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 楼主: 王德奎|查看: 2572|回复: 16
[探讨研究] 

超对称超引力多体解读引力子

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 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:14:54|显示全部楼层
这实际超越苏联数学家亚历山德罗夫的研究──包括亚历山德罗夫从开始的实变函数论和描述集合论,之后又引进的一系列基本概念和拓扑结构,建立的本质映射定理和同调维数论,导出的一系列对偶性原理规律,发展的连续映射理论等方法。例如,亚历山德罗夫和霍普夫合作的专著《拓扑学》,是集合论方法与组合拓扑学方法有机结合的拓扑学经典之作,也使佩雷尔曼对灵魂猜想和庞加莱猜想得以证明──“柯召-魏时珍猜想”与灵魂猜想和庞加莱猜想,都在阐释联系类似宇宙相对显现的那一面的能量和物质。
但“柯召-魏时珍猜想”──庞加莱外猜想的空心圆球神秘和怪异的翻转难以预料,不仅能满足爱因斯坦方程表现出的某种内在的对称,更有待在量子引力通信与量子计算机的结合运用上。例如,这可比较丘成桐院士和他的学生田刚院士,在研究微分方程或微分几何遇到奇异点时,联想采用过炸开(blowing up分析工具──炸开,确也存在翻转炸开灵魂猜想和灵魂定理类似空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”的证明。
2、超对称超引力多体解读全球本土化引力子
本土化的“三旋理论”虽然萌生在1959年“大跃进”和遭遇“三年自然灾害”期间,从宏观液体的涡旋去拟设微观粒子,对环圈面自旋“一元多体”或“多元一体”原理的叩问。其间1963听到从川大数学系毕业分配来盐亭中学初中班教书的赵正旭老师,提到“柯召-魏时珍猜想”关于拓扑数学的难题,才知国内有“正儿八经”的科学家,采用“拓扑学”也在拟设探寻从宏观到微观类似宇宙相对显现的那一面的能量和物质,存在对称和对称自发破缺,以及超对称的“一元多体”或“多元一体”的原理规律,而增强了信心──三旋可以结合柯召-魏时珍猜想,终属“全球本土化”的基础科学拟设创新。
1超对称翻转不公开到超引力量子化公开研究
A、液态自旋量子
宇宙相对显现的那一面的能量和物质从宏观到微观,存在类似固体自旋这种科学概念──翻转的“自旋液体”概念。它的公开是2003由牛津大学出版社出版的文小刚教授的《量子多体理论》一书。自此以后到20191225,我国媒体已有液态自旋量子”公开报道──美国麻省理工学院的麻省理工学院的物理学教授李杨(Young Lee)发现了以此命名拥有第三种基本磁性状态的这种新物质
研究证明存在的液态自旋量子,虽是一种固态晶体,但它的磁态呈液态──与其他两种磁性不同,液态自旋量子的单个粒子磁性取向始终处于变化之中,与真正液体中的分子运动类似。这种物质内部没有静态磁性取向粒子之间存在强烈的相互作用,由于量子效应,它们不会固定在某个地方。这种怪异的状态很难进行测量或者说很难证实它的存在──这种现象过去只存在于理论家的模型中
在现实的物理系统内发现这种现象──铁磁性是指磁铁或者指南针的简单磁性这种现象,古代中国就已经发现。反铁磁性,为现代电脑硬盘读头的基础是指金属或者合金的离子磁场相互抵消──无论是哪一种情况,它们只有温度冷却到一个确定温度之后才能具有磁性。预测这种现象让路易斯-奈耳在1970年获得诺贝尔物理学奖;也让麻省理工学院的名誉教授克利福德-沙尔在1994年斩获诺奖。而在1987物理学家菲利普-安德森首次提出存在第三种磁态李杨教授说:安德森认为这种状态可能与高温超导体有关自此之后物理学家便希望制造出这种磁态。
