G Huang and M. Li

    CMB POWER SPECTRUM FROM NONCOMMUTATIVE SPACE-TIME , JHEP 0306:014,2003.

    Bin Chen, Miao Li, Feng-Li Lin

    GRAVITATIONAL RADIATION OF ROLLING TACHYON , JHEP 0211:050,2002.

    Miao Li, Yong-Shi Wu

    HOLOGRAPHY AND NONCOMMUTATIVE YANG-MILLS , Phys.Rev.Lett.84:2084-2087,2000.

    Hidetoshi Awata, Miao Li, Djordje Minic, Tamiaki Yoneya

    ON THE QUANTIZATION OF NAMBU BRACKETS, JHEP 0102:013,2001.

    Miao Li, Tamiaki Yoneya

    D PARTICLE DYNAMICS AND THE SPACE-TIME UNCERTAINTY RELATION , Phys.Rev.Lett.78:1219-1222,1997.

    Michael R. Douglas, Miao Li

    A D-BRANE REALIZATION OF N=2 SUPERYANG-MILLS THEORY IN FOUR-DIMENSIONS, hep-th/9604041.

    Miao Li

    BOUNDARY STATES OF D-BRANES AND DY STRINGS, Nucl.Phys.B460:351-361,1996.

    Mark Goulian, Miao Li

    CORRELATION FUNCTIONS IN LIOUVILLE THEORY , Phys.Rev.Lett.66:2051-2055,1991.

    Miao Li and Yong-Shi Wu 2002

    PHYSICS IN NONCOMMUTATIVE WORLD. VOL. 1: FIELD THEORIES Princeton, USA: Rinton Pr. (2002) 596 p.

    个人语录/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    一回答关于希格斯波色子产生质量的疑问

    我先给一个漫画式但通俗的解释,再给一个较严谨的解释。

    漫画式的解释:希格斯场充满真空时,就像糖浆,所有感到糖浆粘度的粒子都跑不快了。希格斯场对应的那个粒子也会感到糖浆的粘度,也跑不快了。但这确实是一个漫画式的解释,因为糖浆是耗散的,就是说粒子在其中运动会损失能量的,这和牛顿力学中的粒子不同,牛顿粒子中的粒子满足牛顿第一定律,不会损失能量。

    接着我给一个较严谨的解释。

    希格斯场在某种意义上像光子场,不止一个。光子场就是电磁场,在空间中有取向,希格斯场在一种“内部空间”有取向。当电磁场不为零时,它的取向破坏了空间的转动不变性。当希格斯场不为零时,它在内部空间的取向破坏了一种对称性。

    在标准模型中,一共有四个希格斯场。当希格斯场破坏对称性后,一个粒子在这个场中运动时,就会辐射和吸收这个场,就像带电粒子在电场中运动也会辐射和吸收电场。后者的结果是带电粒子在电场中加速,但希格斯场与电场毕竟不同,所以与希格斯场耦合的粒子辐射和吸收希格斯场的结果是变成有质量的。

    光子和产生强作用的胶子仍然保持零质量,因为它们与希格斯不直接耦合,就像不带电的粒子在电场中也不会加速。

    另外,在标准模型中,四个希格斯场都有对应的粒子,这些粒子中的三个被与希格斯场耦合的中间玻色子吃掉了,中间玻色子变重了。(更为技术的图像是,中间玻色子在吃掉希格斯场之前,每个粒子只有两个自由度,也像光子,有两个偏振。吃掉希格斯场后,每个粒子有三个自由度,这是有质量的矢量粒子的特征。)

    三个希格斯粒子被吃掉后,剩下的是一个是有质量的希格斯粒子。  

    二回答物理学家如何分类

    我同意将物理学家分成思想家和技工,但不同意思想家的技术显得一般,特别是拿玻尔做例子是不对的。玻尔后来关于量子论的文章特别是解释元素的文章显得公式少而文字多,因为这是当时量子论的特点。我读过玻尔关于毛细管实验和理论的博士论文,里面有的是解偏微分方程。当然,爱因斯坦不仅提出了爱因斯坦方程,也提供过一些严格解特别是引力波解,说明他的数学也是不得了的。当然,他们和牛顿不一样,没有在数学领域开辟出新的方向。

    据我看,物理学家的分类可以有不同的思路。一种是根据其个性,分为:1、思想家,所有大物理学家都是如此,包括实验物理学家如法拉第。2、建筑师,这是指思想虽不那么深刻,但对物理学有广泛和系统贡献的,当代的例子有Steven Weinberg。过去的如Poincare。3、一件事大师,一辈子只做了一件 了不起的事,或一系列在一个方向的事,如提出黑洞熵的Bekenstein,获得诺奖的Kabayashi和Moskawa,还有可能获得诺奖的Higgs。4、一般科学工人。

    另一种是根据其特点分类。1、物理直观,如法拉第,Heisenberg,Landau。2、数学洞察,如Dirac,杨振宁。3、两者兼备,如牛顿,爱因斯坦。

    当然,还有根据其爱好,如有的人喜欢基本问题,有的人喜欢实际问题(如应用物理),有的人喜欢数学物理。  

    三幽灵子是什么玩意

    Ghost,或鬼场、鬼子、幽灵子,其实并不存在。在对撞机中你不会撞出一个幽灵子。任何物体中也不存在幽灵子。

    那么,粒子物理学家为什么要研究它?还为之命名?

