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杨振宁先生高调质疑标准模型暨2014年物理学进展之APS观 精选

已有 26569 次阅读 2014-12-23 09:07 |个人分类:拾穗记|系统分类:科研笔记|关键词:杨振宁,规范场,上帝粒子,物理学进展| 杨振宁, 规范场, 上帝粒子, 物理学进展

在科学网创立“杨学”学科者谁? 土著是也。

“杨学”者,专门研究杨振宁物理思想之专门学科也。

土著目前共发表有5“杨学”博文:

1研读杨振宁先生复旦谈话记录与“杨学”之创(“杨学”第一篇)

2杨振宁先生惊人一“杨学”第二篇

3杨振宁先生论物理创造的诗性体 (“杨学”第三篇)

4杨振宁8月6日中美物理教育高层论坛上的讲话("杨学"第四篇)

5杨振宁先生高调质疑标准模型("杨学"第五篇)

(注:本文在引用杨先生的原话时,为不至突兀,行文上略有增删。)

一,杨振宁高调质疑标准模型

1954年杨振宁和Mills提出规范场理论。

当时,二人没有想到这个理论会构成了当今物理学理论的基本框架。现在,任何基本的相互作用必须在规范场理论框架内进行描述。尽管李、杨两位先生有些问题上心存芥蒂,在需要的时候,李先生也会毫不犹豫地利用规范场这个理论武器。

杨先生提出规范场理论之后,基本上站在这个理论的侧面,保持对这个理论发展的高度审视。既有高度赞赏,也有温热的评价。60年来,莫不如此。

2014年,杨先生再次高调重复他创造能力巅峰时孕育的想法:怀疑规范场理论基础之上的基本粒子的标准模型是否为一个终极理论。在11月份发表的题为“麦克斯韦方程和规范理论的观念起源”(英文版发表在美国《Physics Today》,中文翻译发表于12月份中国《物理》)一文中他断言:

标准模型不可能是终极理论。首先,标准模型包含几十个参数。更重要的是,作为标准模型的一个核心部分,“对称性自发破缺”机制是一个纯粹唯象的构造,它在很多方面与费米的“四费米子相互作用(four-ψ interaction)”相似。在1934 年被提出后,费米理论保持了近40年的成功,但它最终被更深刻的U(1)×SU(2)电弱统一理论(electroweak theory)取代。

科学网上首次介绍《Physics Today》上的文章施郁振宁先生新作:麦克斯韦方程与规范理论的起科学网首次注意到《物理》上的文章:陈建辉,杨振宁新作-中文

中文论文下载:麦克斯韦方程和规范理论的观念起源.pdf

 

二,杨先生的根据是历史、是猜测,更是一个直觉!

通过考证电磁学发展的历史,发现从法拉第到成熟的麦克斯韦电磁理论,经历过两个有趣的过程。

过程之一,从法拉第的模糊的电紧张态概念,到麦克斯韦的矢量势。

在理解电磁感应的摸索中,法拉第引进了两个几何概念:磁力线(magnetic lines of force)和电紧张态(electrotonicstate)。前者很容易图像化,只要在磁体和螺线管附近撒上一些铁屑就行了。我们今天用磁场强度H来表示这些力线。后一个概念,也就是电紧张态,在他的巨著《电学的实验研究》中一直模糊不清,难以捉摸。从这里我们可以看到,法拉第确实是以几何直觉而非代数公式的方式摸索他的道路。”

“麦克斯韦…的主要目的是给予法拉第的不可捉摸的电紧张态一个精确定义。矢量势A这一概念确实在麦克斯韦一生的思想中处于一个核心位置。”“麦克斯韦也完全意识到将法拉第的电紧张态等同于汤姆孙的矢量势A这件事的重要性。

过程之二,从麦克斯韦模糊的物质涡旋概念,到位移电流,进而预言电磁波。

杨振宁写道:“为了搞清楚麦克斯韦是怎样得到他的位移电流的,我曾经几次试图去读麦克斯韦论文第二部分的最后11页和第三部分的开头7页。我尤其想了解他所说的“由于媒质的弹性”具体指的是什么。我的所有尝试都失败了。”“麦克斯韦大概探索了涡旋网络模型的新特征,并得出了位移电流。”“…很快得出电磁波应该存在这一结论。

规范场到Higgs粒子之间,类似于法拉第的模糊的电紧张态概念,或者麦克斯韦模糊的物质涡旋概念。我们看到了Higgs粒子,但是还没有抓住它的灵魂。如果抓住了,就将经历在电磁场理论中引入矢量势,以及位移电流在麦克斯韦方程中的地位一样。直接把Higgs粒子预言出来,而不是通过一个附加的机制构造出来。

 

三,杨先生再次提醒如何理解规范场

杨先生认为:“今天,大多数物理学家倾向于认为爱因斯坦建立狭义相对论的原始动机并不是解释迈克尔孙—莫雷实验,而是要理解‘同时性’这个概念的物理意义。

因此,要理解规范场,实验结果不可缺少,但是也要关注理论内在的逻辑,物理学深层次的内涵。这种内涵应该是直接指向暂时还只为上帝所知的宇宙密码。

我想知道,在做出如此巨大的发现后,麦克斯韦是否曾在祷告的时候因为揭示造物主的最大秘密之一而请求宽恕。

四,一个题外类比: 爱因斯坦vs杨振宁

对光量子,爱因斯坦思索了50年。晚年时,他感概道:

“All the fifty years of conscious brooding have brought me no closerto answer the question,“What are light quanta?” Of course today every rascal thinks he knows theanswer, but he is deluding himself.— AlbertEinstein

 对规范场,杨先生思考了60年,他认为一定还有深层次的问题等待发现。


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美国物理学会(APS)刚刚发布的2014年物理学进展

Notes from the Editors: Highlights of the Year

1,A Dark Matter Sign?

2,Laser Fusion Hits a Milestone

3,Gravitational Waves Shake Physics

4,Useful Silicon Defects

5,First Observation of Elusive Ball Lightning Spectrum

6,Single Photon Transistors

7,Diagnosing Diseases Through Statistical Physics

8,Why Don’t We Remember the Future?




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