液态自旋量子是一种被称之为“herbertsmithite”的矿物晶体,以矿物学家赫伯 -史密斯(Herbert Smith)的名字命名──1972年史密斯在智利发现了这种矿物。2011年历时10个月李杨教授及其团队首次合成这种物质的一个大尺寸纯晶体。随后对这种晶体的性质进行细致研究,发现绝大多数物质都拥 有不连续的量子态量子态的改变用整数表达,相比之下,液态自旋量子表现出碎片式的量子态──这种被称之为自旋振子的量子态能够形成一个连续体引人注目。可能需要很长时间才能让这种非常基础的研究转化成实际应用──有助于改进数据存储或者通讯,可能的方式是利用一种被称之为远距离缠结的怪异量子现象──是指两个相隔很远的粒子 能够同时影响彼此的状态。此外也有助于研发高温超导体,这需要进一步研究这种现象为多主体系统内的量子缠结打开一扇窗口。
三旋理论环量子自旋中线旋,也是一种自然的量子缠结机制,并与柯召-魏时珍猜想”说的“不撕破和不跳跃粘贴,能把空心圆球内表面翻转成外表面”有相似。为啥它们都属于“全球本土化”的科学研究?是因早在六千多年前的伏羲时代,人类尚处于原始阶段,居住无定,流动觅食;这种变动不居的生活给思维留下的印记,便是从运动观察运动,从内部的纷乱探知外部离合,以动把握动,以动把握静。这种基础思考的底蕴延续到《周易》、《老子》和《庄子》等书中,动静问题和物质无限可分问题便成为其学说的重要组成部分。
日往则月来,月往则日来;寒往则暑来,暑往则寒来;夫阴阳交媾,阳泄阴收,动静、出入、上下,循环迭至、循环无端等自然现象观测,所认识到的圈态环转循环,正是三旋运动内在秩序积淀的综合形式。这种蕴含三旋运动主要数学关系的代数几何数学结构,虽然被概括地或近似地表达了出来,甚至到宋代朱熹还直接提到过“旋”,但这种“旋”,与三旋理论吸收的弦圈“量子体”等波动的“旋”,还不一样的。今天人很多人仍把“易学太极”,只看作是原始人在长期的仰观俯察过程中,将天地万物宇宙人生的种种认识综合抽象,凝聚于卦象的形式之中,然后用以解决人们的社会实践诸问题的处理思维。虽然太极思维就是关于实践与其自发破缺的可行性解决办法的数学处理思维,但今天看来还不够;即使按从历代典籍的记载看,伏羲教民作网渔猎、发明制陶煮饭,也能看到河塘水面的漩涡,锅中心液体翻转线旋的影子。但自旋与液体结合,六千多年来没人公开讲过。

 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:15:46|显示全部楼层
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B、量子液体散射理论解释内外翻转实验之路
六千多年来没有人公开讲把自旋与液体结合的困境是因为许多物理学家没有分清楚古典力学和量子力学有不同的基本概念,却有性质相同之处20191129日“科学网”的“张东才的博客”专栏,发表香港科技大学理学院张东才教授的《我的量子物理探索之路》文章。张东才教授提到超液体“量子液体”quantum fluid)的散射理论,也可知认识自旋与液体结合之路的漫长与艰辛。
张东才教授说的是他和一些量子力学发展大师级人物的学生的故事与经历──海森堡和泡利都出自德国物理学家索末菲的门下张东才教授说:我在莱斯大学的老师豪斯顿教授年轻时在慕尼黑大学做研究,索末菲是他的导师……豪斯顿教授在美国的近代物理领域也算是一个有名的人物。从德国回到美国后,长期在加州理工学院工作,后来被莱斯大学请去当校长。当我是莱斯大学的研究生时,他已经从校长的位置上退下来,留在物理系当教授。我当时读量子力学使用的教材,就是他写的书。我在莱斯大学时主要是做实验物理导师是哈罗德·罗夏教授。我当时的研究题目是用自旋回波核磁共振研究氦3原子在低温超液体里的运动性质。我那时做两个工作,一是建立一个专用的核磁共振仪器;另一个就是学一些在超液体──也称量子液体里面的散射理论,来解释我的实验结果──3被当作为一种粒子与超液体里面的‘声子’‘旋子’交互作用。
在豪斯顿和索末菲的工作里,电子虽然是一种有质量的粒子,其在金属中的运动可以作为一种波来看待。而相反的,在我的低温物理研究中,‘声子’‘旋子’都是凝聚态物质不同的振荡波;但是在计算的时候,这些振荡波却被当作一个一个的粒子”。张东才教授说他的认识是:“量子的概念只是表示宇宙中的质和能有一个最小的单位,符合了一种‘整数和0原理’。这个原理的物理基础是什么呢?
