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量子细胞场论是统一场论的关键

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henryharry2 发表于 2012-4-29 12:40:31 | 显示全部楼层

物质决定意识

 
赵峥从热力学出发认定黑洞的裸奇点假设并不成立,因为裸奇点违反热力学第三定律。其实更好的办法是根据辩证唯物主义“物质决定意识”的观点,一下子就可以排除裸奇点的存在。

其实,在量子场论中也有类似的情况,我们根据辩证唯物主义,一下子就可以排除裸电荷的存在。原因很简单,极矢量场属于信息流;质量场属于轴矢量场,属于物质流。很明显信息流不可能独立于物质流单独存在。所以自然界中凡是带有电荷的粒子都是有质量的,例如电子、介子、重子等。中间矢量玻色子也不可能没有质量,否则无需消耗能量就可以大量地生产这种粒子,它们会有宇宙中跑得到处都是,去中和宇宙中其它的相反电荷。

当然,杨-Mills规范场论认为粒子都没有质量,有质量存在会破坏规范不变性,但那是数学,并不是物理。我认为,西方的物理学家们应当增加一点辩证唯物论的知识,因为用辩证唯物论一下子就可以看出所谓裸电荷和裸奇点的观点属于一个低级错误(据说小时候受马克思影响的普里高津很赞成辩证唯物主义)。从这一点上来看,西方的科学家很像中国年轻一代的思诺克台球项手——相当复杂的球都打进之后,却经常犯下很低级的错误。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-5-30 17:50:49 | 显示全部楼层

一个让人目瞪口呆的结果

 
我们得到一个让人目瞪口呆的结果:铁磁性是广义(轴矢量)相对论的一个效应。

我们先从超导说过,我们知道Cooper对的电荷为2e、质量为2m。可是当用Ginzburg-Landau理论推导出磁通量子化后,我们发现,质量项不见了。你可以辨解说,Cooper对是微观量子化的,而磁通量子化是宏观量子化的,所以它们之间未必需要有什么必然联系。可是,如果我们坚持辩证唯物主义观点,我们发现只有用爱因斯坦的等效原理能够做到这一点。

如果我们坚持Cooper对与宏观的磁通量子化是对偶的,那就需要让算符分子上的2m,和分子上的2m互相抵消(这相当于Cooper对中的2m)。按照我们轴矢量量子化的观点,分子与分母的2m互相抵消就相当于爱因斯坦的等效原理,分子上的2m相当于引力质量,而分母上的2m相当于惯性质量。在Dirac方程中,m出现在电子自旋的分母中。另外,电子的螺旋性以与电子质量成正比的速率快速翻转(这就是所谓的颤振项)。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-6-13 10:05:45 | 显示全部楼层

等效原理

 
实际上,Ginzburg-Landau理论绕过了这个问题,他们通过认为超流密度=0来解释。但是,我们知道,在量子霍尔效应和介观物理的电导量子化中,持续电流并不等于0,所以这个问题是绕不过去的,那么应用爱因斯坦的等效原理就是唯一的解释了。实际上,我们也可以从辩证唯物主义的观点来论证这个问题。(极矢量)量子场论中认为所有粒子(包括费米子和玻色子)都不可以有质量,否则规范原理不再成立,所以制造了一个Higgs机制来解决这个问题。

但我们从辩证唯物主义出发,发现裸电荷不能够存在,如何解决这两个看起来似乎相互矛盾的要求呢?我们发现,用爱因斯坦的等效原理后矛盾就解决了。也就是说,粒子不是没有质量,而是由于应用了等效原理后,质量仿佛消失了,这样我们无需对获得实验支持的极矢量量子场论作任何改动,而加进可以处理质量的轴矢量场。

我们一直认为,当极矢量和轴矢量纠缠在一起时,会非常复杂与纠结,但实际上我们发现,大自然和我们当初设想的不太一样,当极矢量和轴矢量混在一起时,似乎仍然是泾渭分明的。你看,极矢量量子场论似乎对“神学”也有贡献,他们认为质量项不过是“臭皮囊”,人们只需要有“灵魂”(在这里明显就是指电荷以及无质量的规范场)就可以了。用我们的与辩证唯物主义关系密切的统一场论,我们可以证明:“灵魂”无法脱离物质而单独存在。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-6-13 10:28:59 | 显示全部楼层

等效原理的妙用

 
我们发现了轴矢量场的量子化采取一种最简单的方式:地球+月亮=轴矢量ψ*ψ。如果简单明了的方程恐怕也只有牛顿的F=ma和爱因斯量的E=mc平方可以与之媲美。我们要作点说明:在网页上无法表示ψ-bar这样的字符,好在我们现在将极矢量场与轴矢量场分开了,所以可以用极矢量的ψ*ψ来表示量子电动力学中的eψψ-bar算符,而用轴矢量ψ*ψ来表示轴矢量场的Hilbert空间算符,但你要知道轴矢量ψ*ψ其实是Dirac场中的手征投影算符。