    据我所知,第一个研究这种“粒子”的人是费曼。上世纪60年代,费曼也许是第一位研究量子引力的人。在他的研究中,他发现,有时需要引入一种不存在的场,这个场的作用是在某种计算中抵消非物理的项,这些非物理的项由非物理的场的分量引起。举例来说,电磁场即光子场有四个分量,但只有两种光子,所以,有一些分量是非物理的。费曼就是用幽灵场来抵消这些非物理分量的。

    稍后,1967年(Weinberg在这一年提出电弱作用理论),前苏联人Faddeev和Popov在路径积分中更普遍地引入这种场。幽灵场看上去很高端,其实我们在多重积分中也可以遇到。例如,在一个D维多重积分中,假如被积函数只是一个变量,如径向坐标的函数,那么很多其他坐标就是多余的,我们可以用幽灵坐标抵消它们。

    幽灵场不满足Pauli自旋-统计关系。

    另外,物理学中还有一种幽灵态,也是非物理的,其几率幅是负的。幽灵态的发现更早。  

    个人博客/李淼[中山大学天文与空间科学研究院院长] 编辑

    周欣宇

    打开电脑,泡上咖啡,李淼开始“耕作”自己博客上的一亩三分地。隔两天花上几个小时更新文章,每天抽点时间回复网友留言,已经成了他的生活常态。

    李淼是中科院理论物理所的研究员。去年7月1日,他以“八卦开始”四个字启动了自己的博客生活。仅仅一年时间,总计已有15万人次访问了他的博客“闲谈物理”。

    这里,有他的最新研究和思考,有对学科内最新进展的跟踪,还有许多与物理有关或无关的闲聊。“弦论”、“暗物质”、“超对称”、“人择原理”等让人望而生畏的科学术语随处可见。

    不过,仔细看看,你会发现,李淼的博客尽管高深,却是在用一种生动有趣的口吻谈物理,并不会拒外行于千里之外。在一篇叫做《越弱越暗越美丽》的文章中,他从林黛玉弱不禁风的病态美谈起,讲的是“引力是世界上最弱的力”,而这正是他的研究心得。

    他曾用电影《大腕》中的著名台词跟学生调侃弦论研究的艰辛:“一定要选最长的文章来看……光看完引言就得一个礼拜,吓死的学生没有一百个也有五十个,有的是被命题吓的,有的是被定理吓的,你要是被引理吓的你都不好意思跟人打招呼……所以,我们做超弦的口号是,不求最好但求最长。”

    他曾想写一部《另类弦乐史》,却只完成了一个富有诗意的开头:“古时候有一个留着小胡子的人……16岁时幻想光停下来的模样,26岁顿悟时空的相对,据说那时正推婴儿车走在伯尔的一条小路上……他不懈地努力直到白发苍苍,这并没有打动他忙碌的同行,量子理论的富有,使得他们每人能够分一勺子品尝……”

    可以看到,李淼对留言基本有问必答。有时为一个问题,还会争论上几个回合。一次,一个爱好物理的中学生,问他“对用改变光速的办法取代暴涨宇宙的看法”,他用了很大的篇幅给予耐心的解答。

    博客令李淼迅速在许多陌生的学生、同行和科学爱好者中成为“明星”。有同事跟他开玩笑说,以前提起理论物理所,人们想起的是何祚庥。现在大家想起的,变成写博客的李淼了!

    像李淼这样的“科学博客”,在庞大的博客群体中,可谓凤毛麟角。

    一位周报的科学记者曾想通过浏览中国科学家的个人博客,了解他们的动态、思想和情趣。结果,他只找到两位中国科学家的博客,其一即李淼,其二为中国工程院院士、原教育部副部长韦钰。他感叹“写博客的中国科学家比大熊猫还要稀少”。

    即便在国外,情况也不乐观。据7月3日的英国《自然》杂志报道,Technorati博客搜索引擎根据之前6个月的链接站点个数进行统计,发现居于前3500名的博客中,只有5个是“科学博客”。

    这里,对“科学博客”的界定是,由在职科学家写的博客,而且必须是关于科学内容,而不是关于他家的猫或别的什么。

    排名最靠前的是美国明尼苏达大学的生物学家保罗·梅耶斯(Paul Myers)的博客,居于第179名。他是一个把专家观点转化成博客的高手,热衷于在博客上讨论自由主义和无神论,以及批判宗教对美国文化的负面影响。

    “有时我只是像在上课时做的那样概述一些基本的观点,如果像给期刊投稿那样写则肯定行不通。”他说,写博就像“开完学术会议后在酒吧聊大天”。

    排在第二至四位的是,一个叫做“熊猫的手指”的群体博客,主题是反对智能设计,反对创世论,讨论进化论问题;一位气象学家斯台方·拉姆斯托夫(Stefan Rahmstorf)的博客和5 位物理学家有关宇宙变迁的博客。

