如何評論 「愛因斯坦的引力論錯了?新理論將有望徹底改寫物理學」 這條新聞

愛因斯坦的引力論錯了？新理論將有望徹底改寫物理學

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我覺得這個非常interesting，但是我畢竟是年輕人，不知道靠不靠譜，於是我email了Yale的professor:

Dear Prof. xxx,

xxxxxx

Dutch Physicist Erik Verlinde has post an Emergent Gravity and the Dark Universe (arXiv:1611.02269v2), where he use emergent gravity to explain dark matter. He wants to explain the recent finding that the observed correlation between the acceleration of distant stars around galaxy with that of baryonic matter in terms of apparent dark energy assigned with entanglement entropy proportional to volume rather than horizon area as in Bekenstein-Hawking formula. This means giving up the standard holography and introducing entropy proportional to volume.

To achieve this he replaces AdS with de-Sitter space with cosmic horizon expressible in terms of Hubble constant and assign it with long range entanglement since in AdS only short range entanglement is believed to be present This would give rise to an additional entropy proportional to volume rather than area. Dark energy or matter would corresponds to a thermal energy assignable to this long range entanglement.

Verlinde also introduces tensor nets as justification for the emergence of gravitation and analogy with the thermodynamics of glass involving both short range crystal structure and amorphous long range behaviour that would correspond to entanglement entropy in long scales long range structure. What"s more, the analogy with elasticity is introduced. Below Hubble scale the microscopic states do not thermalize below the horizon and display memory effects. Dark gravitational force would be analogous to elastic response due to what he calls entropy displacement.

His idea of emergent gravity confuses me a lot: it seems to make sense, but Verlinde didn"t and can"t explain how gravity or spacetime really emerges. I would like to know about your opinion about the research of emergent gravity and how the majority of physicist think about it. Plus, is it possible to use emergent gravity to explain inflation or cosmic acceleration?

What"s more, after paying more attention to Verlinde"s work, I learned about his idea of considering gravity as an entropic force(arXiv：1001.0785v1), where he considers Holographic Principle as a fundamental theory, and consider GR as an emergent phenomena. The idea is shocking to me, but there are lots of objections such as the one from Archil Kobakhidze (https://arxiv.org/abs/1108.4161).

A brief review: https://www.technologyreview.com/s/425220/experiments-show-gravity-is-not-an-emergent-phenomenon/

Should we consider this as a fatal objection of emergent gravity and Verlinde"s entropic force?

Thanks,

xxxxx

他的回復很精闢:

Dear xxxx,

xxxxx. As for Verlinde, I heard him talk at Yale a few years ago about his idea
that gravity is not a force but rather a thermodynamic effect. I didn"t find that convincing at the time and so did not look into
further. Perhaps it is interesting but it sounded like nonsense to me at the time.

Yours,

Xxxxxxx

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這新聞有點標題黨……

Verlinde引力理論確實獲得了實驗支持，在該理論中不需要引入暗物質。多年來實驗物理學家一直在致力於尋找暗物質存在的可能證據，而實驗一直得到零結果。Verlinde引力理論意味著，在宇觀尺度上，Newton和Einstein預言的引力行為將不再適用。Verlinde理論認為引力是種「誘導現象」或「層展現象」 (誘導引力)。他重新得到了「修正牛頓動力學（modified Newtonian dynamics，MOND）方程」。基於誘導效應的靈感，其他理論物理學家發展出了引力和時空的全息描述，在全息框架下，彎曲時空和其中的一切都是量子信息的幾何表示。不過自從Verlinde在arXiv貼出他的論文之後，就引起了強烈的爭論，自然很多暗物質支持者會進行反擊（此外，早先Verlinde在一篇論文中更為激進地指出不存在引力，所謂引力，是一種熵力）。不過現在斷定暗物質是否應該被剔除出物理學的框架還為時尚早，Einstein的廣義相對論仍然是對引力很好的描述。至於暗物質理論還是Verlinde理論，哪一個是正確的，還有待更多的探討，以及實驗家和理論家的努力。

有興趣可以看下這篇的報道：
https://www.quantamagazine.org/20161129-verlinde-gravity-dark-matter/

或者我直接把Verlinde在arXiv的論文貼過來好了，51頁的論文，有興趣可以下載下來看看：
https://arxiv.org/abs/1611.02269

