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[求助] 漫谈统一场论(1)

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henryharry2 发表于 2012-9-1 09:28:50 | 显示全部楼层

全息原理

 
我们认为用宇宙自旋来解释哈勃红移会比大爆炸理论要好,因为大爆炸理论面临一堆的问题,详情可以参见中国科大出版社的《天体物理导论》一书。大爆炸理论最大的问题就是宇宙从哪里来(上帝创造的)?又往哪里去(难道宇宙最后的下场就是变成一堆垃圾)?谁来拯救宇宙?我们的宇宙自旋理论显然没有这些问题,但宇宙自旋理论与大爆炸理论面临同一个问题,也就是我们上面叙述的最后两个问题。如果宇宙中的过程不能逆转过来,那么宇宙面临的就是所有物质最后统统变成垃圾的问题。我们认为全息原理和黑洞自旋或许能够解决问题。

由于有DNA,所有生命都是从一个细胞开始的(你可以将这看成是抽象时空与物理时空的对偶性),因此生命都遵守全息原理,这种全息原理与马德西纳的全息原理并不是一回事。除此之外,还有一种全息原理,那就是量子化的物质都遵守某种全息原理。我们称之为广义庞加莱复现原理,其基础是量子粒子的全同性。宇宙中的一个电子与另一个电子是全同的。同时,稳定的原子、原子核也遵守广义庞加莱复现原理;例如,宇宙中的一个铁56原子也和另一个铁56原子是全同的,一个铁56原子核与另一个铁56原子核也是全同的。因此,只要在基本粒子的层次上,宇宙中的过程能够逆转过来,似乎宇宙中的一切都可以轮回。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-1 09:53:38 | 显示全部楼层

全息原理

 
如果没有全息原理,多电子原子通常有几十个电子,原子核通常有几十个或几百个核子,由于庞加莱三体运动的不可解性,那么原子或原子核应该是处于一种混沌状态。而事实上,我们观察到的稳定的原子或原子核没有任何迹象显示出混沌的可能性。因此必定是全息原理起到了稳定原子或原子核的作用,实际上可以通过爱因斯坦-薛定谔对偶性推导出全息原理。

还可以从数学的角度来看待宇宙,假如我们将整个宇宙看成是一台超级的并行计算机,通常的计算机都会遇到内存耗尽的问题,我们的宇宙也有这个问题,例如太阳公公似乎就在竭力地使用宇宙的“内存”。在计算机中为了解决内存耗尽问题,需要一个垃圾收集器(例如Java虚拟机中的垃圾收集器),我们发现,在宇宙中,黑洞似乎扮演的就是垃圾收集器的角色。

就算是有了垃圾收集器,计算机仍旧难免死机的命运(例如很多网站就经常死机),通常的做法是人工重启计算机或者利用一个Watchdog重启。按照宇宙的标准模型,即大爆炸理论,我们的宇宙最终也将处于“死机”状态;假如宇宙有自旋,那么宇宙就可以是一个自治的系统,我们发现,在宇宙中扮演Watchdog角色重启宇宙(一切重头再来)的可能也是黑洞。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-1 16:12:25 | 显示全部楼层

全息原理

 
事情很有趣,我们循着与超弦理论完全不同的思路建立统一场论,却发现了与弦理论千丝万缕的联系。我们认为,弦理论之所以遇到很多问题,与沿袭了闵可夫斯基的绝对时空观有关系,事实上,闵可夫斯基的绝对时空观不仅阻碍了弦理论,同样起源于闵可夫斯基绝对时空观的广义相对论和极矢量量子场论也深受其影响。我们理论的原则是:一切都是相对的。

全息原理就是与弦理论的相似之处。我们从极矢量与轴矢量的对偶性可以推导出全息原理,这个全息原理与马德西纳的有点类似。不过,从我们的推导出发,引力显得非常“尊重”其他三种极矢量力,我们发现,引力是宏观量子化的,于是,轻子数守恒定律与重子数守恒定律实际上就是引力的全息原理。这就意谓着黑洞不会破坏重子数守恒定律,信息没有丢失。

还可以从数学上更为严格地证明这一点,薛定谔量子化是串行量子化的,后来Feynman的路径积分其实相当于“交叉语义”的量子化方法,而引力却是“真正并发”量子化的。因此路径积分与引力有同一个张量算符“∩”,只是解释不同,交叉语义将该算符映射进极矢量的内禀空间,而真正并发却将该算符映射进一个外部空间,因此引力很“尊重”其他三种力。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-4 09:50:38 | 显示全部楼层

全息原理

 
我们认为,将广义相对论外推得到引力会破坏重子数守恒定律的结论太想当然了。广义相对论只通过了弱场近似的检验,而弱引力场丝毫没有破坏重子数守恒的迹象,那么认为黑洞会破坏重子数守恒定律就是一种偷换概念的行为。当然,更好的方法应该是直接应用庞加莱原理,在弱场近似下,庞加莱原理与广义相对论等效,但庞加莱原理不会破坏重子数守恒。

