Лоуренс С. Шульман | |
---|---|
Рожденный | 1941 (возраст ( 1941 )83) |
Национальность | американский |
Гражданство | Соединенные Штаты |
Известный | Мозг Больцмана Проблема измерения Стрела времени |
Научная карьера | |
Поля | Физика |
Учреждения | Университет Йешива Принстонский университет Университет Индианы (Блумингтон) Технион – Израильский технологический институт Университет Кларксона Технологический институт Джорджии |
Тезис | Интеграл по траектории для спина (1967) |
научный руководитель | Артур Уайтман |
Лоуренс С. Шульман (родился в 1941 году) — американо-израильский физик, известный своими работами по интегралам по траекториям , квантовой теории измерений и статистической механике . Он ввел топологию в интегралы по траекториям на многосвязных пространствах и внес вклад в различные области от морфологии галактик до стрелы времени .
Он родился в семье Анны и Луиса Шульман в Ньюарке, штат Нью-Джерси . Сначала он пошел в местную государственную школу, но затем перешел в более еврейски ориентированные учебные заведения, окончив Университет Йешивы в 1963 году. Еще во время учебы в колледже он женился на Клэр Фрэнглз Шерман. Из Йешивы он отправился в Принстон , где получил докторскую степень по физике за свою диссертацию (под руководством Артура Уайтмана ) Интеграл по траектории для спина .
После завершения диссертации он занял должность доцента в Индианском университете (Блумингтон) , но в 1970 году отправился в Технион — Израильский технологический институт в Хайфе по программе постдокторской стипендии НАТО .
В Технионе он принял должность доцента, но ушел из Индианы только несколько лет спустя в качестве профессора. В 1985 году он вернулся в Соединенные Штаты в качестве заведующего кафедрой физики Университета Кларксона и в конечном итоге (1988) также ушел из Техниона в качестве полного профессора. В 1991 году он покинул кафедру и с тех пор остается в Кларксоне в качестве профессора физики.
В 2013 году он провел часть творческого отпуска в Технологическом институте Джорджии и с тех пор является приглашенным профессором этого учреждения.
Вместе с Филом Сейденом из IBM он начал первые исследования рандомизированных клеточных автоматов [1], области , которая трансформировалась в теорию звездообразования в галактиках , как только к ним присоединился Умберто Джерола (астрофизик из IBM), который понял, что области звездообразования, а также модели эпидемий, можно рассматривать как случайные клеточные автоматы. [2] Помимо предоставления объяснения спиральных рукавов , эта работа в конечном итоге решила загадку того, почему карликовые галактики могут различаться по своей светимости в больших количествах. [3]
В 1981 году Шульман опубликовал «Методы и приложения интегрирования по траектории » [4], из которых многие физики узнали о интеграле по траектории Фейнмана и его многочисленных приложениях. Книга стала классикой издательства Wiley и в 2005 году вышла в издании Dover (с приложением).
После того, как Шульман доказал, что не существует бесконечного кластера для дальнего просачивания в одном измерении для достаточно малой, но ненулевой вероятности связи, [5] стало интересно, существует ли бесконечный кластер для достаточно большой вероятности связи. Вместе с Чарльзом Ньюманом, тогда из Университета Аризоны . Они использовали методы перенормировки реального пространства, чтобы доказать, что он существует. [6]
Шульман снизил свое число Эрдёша до двух, сотрудничая с Марком Кацем и другими в работе над интегралом Фейнмана по шахматной траектории , [7] [8] понимая, что частица приобретает массу только путем рассеивания, обращая ее распространение со скоростью света. Позже путь к Эрдёшу был подкреплен другим сотрудничеством, с его сыном Леонардом, чье число Эрдёша также равно единице. [9] [10]
Квантовое измерение всегда казалось оксюмороном, и в 1980-х годах Шульман придумал способ сохранить унитарную эволюцию времени, в то же время имея единственный «мир» (в смысле многомировой интерпретации ). Таким образом, измерения в квантовой механике могли давать определенные результаты. Механизмом достижения определенных результатов было использование «особых состояний», в которых чистая унитарная эволюция приводила только к одному результату, когда при отсутствии особых начальных условий было возможно множество результатов. Необходимость в этих состояниях во все времена привела к исследованию стрелы времени и детерминизма (достигнутого здесь, но таким образом, который мог бы удивить Эйнштейна , по крайней мере, по словам его соратника — и коллеги Шульмана по Техниону — Натана Розена ). [11]
Эти идеи не были приняты в основном русле физики, и сам Шульман выразил сомнения по поводу них - хотя он утверждает, что другие идеи о процессе квантового измерения еще менее правдоподобны. [12] В 1997 году работа была обобщена в книге « Стрелы времени и квантовое измерение» . [13] Несмотря на кажущуюся окончательность публикации книги, более чем десятилетие спустя были задуманы и опубликованы практические экспериментальные проверки этих идей. [14] [15]
Стрела времени , имеющая значение в проблеме измерения, стала темой сама по себе. Это восходит к попытке Шульмана понять теорию поглотителя Уилера-Фейнмана . [16] Используя похожие инструменты, он смог продемонстрировать, что две системы с противоположными стрелами времени могут сосуществовать, даже при слабом контакте между ними. [17] Также были рассмотрены другие идеи о стреле, включая вклад Томаса Голда (связывающий термодинамическую стрелу с расширением Вселенной) [18] и критику представлений Больцмана (теперь известных как Мозг Больцмана ) как формы солипсизма . [19] [20] См. критику Шульмана на стр. 154. [21]
Шульман интересовался квантовым эффектом Зенона , отклонением от экспоненциального распада на короткие промежутки времени. Он предсказал, что замедление распада, которое происходит при импульсном наблюдении, и замедление, возникающее в результате непрерывного измерения, будут отличаться в 4 раза. [22] Это было проверено на конденсатах Бозе-Эйнштейна группой в Массачусетском технологическом институте . [23]
Шульман также внес вклад в практические вопросы посредством своего сотрудничества с группой в Праге , интересующейся люминесценцией и сцинтилляторами . Впервые это было реализовано в исследовании аномального распада, вызванного торами КАМ в фазовом пространстве (и связанных с этим данных) [24] , а совсем недавно это привело к исследованиям квантового туннелирования . [25] Когда появились средства, студенты бакалавриата из Кларксона были отправлены в Прагу для работы в лабораториях оптических материалов.
Вместе с Бернаром Гаво ( Университет Париж VI ) Шульман разработал вложение стохастической динамической системы в низкоразмерное евклидово пространство , известное как «наблюдаемое представление». Это оказалось полезным во многих областях от спиновых стекол до экологии . [26] [27] [28]
В 2005 году он был удостоен стипендии Гутвиллера от Института физики сложных систем Общества Макса Планка в Дрездене . [29]
Он является отцом Леонарда Шульмана , профессора компьютерных наук в Калифорнийском технологическом институте , Линды Пармет, преподавателя иврита и креативного дизайна в школе Вебера [30] , и Дэвида Шульмана , юриста по интеллектуальной собственности в Greenberg Traurig , одной из крупнейших юридических фирм страны.