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量子对话录4

已有 2885 次阅读 2015-3-5 13:26 |系统分类:科研笔记

1.克西米尔效应不是有力地证明真空零点能的量子力学预测吗?

答:是的,但是用了2块平板建立了某种周期性约束边界,使得产生零点能的量子驻波得以出现。量子场论设想真空中充满了虚粒子云,其实是利用虚拟的粒子边界来约束空间,但是空间在数学上可以抽象分割是一回事,而在物理上分割空间区域必定涉及能量交换。量子场论利用波函数体现的粒子全同性,把实粒子与虚粒子在理论上等量齐观,导致了大量质量,电荷等物理量无穷大的困境,重整化是人为引人的数学方法,物理上代表我们要取消无限分割空间区域所消耗的能量。

     玻尔曾经在批驳爱因斯坦设想电子作为波包在空间中扩散时指出,脱离屏幕上的电子斑点来设想电子波包在空间中的扩散,纯属理论虚构。我们也可以认为,脱离克西米尔效应的实验设计,把量子力学中的真空涨落与零点能推广到几乎不存在物质的广阔真空中,也是理论虚构。量子场论就是这种热衷于混淆虚实,矫揉造作的理论怪胎。量子场论尽管吸收了狭义相对论的一些思想,但是在处理场量子化问题时,不善于构建新的时空几何来处理物理问题。狄拉克的负能真空理论,导致了真空的不稳定与无限充实;费曼把反粒子理解为时间反演的粒子,可能从数学处理上是高度简化与经济的,但是我们会反问,我们为什么不可以把微观时空搞得稍微复杂一点,把反粒子与真正的时间反演过程严格区分开来呢?也许引人恰当的微观时空,还可以利用与闵氏时空伴随的其他时空物理过程的能量交换来取消需要重整化的无穷大能量。

 

2. 如果麦克斯韦场论在原子世界有效,我们如何构建电力线与磁力线?

 

答:一个单摆量子化以后,单摆将不再连续穿过空间每一点,而是在若干个本征位置跳跃。一个用锥摆模拟的圆周或者椭圆运动,量子化以后,锥摆也是在椭圆的若干本征位置上跃迁。一个电荷的电力线,是根据它的等势面上的法线勾画的。在原子内部,原子核附近的等势面将不再连续分布,而是按照离散能谱的能级间断分布,电子在定态能级的等势面上运动时,也不再是连续曲线运动,而是在等势面上的若干本征位置间跳跃。如果我们把离散能谱的等势面上的本征位置用各种可能的虚线连接起来,就相当于把原来的电力线按照费曼路径积分的方法重新构造了。这是我的理解,正确是否,细节如何,希望大家研究讨论。

    有一种观点是我从李 斯莫林与彭罗斯的书中得到启发的,认为彭罗斯提出的自旋网络就是法拉第力线的量子化,而圈量子引力是引力场力线的量子化。不过,我注意到圈量子引力尽管把广义相对论的联络量子化,却迷失在如何回归经典广义相对论的道路上,所以经典广义相对论的引力场力线如何勾画,我目前还是不明白。

 

3. 能够用量子势理论重新理解量子场论吗?

答:波姆做过努力,数学上比流行的量子场论复杂多了。我相信,与相对论精神不一致的某种量子解释去改造量子场论,一般是误入歧途的。德布罗意的量子力学解释比较符合相对论精神,但是因为不注重量子力学与量子电动力学在概念上的沟通,很难贯彻到量子场论中。赵国求提出的康普顿物质波的直角三角形分解,以及量子力学曲率解释的各种模型,在彻底贯彻狭义相对论精神上是高度成功的,也吸收了广义相对论的某些思维方式,但还没有触及广义相对论与量子力学的核心概念冲突:简单地说,就是广义相对论最彻底贯彻的等效原理是在点的无限小领域严格成立,而试图取消质点模型的量子曲率解释,其实只能在引力不太强的范围内近似使用等效原理来理解量子现象;更头痛的是,康普顿动量的直角三角形分解,只能在广义相对论中严格限定的正交标架中使用,那些正交标架也可能是无限小的,满足不了量子力学的全域性。

 

4.量子退相干能解决测量问题吗?

答:退相干相当于把热力学中的耗散过程量子化,不可逆热力学中熵的定义以及统计力学解释是有争议的,它的量子对应物一般也有类似的遗传病。李 斯莫林指出,相信退相干解决测量问题,如同相信牛顿万有引力定律解释了引力一样幼稚可笑。爱因斯坦老早指出,我们不能利用量子力学回溯过去。我们根据退相干回溯物理系统历史,会因为全同粒子效应,会造成类似自己的祖先不可识别的问题:如果你的父亲有兄弟,母亲有姐妹,那么按照量子力学,你可能把叔父当作父亲,阿姨当作母亲,不久你的族谱就混乱了。

 

5.21世纪物理学会有重大突破吗?

 

答:不太可能,物理学的黄金时代是1900-1950,大概结束于费曼路径积分;弱电统一理论可能是黄金时代的最后绝响,不久就进入粒子玄学的繁杂而烦闷时代,以及宇宙学的缺少范式的春秋战国时代,《科学的终结》宣告了一个常规科学时代的到来。其实,看看牛顿《自然哲学之数学原理》100周年,哲学家康德发表《自然科学的形而上学基础》重新理解牛顿力学,数学家拉格朗日发表《分析力学》重新表达牛顿力学,而一知半解的学者们陷入动量,动能哪个守恒,动能如何表示等细枝末节的争论中。我认为,在相对论与量子力学建立100周年之际,从哲学上与数学上重新理解物理学黄金时代的成果可能是最有价值的,未来历史将证明,目前挑战现代物理学的各种壮举,无非暴露了我们这个时代一知半解学者们的热情献丑。相对论根基的动摇,可能还要100年,彻底被革命,可能需要150-200年。



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