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量子场论中的无穷大(3)困惑

已有 793 次阅读 2024-10-24 21:38 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    可以认为,重整化已经解决了无穷大的问题,所以这已经不是一个问题了。在解决的问题中,美国物理成为了标志,不管是实验,还是理论,都是如此。(关于重整化,我会在后边继续说)

    那么为什么还要在这里讨论这个问题呢?肯定是因为出现了一些冲突。但是更重要的是过去二十年,粒子物理学的困惑。

    标准模型一直被认为是一个近似的理论,或者说是一个有效理论。这里边的关键,就是这个理论不是自然的。虽然无穷大可以被移走,但是依然存在其它的不自然性。这成为了建立新理论的理由,比如超弦理论。

    如果真的如此,存在一个更加正确的新理论,那么研究量子场论中的无穷大就自然意义不大,也许这个无穷大本身就是因为这是一个近似的理论而导致的。

    标准模型自从诞生之日起,就被研究者所唾弃,这几乎是一个非常不可思议的事情。对比核物理这样的研究领域,更是如此。

    霍森菲尔德写了一本《迷失》,更是加深了这种困惑。由于量子场论不自然,所以研究者提出了各种新理论。但是实验却非常不给力,什么都没有发现,这让粒子物理学的研究者非常失望。

    霍森菲尔德的观点是,不自然性难道有什么问题么?就一定要非得自然么?关键不应该是正确么?

    所以,正如我在博客中经常说的,一个非常大的可能性就出现了,就是标准模型本身不是近似的,而是精确的。有效场的观念没有效。

    这是个让人难以接受的事情,但是似乎正在变成现实。

    前些年实验发现W粒子质量可能偏大,最近被实验又纠正了回来,是理论预言的结果,这可能让很多人都失望了。

    所以我觉得需要建立一个500TeV的高能加速器是非常必要的,究竟有没有新物理就会很清楚,不用这么乱七八糟的乱猜。有新物理是新发现,没有新物理也是极其重要的事情。这样一来,我们就会重新回到标准模型上来,来思考这个不自然性究竟意味着什么。

    不自然性总是有问题的。但是这个问题,不应该在超出标准模型的思路上去解决,而应该在量子场论的范围内去解决。

    科学研究是不可预测的。从国家层面来说,做一些真正重要的研究是非常必要的,不能只是做些小打小闹的事情,沉迷于发Nature和Science,这些其实用处不大。科学的进步只有两件事情,一是我们真正的理解了这个世界的一些真相,二是做出真正有用的技术。

    如果标准模型被证明就是精确的,那么这种不自然性就会变得特别诡异,就好像存在某种障眼法,没有让我们看到真实的东西。

    粒子物理的历史的确是让人警醒的。我们真的只是在一步步的向前探索,无法判断究竟什么是正确的。

    如果标准模型是精确的,那么这个无穷大就会变得有意思。实际上,重整化出现以后,我们其实对于这个无穷大已经有了解释,只是这似乎依然不自然。我们看到,几乎所有的研究者都已经不再质疑这件事情,因为已经能算了,那么就先把能算的算了。

    可能只有狄拉克和费曼这样的深刻的人,才会继续思考究竟发生了什么。

    如果有新的更好的理论,那么思考这个无穷大自然没有意义。

    如果标准模型就是精确的,那么无穷大的出现就非常有意思。这意味着,量子场论给出了准确的物理,但是无穷大的出现,隐藏了一些真实的东西。虽然我们还不确定隐藏了什么,但是继续思考它就变成了有意义的事情。

    如果真的是这样的,那么付出的代价可能真的是有些巨大。物理学几十年都没有进展,走进了歧途,但是这可能是必须的吧。美国物理学,成在无穷大,败在无穷大。当然,这也是中国科学家的机会。



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