逐个评论大卫·格罗斯对“物理学的未来”所提25个问题(8)

7．粒子物理学

(接(7))

第7个问题，我们转向粒子物理学。对于基本粒子物理学的标准模型，电弱相互作用和强相互作用的理论，可以提出许多问题。标准模型是一个极为成功的理论，它符合所有现存的实验。但是它还有许多未解之谜，还有许多未定的问题，其中一些我们不认为可以容易地得到答案。标准模型最神秘的特征是物质的基本成分的质量和混合（mixing），我们现在相信这些基本成分就是夸克和轻子。它们具有非常奇怪的质量谱。顶夸克的质量是上夸克质量的十万倍。夸克在各种相互作用下混合。中微子甚至具有一种更为奇特的质量模式。这种质量谱，来自于何处？标准模型，甚至标准模型的简单场理论的推广，对此确实给不出好的主意。

标准模型的许多其他特征同样是神秘的。我们如何解释重子的起源？重子数是守恒的吗？现在我们相信重子数是不守恒的，因为没有理由认为它应该守恒。假如是这样，在大爆炸演化成宇宙时，就会产生重子。我们知道这种情况会发生的途径，以及会产生宇宙中重子不对称的途径。但是迄今为止，我们在理论上还不能精确地计算宇宙中的重子数。我们应该能够做到这一点。我们的确不知道质子能够存活多久。还有许多其他问题不在标准模型之内，这些问题的解决，需要一个更全面的理论。

评论：

将量子力学及狭义相对论基础上的，量子色动力学与电、弱统一理论合并形成的“标准模型”能统一描述、研讨强力、电磁力及弱力这3种自然力，及在其作用下，各种基本粒子的特性、运动、演变的规律。其结果能与迄今几乎所有有关实验相符，甚至许多重要的预测也已得到实验证实。

但仍存在“波、粒2象性”、不断引进无实际意义的量子数参量、“夸克”的实际存在性、对称性的自发破缺、守恒量的不守恒、“发散困难”、尚不能包含引力，等等问题。

在相对论基础上，创建的时空可变系多线矢及其矢算的广义协变力学，以及时空多线矢“相宇”的统计力学对现有量子力学、量子场论和“标准模型”的改造和发展。就可解决它们存在的那些问题，并提出了统一场论和基本粒子及其演变、转化的新观点。

(未完待续)