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愛因斯坦的相對論肯定是「錯」的，就好像三百多年前牛頓的經典力學也是「錯」的一樣，其實只不過是在認識世界的道路上前進罷了。廣義相對論目前在宏觀上還是和實驗數據符合的很好的，就好像量子力學在微觀尺度上用起來得心應手一樣。當然暗物質是一個問題，如果到頭來發現暗物質和當年以太有一樣的歸宿，那當然是了不起的進步。至於說和量子力學統一起來得到「萬有理論」，完全沒從新聞里看出這一點端倪。

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hmm... 兩年前我聽我辦公室同學在黑板上說這個把引力看著宏觀熱力學效應，說得頭頭是道。他還說，他還把這個拿去問過Penrose，Penrose就問他微觀起源會是什麼，他回答可能是量子糾纏，Penrose答他說，有意思，值得去再研究研究。

當時我可是信以為真，是他PhD這幾年閑暇思考的結果。

跟我說了個預言的觀測量，具體不記得了，反正就是這一代和下一代的望眼鏡精度都不夠。

我還真尼瑪信了！一直覺得他去做quant而沒繼續做研究，就是因為要白等幾十年硬體更新不值得。

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我就在想如果這是真的，那些靠研究愛因斯坦理論拿了物理phd，該如何面對自己的過去？

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的確，很有希望，我一直都認為什麼無限大無限小都是扯淡，一切都有個度，否則宇宙大爆炸根本不可能發生。
另外前段時間，看完了格林的《宇宙的結構》，我感觸很深。我想，也許物質，時間，引力都是一種幻覺，整個宇宙都是一種幻覺。也許我們的宇宙，在宇宙外的生物看來可能只有花生米那麼大。

我覺得可能在我們的宇宙中，弦充滿了整個空間，無處不在。弦的振動形成了物質和能量。弦的振動可以大概分為兩種，一種是我們人類現在能看到和探測到的顯態，另一種是現在無法探測的隱態，隱態就像真空一樣看不見，摸不著。

人在地球上從a點移動到b點，並不是人真的到了b點，而是弦的振動從a點沿著周圍的弦一步一步傳到了b點。a點的弦傳遞振動之後就改變振動模式變成我們無法探測的隱態，而b點的弦接受了振動就從隱態變成顯態，即變成了b點的人。就像電腦遊戲里的人物一樣，它並不是真的從屏幕的a點移動到b點，而是屏幕a點和b點像素顏色改變造成的，看起來像人物在移動。當我們在夜晚看到天上那些星光，並不是真的光傳到了我們這裡，而是組成光的弦的振動波傳給了我們身邊的弦，我們身邊的弦又變成了光的樣子。所以說我們都是振動波，萬物都是波。

現在我們來說說我認為的引力，我們知道空間任何某一區域內的熵（這裡的熵是指運算能力）是有極限的，而弦的顯態比隱態花費更多的熵，像地球那麼大的振動聚合體將佔據更多的熵，那麼地球附近的其他振動聚合體將會變慢，變得遲滯，因為該區域內的大部分熵都被地球佔去了，只剩下小部分留它們。而且宇宙為了節省更多的熵（運算能力），還會逼迫小熵的物體不斷向大熵的物體靠近。

其實我也不知道我說的弦是不是現在物理界弦理論的弦，也許是，也許不是，也許最小的基本能量或者物質單位都不存在，只剩下信息和波而已，一切都是幻覺。

現在我們的世界不像古代，也不像200或者300年前那樣只有幾個或者幾十個人研究物理，現在我們有成千上萬的人研究物理喜愛物理，所以宇宙的終極理論應該早就有人想出來了，只是不知道是哪一個，因為我們的工具太落後，落後到就像用一米長的尺子去量細胞的長寬一樣。

最後說一下我一直認為鳳凰山的外星人是真的，我們有個外星混血同胞生活在外星球，就是不知道他在那邊過的可好。

因為本人文化水平只有中專程度，只是喜愛物理，不懂什麼微積分和大學數學知識，請大家把這篇文章當成科幻作品來看，勿噴。

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我水平不夠，又不是專業人士。但我相信，科學就是在無數次探討與反駁中不斷發展的，吸收權威的學說，又不迷信權威，立足於實踐，完善自己的理論，才能促進科學的發展。

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如何評論Erik P. Verlinde今天發的用Emergent Gravity解釋暗物質的文章？

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聞曉的「奇子論」將證實這種說法是正確的。

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現代／近代物理學這麼先進的科學，你了解新發現／新理論居然不是來源於 科學 之類的雜誌上面的論文而是來自新聞
Are
U
Kidding
Me?

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