    去年9月2日,5位科学家在科学博客中排名第三的“RealClimate”中发文讨论“频频出现的台风和飓风灾难与全球变暖的气候间是否存在某种关联”。他们从刚刚席卷美国新奥尔良的飓风“卡特里娜”谈起,有作者的研究、分析、图表、注释和参考文献,最后提醒人们,全球变暖将使飓风在未来变得更加严重。文章发表后很多人参与讨论,至今总共已得到304条回应。

    排在第五位的尼克·安席斯(Nick Anthis)的博客最为传奇。今年1 月,他才刚刚开始写博,2月份就在自己的博客上,第一个揭发出美国国家航空航天局一位重要官员就自己毕业的学校撒了谎,之后一举成为“名博”。

    据报道,在《自然》杂志的报道发表当天,共有2277个网站链接了排在最前面的保罗·梅耶斯的科学博客。同一天,全世界排在首位的是“一位叫做徐静蕾的中国女演员”的博客,共有29181个链接。

    没有确切数字表明,在Technorati博客搜索引擎统计的全球4670万个博客中,有多少出自科学家之手。但一个直观的感受是,对于博客这种不同于常规的交流模式,站在科学最前沿的科学家们并不“感冒”。

    去年12月,《自然》杂志曾在“网络时代的科学”的新闻专题中,讨论过科学家与博客关系的话题。文章引用一位科学家的话说:“科学本身就是关于新的知识和技术的采纳、发现与利用,而这场网络上最大的革命却正从我们身边悄然溜过。”

    提到科学博客少的原因,李淼朗声大笑:“科学家这个行当比较传统。”“当然这是指行事方式,而不是工作内容。”

    他解释说,科学家一般发言谨慎。而且,他们往往会担心,被同行了解到自己在做什么、想什么,从而使自己在竞争中处于不利地位。

    “在许多机构里,和其他人公开讨论工作的进展是很危险的,更别说在博客里了,因为那有可能被竞争对手抢得先机。”一位生物学家抱怨说。

    在中国科学家群体中,不愿开博似乎还有更为特殊的原因。中科院高能所邢志忠教授曾在去年年初受命参加费米实验室发起的纪念世界物理年活动,在量子网站上写过一阵子博客,可惜已经曲终人散。

    在与网友告别时,他讲出了自己不得已的苦衷:“官方的有关中国高能物理的宣传和报道不需要我在这里重复;科学家们的具体事迹其实我是不能写的,既怕不妥又怕涉及了圈子内的禁忌;自己的事情好办些,但是太专业了没人感兴趣,太个人化了又容易误入歧途。”

    除此之外,一个影响科学家开博的重要因素,是在现行的评定标准中,一名科学家的工作成绩是看他在重要的学术刊物上发表了多少论文,而非他在自己的博客上发了多少帖子。

    顶级“科博”梅耶斯承认,作为一种正式的、可归档的文件,标准的科学论文是不可替代的,他们是科学家的主体工作。但是,它们是静态的,而且有较大的局限性。

    “在博客上把你的论文描述一下,等一等,总有些不同的事情发生。那些远离你平常交际圈子的人开始思索你的论文主题,他们常常会提出一些令人感兴趣的观点。”他说。

    现在在欧洲南方天文台工作的年轻科学家冯衍是这种观点的支持者,他在一篇名为《研究者BLOG的利弊》的文章中说,你把想法、学习心得写在博客上,很有可能读者中有人会帮你发现错误,别人的评论说不定会给你启发,甚至可能由此找到合作者。

    李淼以自己的亲身经历现身说法,说明博客的好处。今年1月,他在一位哈佛大学教授的博客上,了解到有关“弦论”的最新研究进展,马上让几个学生投入精力,看看是否能在这个成果基础上再进一步。学生现在已经据此发表了3篇论文。

    从阅读者的角度,李淼把博客比作文化快餐,“比麦当劳的麦辣鸡腿堡还要新潮”。他认为,读科学博客,可以让你方便地获取专门信息,就像吃快餐一样。

    更让李淼看重的是,通过博客可以和学生进行互动,在讨论中指导学生思考一些问题,并且得知他们是如何学习的。

    冯衍注意到科学博客的“公众普及”功能。他认为,一篇学术论文发表在学术期刊上,也许只有几十名甚至几名“同道”会去阅读,普通人不会因为要了解某个知识而去查阅学术期刊,但如果在博客上描述自己的研究进展,则会让你的专门知识服务于社会,为人了解,同时也让大众认识你和你的工作。比如像政治、经济、公共卫生、气象等专业,可在这方面大有作为。

    一位美国流行病学家,每天用“敬畏”的网名在他的名为“效果测量”的关于公众健康的博客上写个一到两篇短文,现在已经吸引到了各式各样的读者群。“每天大约有1500人次的访问量。”他说:“如果有人告诉我每天可以去报告厅发表点意见,并且有1500人来听,我会非常满意——1500,是很多专业杂志定数的两倍哦!”

    可惜的是,对于大多数科学家来说,博客仍然没有足够的吸引力使他们能从实际工作中稍许分心一下,这或许是科学家博客太少并引为话题的原因。

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