有很多物理实验,包括电子的散射实验,显示电子(和其它有静止质量的粒子)都的确具有波的物理性质,与光子没有两样。另外如果一个粒子是一个质点,为何一种粒子会蜕变成另一种粒子?为何一种粒子会从真空里产生或湮灭?这些现象很难解释。但是如果把一个粒子当为真空的一种激发波,以上的问题就很容易解释了。
在古典力学里,真空被认为是一个空无一物的空间;但在量子力学的世界里,真空并非是一个空无一物的空间,而是具有物理性质的介质。而不同的粒子,只是真空不同的激发波”。这显然张东才教授还没有到达文小刚教授的《量子多体理论──从声子起源到光子和电子起源》一书,说存在拓扑序和量子序“自旋液体”散射的深度。
“全球本土化”已经统一了相对论和量子论的出路,成功的例子很多。例如,2016818日新华社报道,已实验室中观察到了霍金辐射效应──815《自然·物理学》杂志发表以色列理工学院斯泰恩豪尔教授的论文,介绍他创造出了一个能够捕获声音的声学黑洞,是用一根长长的管子作为“事件边界”,并用于束缚“声音粒子”──“声子”,论证了“霍金辐射”这一量子效应。早在2014斯泰恩豪尔教授就发现,视界处不定时会有声子出现。2015年他在实验室重建了一个模拟黑洞,研究了粒子在黑洞边缘的具体表现,黑洞边缘相当于黑洞视界 2016他的最新的研究结果显示,这些逃逸出来的声子是相互关联的配对声子中的一个,从而证实了霍金辐射的量子效应。如果承认时间类似虚数,是在点内空间,类比“空间辐射”还有“时间辐射”,能解决彭罗斯的共形循环宇宙轮回中,时间在“点内空间”调头机制为啥的难题。
那么我们也正是,在学习霍金书中讲的黑洞辐射之后,联系多年研究的“柯召-魏时珍猜想”的空心圆球内外表面能不撕裂翻转,得出霍金辐射在真空区点外空间,黑洞的辐射也还只属于“空间辐射”。
C、应用于芯片的自旋波驱动磁矩翻转
自旋翻转的多样性,在三旋理论环量子自旋中,线旋类似磁场磁力线南极出北极进的翻转,还可以与体旋类似磁场南北极磁轴线颠倒的翻转结合,是有更重要价值的应用──2019122日《中国科学报》记者刘万生马坤报道,大连理工大学物理学院、三束材料改性教育部重点实验室王译教授,与新加坡国立大学Hyunsoo Yang教授合作,创新性提出利用自旋波──准粒子:磁振子来驱动磁矩翻转,解决了阻碍当前器件发展的一个严重问题──利用自旋波翻转磁矩实现数据存储与逻辑运算,解决现代电子器件尺寸越来越小,芯片中因电荷高速运动和频繁碰撞引发严重发热,不仅造成高能耗,而且限制芯片处理速度与集成密度提高的困难。
这里的“自旋波”,类似“自旋固体”的面旋。磁振子准粒子磁矩磁场类似“自旋液体”的体旋,这里磁矩翻转实现的是芯片“0”和“1”的信息存储和逻辑运算,完全不同于以往通过有热耗散电子自旋注入的传统技术──这种类似扩大了超对称的自旋波不局限于电子导体,可以“波”的方式在多种介质中无热耗散、低阻尼、长距离传播自旋信息。其重要是该过程不需要导电电荷参与,因此这种“超对称”新机制可以突破传统芯片发热、耗电等瓶颈。
王译教授等设计异质薄膜结构,反铁磁绝缘体NiO作为磁振子高效传输通道,拓扑绝缘体Bi2Se3作为高强度磁振子产生源,利用磁振子转矩效应,使商业广泛应用的NiFe和CoFeB铁磁薄膜自旋磁矩180°翻转──器件在室温下运行,磁振子转矩效应实验证实自旋波有效翻转自旋磁矩能为促进后摩尔时代器件革新开辟实现低功耗、高速度信息存储和逻辑运算芯片新途

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 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:16:30|显示全部楼层
2)攀登超对称超引力全球本土化
