上上周，我在安娜堡的密歇根理论物理中心参加了一个为期数天的“因果律、解析性和超光速传播研讨会”。理论上，这个非常笼统的标题可以涵盖自狭义相对论发展以来，物理学家在过去一个世纪里考虑的超光速旅行的可能性及其影响的各种原因。然而，实际上，本次研讨会的设计更侧重于这些问题的一个特定子集。在过去十年左右的时间里，在理解能够驱动宇宙早期加速膨胀的模型（暴胀）的探索中，出现了一个同样甚至更复杂挑战：解释我们观测到的晚期加速时期。解决这两个问题的方法多种多样，包括提出新的质量能量来源（暴胀子、暗能量）来驱动加速的现象学建议，以及对爱因斯坦-希尔伯特作用量进行修改以允许自加速（修正引力）的类似尝试，以及在完备的物质和引力理论（如弦理论）中寻找上述任何一种现象的起源。其中一些模型遇到了相当严重的理论问题，例如“鬼场”的存在——理论中具有负动能的场，通常标志着系统存在灾难性的不稳定性。例如，在许多修正引力方法的宇宙加速模型中都会出现这种情况。但还有一个理论问题，虽然它会立即敲响警钟，但需要一些仔细的研究才能理解它在多大程度上限制了可能的模型。这正是本次研讨会的主要议题。洛伦兹不变性描述了狭义相对论所建立的对称性，也是量子场论和广义相对论的基础。这些理论取得了惊人的成功，人们倾向于认为因果律是内置的、不可侵犯的，这得益于洛伦兹不变性提供的光锥结构。这意味着信息无法从某个事件传播到任何比光速更快（即位于该事件过去光锥之外）的事件。考虑到洛伦兹不变理论的成功，我们不愿意轻易放弃它们（尽管如果有人有明智的办法可以做到这一点，那将是惊人的）。然而，对宇宙加速模型的研究所关注的是一类具有洛伦兹不变作用量的场论和引力修改，尽管如此，它们在非平凡背景下允许扰动的超光速传播。这些理论的中心例子是所谓的k-essence模型，其中拉格朗日量是标量场及其洛伦兹不变的动能项的通用函数。这些通常是高阶导数理论，我们通常的直觉不适用于它们。当背景打破洛伦兹不变性且动能项具有特定结构时，可能会出现有趣的现象。这对宇宙学、黑洞和高能物理学都产生了影响。一篇去年的论文对所有这些进行了很好的讨论。
该论文的作者都参加了本次研讨会。正如人们所预料的，超光速传播这样的现象立即引起了人们的怀疑，认为相关理论可能存在根本性的缺陷，因此，研究这些理论在经典和量子层面是否都没有内部不一致性至关重要。这正是密歇根研讨会的重点。研讨会很难办好。如果人太多、报告太多，那其实就是一次会议，会议本身可能很棒，但通常缺乏研讨会所追求的紧张的集体讨论和头脑风暴环境。如果人太少，或者愿意参与开放式、开放思想讨论的人太少，讨论就会停滞不前。我在最后一方面遇到过一些真正的灾难。但上周的研讨会恰到好处。与会者人数相对较少，但互动性很强，他们因为各种不同的原因对该主题的各个方面感兴趣，并且采用了非常不同的方法。我看到的报告（我不是整个研讨会都在）都相当不错（我特别喜欢Andrei Gruzinov的报告，非常清晰有趣），但对我来说并不是亮点。我真正喜欢的是在当天的正式议程结束后进行的长时间、广泛的讨论。特别是，我和Andrei、Cedric Deffayet、Ken Olum、Vitaly Vanchurin、Alex Vikman和Richard Woodard在黑板前进行了两个小时的讨论，既探讨了对特定理论的限制，也探讨了证明关于这些复杂系统的通用定理的可能性，这真是令人振奋。一次成功研讨会的标志不是解决了某个根本性问题，而是离开时满脑子都是想法，觉得对该主题的理解已经足够深入，不虚此行。密歇根研讨会两者皆是。事实上，我离开了，带回了三四个新想法，现在需要找时间去研究，也许还要找到合适的研究生来参与。感谢Ratindranath Akhoury和Alex Vikman组织了如此振奋人心的会议！
