第七百零八章 引力量子化的可能

没错。只见此时此刻。杨振宁和李政道推到桌子中心处的纸条上，赫然用中文写着三个相同的字：引力子。看到这个字的瞬间。黄昆的脑海中瞬间变得一片空白，仿佛大脑中的一切都被格式化了。如果不是身边的杨振宁及时扶住了他，黄昆甚至险些当众跌落到地面上。不过这也怪不了黄昆心理素质差。纵观整个物理学界，哪怕是诸如爱因斯坦、狄拉克这样的顶尖大牛不，哪怕是徐云这种后世来的穿越者，听到引力子的时候心中都平静不下来。某种意义上来说。引力子这个概念，基本上可以理解成虚无缥缈的传说。众所周知。虽然没有人能完全描述量子力学，但现代量子力学的形式体系由五个公理组成：孤立物理系统的状态可以与一个希尔伯特空间中的矢量相互关联。物理系统的可观测量与一个厄米算子对应，若系统处于一个态Φ，测量物理量A会以概率p得到A的本征值a。若系统处于一个态Φ，测量物理量A得到本征值a后，系统会瞬间塌缩至a对应的子空间。系统随时间的演化遵循薛定谔方程全同粒子的波函数是对称（玻色子）或反对称的（费米子）。在这五个公理的基础上，物理学界优化出了力场重整化的方法。也就是把几种基本作用力进行重整，找到对应的机制。在重整化理论刚提出的时候，只有电磁力可以重整化。后来随着大量优秀物理学家的努力，弱相互作用和强相互作用重整化的方法也找到了，并找到了这些理论所预言的粒子。比如说电磁相互作用的基本粒子是光子，当我们从“电磁射线枪”射出一束激光时，我们实际是在打开光子的激流，也就是最小的一束电磁力，两个电子之间通过交换光子来传递电磁力。强相互作用是胶子，例如质子带正电互相排斥，原子核之所以没有被质子拆散架，是因为强力的存在，两个夸克通过交换胶子来传递强力。弱相互作用力是W和Z玻色子，能把一种夸克变成另外一种夸克——比如一个中子里面有3个夸克，如果把其中的一个下夸克通过弱力变成上夸克，其它两个不变，那么，这个中子就会变成质子。那么按照这个逻辑，引力也应该有一种传递粒子，也就是引力子对吧？但遗憾的是。引力子的概念自从被提出的那天起，到黄昆他们聊天的这个时间段，依旧没有任何被发现的迹象，反倒是驳斥引力子存在的理论有不少。这其实是个很违和的现象：老大叫大毛，老二叫二毛，老三叫三毛，照理应该叫老四的四毛却叫金色茉莉花说实话。如果只是单纯的没有找到这种粒子，那么其实也没什么大不了的。就像老四叫做金色茉莉花其实问题不大，名字的问题而已嘛。但问题是这个金色茉莉花他又秃头又ED还有脚气，这tmd就很离谱了。而引力子呢，恰好就是这么个情况：引力子和广义相对论是相悖的。爱因斯坦经典的相对论中，引力就是时空的弯曲，不需要引力子来传递。广相也是迄今为止描述引力最成功的引力理论，没有之一。但是在广相之外，另一部分以量子力学为基础的，以基本粒子为研究对象的标准模型也发展了起来，并且是近代以来改变人类生活最大的基础理论。引力子在标准模型中是容许存在的，并且数学上已经证明了广相和标准模型不相容。所以这两个理论中至少有一个是错的，或者是不完备的。当然了。以上这几句话其实并没有看起来那么简单，实际上涉及到了度规的范畴：时空弯曲在数学上由时空的几何被一个非平直的度规gw描述，引力效应直接由这个度规决定。度规这个东西相当于一个张量场，从场论的角度就可以把这个张量场视为引力场——这就是引力=时空弯曲的含义。而在量子力学中。考虑引力场也是有量子效应的，那么度规里面就会存在量子扰动，扰动不太强的情况下可以把度规视为一个经典背景+背景上的扰动。这个扰动也是个张量场，用量子场论的方法可以给它做量子化。然后就和其他量子场一样，量子化之后能量动量取值分离的那个作为激发态的东西就是引力子。非常简单，也非常好理解。而引力子一旦被发现那乐子可就大了。“”随后黄昆深吸了一口气，表情郑重的对杨振宁问道：“老杨，你对这个推论的把握有多大？具体是怎么发现它的存在的？”“把握啊”杨振宁抬起眼皮将视线从李政道身上一掠，斟酌着说道：“比起暗物质的存在，引力子的把握肯定没有那么高，要不然我也不会把数字写在括号里头了。”“还有就是我的推导主要基于这个元强子模型的数学层面，物理方面是否能找到就得另当别论。”听闻此言。李政道也不动声色的点了点头。虽然他和杨振宁矛盾重重，但这个说法他还是认可的。毕竟他和杨振宁又不是对撞机成精，啥实验都不做就能在物理现象上发现新粒子，他们的能力再强，也只能在数学上做出一些推导罢了。也就是在微扰空间的框架内，将引力重整或者说量子化。随后杨振宁重新拿起笔，又将论文翻到了其中某一页，说道：“目前理论物理界对引力量子化最大的争议或者说难题和困惑，主要在于为什么在低能下，描述引力相互作用的算子是irrelevant的。”黄昆嗯了一声，这也是他的疑问。此时的杨振宁刚从海对面回国，说话习惯还没完全转换过来，因此在提及某些专业术语的时候不可避免的还是会有英文表述。这种做法和后世那种说两句就来一个“这不够fashion”的假洋鬼子属于两种情况，属于必然要适应调节的一个问题。irrelevant算子指的便是无关算子，根据重整化群的定义，在相应的低能标与自然截断相差很大的时候， irrelevant算子应该趋于消失才对。随后杨振宁笑了笑，对黄昆解释道：“老黄，这个问题目前的猜测有很多种，我个人的解释是irrelevant算子被普朗克能标压低了。”“普朗克能标？”黄昆闻言微微一怔，下意识问道：“怎么会和它有关系？能拿出其他证据吗？”杨振宁却笃定的打了个响指：“当然可以——老黄，你听说过五年前费米提出来的费米理论吗？”“费米理论”黄昆再次愣了几秒钟，不过这一次，他眼中的迷茫逐渐被思色所取代了。过了几秒钟。他忽然想到了什么，拿过面前的期刊翻到了其中某一页，仔细看了起来。五六分钟后。黄昆方才猛然抬起头，对杨振宁说道：“老杨，你的意思是费米相互作用中之所以会出现无关算子，是因为中间玻色子的质量不够重？”“因为如果它足够重的话，费米耦合常数就会被压低至零？”杨振宁重重点了点头。费米理论，也就是将来赫赫有名的费米液体理论。这个理论的提出者不是费米，而是那位给很多大佬评过级的朗道，提出时间则在五年前。这个模型中同样存在有一个无关算子，照理来说是无法超越路径积分做级数展开的。但它在物理现象的解释方面却又非常合理，别看它名字带着液体两个字，但实际上应用的情景早就拓展到了液体之外。于是物理学界就和后世的程序员似的，一边骂着代码在写法上有bug，一边运行起代码吃起了红利。而眼下随着元强子模型的问世以及杨振宁的提点，黄昆忽然发现在元强子模型的非微扰量子化自由度下，费米理论的这个bug其实是可以被解释开的。看着有些后知后觉的黄昆，李政道亦是轻轻的叹了口气。六六闪读 663d.com