人类距离物理规律大统一只差一个超引力吗?201986日美国基础物理学突破奖评选委员会宣布,该奖授予超引力的提出者,物理学家塞尔吉奥·费拉拉、丹尼尔·弗里德曼和皮特·范尼乌文赫伊曾──这三位物理学家在1976年创建了非常具有影响力的理论,将引力与量子场论整合在一起使宇宙之浩渺与粒子之微小能用统一的物理规律解释。2019108瑞典皇家科学院2019年诺贝尔物理学奖一半授予詹姆斯·皮布尔斯,另一半授予米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹,以表彰他们在宇宙学和地外行星相关领域的研究贡献──詹姆斯·皮布尔斯的理论发现有助于理解大爆炸后宇宙的演化而米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹在对未知行星的找寻中探索了我们的宇宙邻居──他们的发现改变了我们对世界的观念。
塞尔吉奥·费拉拉、丹尼尔·弗里德曼和皮特·范尼乌文赫伊曾,以及詹姆斯·皮布尔斯米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹的研究,都涉及天文学、宇宙学中有关引力和超引力、超对称等概念。攀登超引力、超对称全球本土化的高峰,超引力理论的提出要追溯到1973年为了改进标准模型,而提出的一种想法:超对称──标准模型里包含两种类型的粒子:构成物质的费米子和传递相互作用的玻色子,两者满足不同的自旋统计性质──费米子具有半整数自旋,满足反对易量子统计;玻色子具有整数自旋,满足对易量子统计。
超对称是一种新的对称,在超对称转动操作下,费米子和玻色子可以互相转化。如何转化?在高分子理论物理中,有一种论述一个高分子单链统计问题的“自回避行走”方法,说是可以在玻色场论的框架下,写成一个n-矢量玻色场朗道-金兹堡-威尔逊标准场论的n=0 极限。取n=0 极限,原因是将该玻色场论的格林函数微扰展开时,费曼图里包含很多非物理(不对应自回避行走)的圈图。这些圈图的贡献是比例于n的,因此采取n=0,可以将所有非物理的图形去除。
然而将原先为自然数的n解析延拓到实数,可能仍会有一些数学上的问题。而且研究发现通过引入满足Grassmann代数的反对易费米场,构造一个高分子链的超对称场论模型,则可以不必取n=0 极限,这是因为费米场展开的费曼图,正好可以将原来玻色场展开的非物理图抵消掉。超对称的想法在统计物理的问题中,早有许多的应用。如在统计玻色场论模型中,引入满足Grassmann代数的费米场,写出一个超对称的场论模型,可以解决许多原本在玻色场论框架下很难处理的问题。我们在前节《从徐光宪d电子云图到柯召-魏时珍猜想》,已提到的唯象图形的拟设,能提供它们转换的深层次机制。
塞尔吉奥·费拉拉、丹尼尔·弗里德曼和皮特·范尼乌文赫伊曾等物理学家们,认可的费米子与玻色子二者的对称,是指每一个粒子具有一个比自己的质量更大的超对称伙伴──在超对称场论中,玻色子和费米子分别由玻色场和费米场描写,两者分别具有对易与反对易性。为了描述反对易性,需要引入反对易数,满足Grassmann代数。如标准模型,超对称的想法在提出之时,并未包含引力。1975年塞尔吉奥·费拉拉、丹尼尔·弗里德曼和皮特·范尼乌文赫伊曾将超对称的想法应用于引力的研究,是将描述引力的广义相对论与超对称的想法结合起来,提出了广义相对论的超对称版本:
超引力──在超引力理论中,时空获得了一种费米性,时空的动力学描述需要引入反对易代数,原先传递引力相互作用的玻色子引力子,获得了一个费米子超对称伙伴的引力微子。
3引力量子化三旋夸克立方周期表拟设超引力
如果说费米子和玻色子可以互相转化,与前节《从徐光宪d电子云图到柯召-魏时珍猜想》提到的唯象拟设的深层次机制有关,还不是明了、清晰,那么量子色动三旋理论的《三旋规范引力量子化理论比较表》,与塞尔吉奥·费拉拉、丹尼尔·弗里德曼和皮特·范尼乌文赫伊曾等的超对称伙伴引力微子理论,有更直接的对接。