算上马德西纳的全息原理,实际上存在两种全息原理,一种就是细胞生物学的DNA原理,细胞生物学中有一个中心法则:DNA→RNA→蛋白质。那么我们的全息原理中是否也存在一个类似的中心法则呢?我们发现,确实存在一个中心法则,与马德西纳的AdS/CFT(共形场论)对偶有类似的功效。在AdS(反de Sitter时空)/CFT对偶中,需要一个屏(边界)。

按照我们的方法,我们知道极矢量的荷(例如电荷或颜色荷)其实都是无穷远点;按照极矢量场与轴矢量场的对偶性,极矢量的粒子恰好构成了引力场的“以太”,而极矢量的荷恰好可以构成引力场的无穷远边界。现在我们可以理解为什么规范玻色子都是没有质量的了,因为只有无质量的玻色子才能够达到无穷远的边界,你看,与AdS/CFT对偶有异曲同工之妙。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-5 11:30:29 | 显示全部楼层

全息原理

 
我们发现大自然遵循的全息原理与马德西纳和生命的DNA都不同,马德西纳的是一种机械性较强的原理,而DNA则是信息流的原理。而电荷则同时扮演DNA和宇宙边界的角色。这与细胞生物学的中心法则倒是有点像,DNA是信息流,利于保存,而蛋白质则利于行动。

同样,电荷也是信息流,利于保存,当然,极矢量量子场论中将电荷作为Lorentz标量来对待的,我们这里换了一种角度看待电荷。另一方面,作为规范粒子的光子(或胶子)也利于行动。因此,生命的中心法则与规范场论中的最小耦合原理看起来有异曲同工之妙。因此费米子数守恒,而玻色子数不守恒(但生命中的DNA其实也是不守恒的),正如蛋白质与环境有关,玻色子也与相互作用的距离有关。

这里还有一个有趣的巧合,Riemann张量有3个指标,故有64个分量,通过对称性和反对称性能够约化成20个Ricci分量。同样,四种核甘酸有64种排列组合方式,也约化成20种氨基酸。假如这两者之间有某种内在联系,那肯定是“伟大发现”,但我们认为这纯属巧合。不过它们确实有共性,DNA与电荷同属信息流,而氨基酸应该与曲率有关。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-5 11:54:31 | 显示全部楼层

SU(2)×U(1)群

 
在Weinberg-Salam模型中,SU(2)群代表的是左手粒子的双重态。另一方面,在盖尔曼-Levy的σ模型中,SU(2)群也是手征群。可是,我们不这样认为,我们认为,SU(2)群应当代表的是轴单极子,也就是同位自旋群剩余出的轴单极子。那么,哪一种看法更接近于实际情况呢?

我们认为,σ模型中的SU(2)×SU(2)群应该是极矢量SU(2)群乘轴矢量SU(2)群,而不是左手SU(2)乘右手SU(2),这样由于轴矢量的自对偶性(你可以将这种机制看成是Nambu的对称性自发破缺机制的另一种版本),π介子可以获得质量,就不需要被实验否定的σ标量粒子来获得质量了。另一方面,极矢量SU(2)×轴矢量SU(2)的看法可以解决强CP破缺的问题,因为在SU(2)×SU(2)破缺到SU(2)×U(1)的过程中,这两个SU(2)群有一个公共的U(1)群,经过动态重正化后,U(1)问题就解决了。因此,QCD中的轴子实际上相当于轴矢量的自对偶性。

SU(2)×SU(2)局部与爱因斯坦流形同构,在弱相互作用中当SU(2)×SU(2)群破缺到SU(2)×U(1)群时,一个子群相当于Weinberg-Salam模型,另一个子群相当于GIM机制,你看,反常的问题也解决了。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-8 09:53:37 | 显示全部楼层

引力场的量子化

 
众所周知,广义相对论的引力场量子化难于上青天。实际上,跟随大自然的“走钢丝”路线,我们发现,引力场其实是很容易量子化的。引力场量子化的第一个结果,就是我们发现,黑洞有自旋,这样黑洞就非常像基本粒子。黑洞自旋的证据是天文学家们早就为我们准备好的,那就是宇宙中无处不在的喷流,只有我们的“三位一体”的理论能够解释这个现象。

由于黑洞与基本粒子之间的相似性,用动态重正化,立刻就可以联想到所有的费米子都有一个视界;存在两种视界:一个是由黑洞引起的视界,另一个是最子化引起的视界。很容易得到这个对比,经过动态重正化后,黑洞类似于量子液体,而爱因斯坦-薛定谔量子化也使被量子化的客体像量子液滴。这可以解决薛定谔理论中波包扩散的问题。