我们得到一个极为简单的线性量子引力理论,并且能够解释广义相对论能够解释的一切实验现象。问题是怎样证明我们是对的?其实单从逻辑上你就知道我们肯定是对的,我们知道,Hilbert空间是线性空间,将广义相对论的非线性空间嵌入到Hilbert空间中是不会有好结果的,而我们的二次量子化后的轴矢量场空间是Girard空间,这也是一个线性张量空间,可以很自然地与二次量子化的极矢量Fock空间之间相互转换(有点类似于Bogoliubov变换)。

大自然总是简单而美丽的,同样,大自然不可能抛弃一个简单而又完美的方案转而去采纳一个复杂而丑陋的方案。但是我们仍然最好能够提供直接的实验证据,对于引力场而言,要提供实验证据很困难。好在我们发现爱因斯坦的等效原理也能够应用到凝聚态物理以及强相互作用和弱相互作用中(这是自然的,因为强相互作用和弱相互作用中的轴矢量场也很强)。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-6-13 10:59:38 | 显示全部楼层

等效原理的妙用

 
利用极矢量与轴矢量的对偶性,我们可以推导出超对称性。由于这种超对称性在数学上成立,所以无需超伴子的支持,这样可以使一大批致力于超对称研究的物理学家欢欣鼓舞。事实上,我们发现,超对称、等效原理以及原子核β衰变中的超选择定则是可以互相推导的。

我们知道,Weinberg-Salam的电弱统一理论只是负责解释粒子物理层次上的弱相互作用,而将原子核中的β衰变留给核物理学家去解释。实际上,我们发现有了超对称和等效原理等数学工具后,Weinberg-Salam模型与原子核中的β衰变可以统一处理。这里,我们首先要弄清楚V-A两个矢量中到底是哪一个引起了宇称守恒定律的极大破缺,Weinberg-Salam理论认为V是守恒的(实际上极矢量世界的物理学家都是这么认为的),是A(轴矢量)极大破缺。

实际上,到底是哪一个矢量破缺全在于你选择的是哪一个参考系。我们以电子-正电子湮灭为两个γ光子为例说明这个问题。电子-正电子要么湮灭为两个LHC(左手螺旋)态的光子,要么湮灭为两个RHC(右手螺旋)态的光子(事实上,极矢量物理对为什么总是这样没有一个合理的解释)。可是当我们从一个轴矢量场的静止参考系来看,(在数学上,这相当于让光子停下来),就会发现,这两个光子的自旋旋转方向总是相反的。问题是光子的螺旋态是按照极矢量的玻印廷矢量定义的,这样就得到螺旋性不守恒的结论,如果说我们用轴矢量的玻印廷矢量来定义螺旋性,就会发现轴矢量的螺旋性总是守恒的。因此在这个例子里,我们可以这么说,轴矢量场的螺旋性总是守恒的,是极矢量场的螺旋性遭遇到极大破缺。
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 楼主| fedora16 发表于 2012-6-14 21:05:12 | 显示全部楼层
 
云里雾里.
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henryharry2 发表于 2012-6-16 16:24:18 | 显示全部楼层

物质决定意识

 
量子场论有一个基础问题至今仍未解决:电荷为何是量子化的?Dirac发明了磁单极理论用以讨论电荷量子化问题:只要宇宙中存在一个磁单极,电荷就是量子化的(杨振宁据此发展出了纤维丛理论)。不过我们利用量子化版本的爱因斯坦的等效原理也可以推导出电荷量子化的结论。所谓量子化版本的等效原理是指M/M=1,假设M为地球的质量。我们看到,这里出现了一个无量纲的轴单极子(纯数1),这与无量纲的电荷e是一个纯数是一个道理。

既然引力的荷也是无量纲的,那么质量从哪里来呢?现在质量项已经被“襞裂”成两部分,分子上的质量项明显是指并发量子化,分母上的M是指自旋因子。我们发现真实物理世界的几何应该是平直时空与弯曲时空对偶的一种时空。现在,根据量子场论的观点,荷(电荷与引力荷)位于闵可夫斯基时空,显然它们属于绝对的平直时空。

而自旋磁矩则位于弯曲的时空中,自旋磁矩与曲率(准确地说应该是联络)互相联系。因此,必要的时候我们就可以将质量恢复出来。作为一个实例,我们要提到Alain孔涅的非对易几何导出的结果,非对易几何推导出中间矢量玻色子(W和Z)的质量是一种“磁”效应。据说,弦理论和圈量子引力中都发现了非对易几何的影子,但我们的理论是直接与非对易几何相联系的。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-6-16 16:44:43 | 显示全部楼层