波包扩散当然是双曲几何的一种特性。当加上了爱因斯坦-薛定谔对偶性之后,相当于加上了一种椭圆几何,这种椭圆几何随时抵消波包扩散的影响,实际上,早就有人研究过这种几何,即Clifford丛(详细的情节可以参见彭罗斯著的《通往实在之路》)。我们认为,现在的量子力学认为“部分电子”之间可以相距1光年那么远有些想当然了,实际的双缝干涉实验中双缝相距都非常近(甚至是万分之几米)。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-8 10:28:21 | 显示全部楼层

引力场的量子化

 
我们关于粒子有视界的推论立刻就得到高能物理的支持,那就是夸克-胶子禁闭,很显然,用黑洞与核子之间的相似性来解释夸克-胶子禁闭是最自然、也是最简单的,很难相信这不是大自然采用的方案。另一方面,我们相信宇宙本身也有自旋,用来解释哈勃红移。当然,宇宙很复杂,所以这不是件容易的事。但这种观点已经获得了很多人的支持。目前已经有一些物理学家认为宇宙本身是一个大黑洞,原因很简单,没有任何光子可以跑出宇宙。国际上已经启动了BOOMERanG计划来验证这个观点,并已经得到一些有利的观测结果。

还有一个大快人心的消息,我们发现用“走钢丝”理论可以统一弦理论和圈量子引力。我们知道,弦理论与圈量子引力无法统一的障碍是弦理论用的是闵可夫斯基的绝对时空观,而圈量子引力用的是与背景无关的动力学关系网络。广义相对论与量子力学的冲突在于广义相对论要求光滑的时空,而量子力学中强调的是无处不在的量子涨落。

现在,在“走钢丝”理论中,这两个冲突都可以得到解决。首先,我们认为,引力场也是一种量子涨落,只是引力场的涨落是一种宏观涨落,不同于极矢量场的微观涨落。我们发现,超对称可以压制掉极矢量场的微观涨落,为引力场的宏观量子涨落提供了一个背景。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-8 11:09:04 | 显示全部楼层

引力场的量子化

 
我们看到,利用等效原理的量子表述,即爱因斯坦-薛定谔对偶性,得到的量子场论等效于弦理论的绝对背景时空。这种时空相当于|1>到|1>的跃迁,正如量子场论中|0>到|0>的跃迁一样,没有加进相互作用本身是一件很无聊的事。引力场要求步调一致,只有用超对称性将极矢量的量子涨落转换成轴矢量的宏观量子涨落后,才能够符合并发量子化的结果。我们发现,用这种方法加进的宏观量子涨落正好等价于圈量子引力,这是减除了背景场的结果。

因此,弦理论与圈量子引力是量子引力论的两个不同方面,利用平直时空与弯曲时空的对偶性可以将它们统一起来。并且,宏观量子涨落大自然自组织的表现,是一种非微扰的结果。当然,将弦理论与圈量子引力统一后,你也会发现弦理论和圈量子引力都有一个共同的问题,就是显得“小家子气”,它们都是单粒子激发解释的产物。

实际上,宇宙中的伽马射线暴一次产生的能量就可能远大于太阳100亿年产出的能量,只有并发量子化才能够解释这种极端高能现象。铁磁性也可以作为轴矢量场的一个例子,在铁磁性中自旋波要求扩展自旋与局域自旋的自旋反转过程,这相当于有一个背景场,假如我们要求磁通是量子化的,那么背景场之上的元激发就是无质量的自旋波激发。
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 楼主| henryharry2 发表于 2012-9-8 13:52:53 | 显示全部楼层

引力场的量子化

 
所谓“条条大路通罗马”,利用全息原理我们也可以理解引力场为什么要这样量子化。细胞生物学的中心法则等价于量子场论的最小耦合原理,但是杨-Mills场的量子化是非线性的,细胞生物学的中心法则却是线性的。这就表明全息原理暗示了场论除了可以像杨-Mills场那样量子化外,还有一种线性的量子化方式,我们发现,线性化的策略就等价于并发量子化。

无论实验结果如何,我们认为,能统一物理学本身就已经很有意义了。以太阳公公为例,人们普遍认为,太阳上的高能爆发事件与磁重联关系密切,磁场被“冻结”在等离子体中。爱因斯坦-薛定谔对偶性则使矢势被“冻结”,因此你可以将等效原理的量子表述看成是一种广义的规范原理。假如太阳上所有的高能事件都是磁场作用的结果,那么这两种描述是等价的。可是,假如太阳上的高能事件不全是磁场作用的结果,那么爱因斯坦-薛定谔对偶性则可以说明那些不是磁场作用的情况,原因是我们已经将有磁场和无磁场的情况统一了起来。

我们认为,用|1>到|1>的跃迁代替极矢量量子场论的|0>到|0>的跃迁有现实的意义。例如,反铁磁的基态应该不是|0>到|0>的跃迁,而是|1>到|1>的跃迁,例如微波辐照下固体也有零电阻现象,但是这种零电阻显然不是超导现象,因为此时的固体根本就是绝缘体。
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