物质决定意识

 
Dirac理论预言的磁单极子并不存在,但轴单极子确实存在,因为地球就是轴单极子。既然引力的荷与电荷一样是一个纯数,我们利用辩证唯物主义就可以推导出电荷是量子化的——只要带电荷的粒子是有质量的,那电荷必然是量子化的。事实上,带电的粒子——不管是费米子还是玻色子(例如中间矢量玻色子),确实都是有质量的;无质量的粒子只有三种——光子、中微子和引力子,它们确实也不带电荷。

我们用生命做一个类比,就可以更清楚地认识电荷量子化的意义。所有的生命都符合动态重正化的要求,她们有生命周期,因此所有生命的“自旋”都是1/2;另外,由于动态重正化意味着生命不仅能够跨越空间轴,还能够跨越时间轴,因此生命也符合狭义相对性原理。你看,自旋其实是一种“经典”现象。生命还带有各种各样的“荷”,例如性别,显然性别是量子化的,因为性别是一个纯数,性别这个量子数并不存储在某个特定的细胞里。既然生命与基本粒子都是量子化的,那么她们之间有什么联系和区别呢?

生命与基本粒子的共同之处是她们都符合庞加莱复现原理。但是在基本粒子世界里显然存在一个“理想国”,某些基本粒子作为一个谐振子,在符合庞加莱复现原理的同时,并不会产生额外的熵,例如质子、电子、光子、中微子等都是不会衰变的,它们都是真正“不朽的”,这体现为轻子数和重子数守恒。而虽然生命的自旋也为1/2,也符合庞加莱复现原理,但在每一个自旋(生命周期)里都伴随着额外熵的产生,现在随着人类活动的加剧,无数的动植物已经灭绝或正面临灭绝的边缘,当某种生命灭绝后,她们携带的“荷”也自然消失。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-6-18 12:08:50 | 显示全部楼层

引力与热力

 
考虑加热一团物质,例如,地狼星A与B。由于增加了热能,根据爱因斯坦的质能关系式,地狼星A和B的质量肯定要增加。可是,这种情况广义相对论却无法处理,因为广义相对论要求时空是光滑的,而我们知道,热力却是由于热涨落引起的,热运动类似于布朗运动,时空远不是光滑的。但是假如我们运用庞加莱原理,就可以看到引力与热力的精确对应关系。

有一种办法,广义相对论可以避开这个问题,那就是将由于热能而增加的质量吸收到质量本身里面。但按照这种办法处理却是不对的,考虑我们乘座一架以接近光速高速飞行的飞船,我们在飞船上“看”地狼星A和B的时候,根据广义相对论,就会发现地狼星A和B的质量增加了,但是是否因此地狼星A和B之间的牛顿引力就会增加呢?答案显然是否定的。

因此,广义相对论处理这个问题时是不对的。让我们回到爱因斯坦的等效原理,现在是指庞加莱原理,那么这个问题就迎刃而解了。按照庞加莱原理,我们的确可以将由于热力增加的质量吸收到天狼星A与B的相对运动里,与高速飞行的飞船相比,当天狼星A与B沿同一方面相对于飞船运动时,她们之间的吸引力不会增加,从而没有广义相对论导致的这个悖论。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-6-18 12:24:27 | 显示全部楼层

引力与热力

 
按照庞加莱原理,当地狼星A和B沿反平行方向相对运动时,她们的动能确实相当于由于加热引起的质量增加效应。因此,天狼星A与B之间的引力确实会增加,而且数学公式能够精确地告诉我们热效应与牛顿引力的等价关系。并且你可以看出来这里还存在一个“临界点”,当地狼星A与B之间能够构成束缚态时(为了简化处理,前面我们已经假设了地狼星A与B的质量是相等的),也就是说,只要她们之间的相对运动速度只要不超过“临界值”,不破坏她们之间的束缚态,那么由于牛顿热力和引力共同作用的效应就是一个可逆过程。

从这个例子中,你还可以看出庞加莱原理与广义相对论之间的关系。我们将静止质量构成的引力当成“引力电”效应,而将由于相对运动引起的引力增加效应归于“引力磁”效应,实际上,我们正是用“引力电”和“引力磁”效应来解释太阳的光线偏折以及水星近日点的进动现象的(当然在这一点上庞加莱原理实际上与广义相对论是相容的)。

总之,我们只要将广义相对论稍加修改(主要是去掉了闵可夫斯基的绝对时空观,庞加莱原理的效果类似于圈量子引力,将绝对时空变成了一个动力学关系网络),引力就很自然地量子化了,同样能够说明广义相对论的实验验证,另外广义相对论导致的很多悖论也自然消除了。
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