它的原理是,费米子和玻色子虽然可以互相转化,但激发这种转换的机制不管来自外部还是内部,其把关的会谈到量子色动三旋的体旋──这类似湖南科技出版社2010年出版的萨斯坎德的《黑洞战争》一书中,说的“持球跑进”──按萨斯坎德的持球跑进”的本意,类似代表持球运动员的微观的“引力子人”,和代表费米子和玻色子“信息”的球,是同一层次,或平等的整体。费米子和玻色子互相转化不但类似实体变化,也是一种信息的变化。萨斯坎德把此拟设为类似持球跑进的翻转,如果推理到普朗克尺度的视界,只给在一维的沿着线地移动的类似“点”微观的“引力子人”──萨斯坎德是用一个高倍显微镜来观测类似费米子和玻色子可以互相转化生活的世界,但萨斯坎德是把微观的“引力子人”看成算珠的一些小珠子,试着不用其他维度去想象线和珠子,那么它们能持球跑进相互穿越交流发送信息吗?不能。凤凰涅槃的科学在哪里?解救的办法只有三旋理论。
从庞加莱猜想翻转引理,试着不用其他维度去想象线和珠子。这里的“线”不再是圆柱面的线材,而是圆柱面的管子;珠子也不是在圆柱面外移动类似的算盘珠子,而是在圆柱管内移动的,类似球面或环面的珠子。当然如果珠子的自旋只有面旋和线旋,要持球跑进相互穿越交流发送信息也不行。萨斯坎德说,理论物理学家常用来交流的是专业的数学语言。但要区分持有的是他们先前经验的脑海景象,还是重新装备的数学公式──如在量子色动三旋理论中,球体的内禀自旋有两种:面旋和体旋。面旋是,设大指姆指与其余四指垂直,左手或右手握住球体,大指姆指的方向规定为球体的轴线,那么其余四指的方向标示的运动为“面旋”。它有正反两类状态:Aa。体旋是,设大指姆指与其余四指垂直,左手或右手握住球体,大指姆值指的方向先设为球体的面旋轴线,如果其余四指的方向无运动,而是大指姆弯曲指示的方向才有转动,此运动称为“体旋”。它也有正反两类状态:Bb;此时体旋的转轴与面旋的转轴垂直,并可在面旋平面转动360度。面旋和体旋还可两两组合,就有四类状态:ABAbaBab。按张学文研究员的组成论,一个(N)“庞加莱猜想球点”的标志值的个数n就是8;根据他的复杂程度公式,复杂程度是与概率联系对应的一种平均值;对数以2为底,其复杂程度值是:

 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:17:12|显示全部楼层
C=n)log(n/N)=8log8=24 bit           (3-1)
而类圈体(即环圈)内禀自旋有三种:面旋、体旋和线旋。面旋和体旋跟球体相似,只是线旋是多出的。线旋类似通电磁线圈磁场的磁力线转动;它还分平凡线旋(Gg)和非平凡线旋(EeHh)。类圈体的面旋、体旋和线旋还可两两组合,或三三组合,合计的标志值个数就是62,对数以2为底,其复杂程度值是:
C=n)log(n/N)=62log62=353 bit         (3-2)
空心圆球内表面翻转成外表面,把管道及珠子推理到普朗克尺度,只给一维的沿着管线内壁移动。内外各自持球跑进的珠子相遇,在转点的普朗克尺度上,由于还可以各占一半合成一个球体,作体旋翻转后,各自再分开,恢复原来各自的形态。此前,“转点”的“庞加莱猜想球”自旋,如果是作纯面旋,那么从内向外或从外向内的交流就会被阻塞;不堵塞只能作纯体旋和四类组合旋。只不过纯体旋的转轴方向,与管柱壁的管长方向的中心线垂直。空心圆球内表面翻转成外表面,在庞加莱猜想球式的“转点”自旋这里,存在量子论类似的“间断”性。原因是,其一,即使球体的纯体旋不阻塞从内向外或从外向内的交流,但由于“转点”外的交流是在同一段线上运动,根据广义泡利不相容原理,它们必须“间断”交换才能进行。
其二,如果是四类组合旋有一个被选择,本身也产生“间断”,原因是它有旋到纯面旋位置的时候,这种阻塞即使时间是短暂的,因双方运动的速度或频率差,也要用普朗克尺度来截止可能涉及小数点后面的无理数或有理数的位数计算。由此,费米子和玻色子虽然互相转化全息翻转到外视界的信息像素粒子,排列的点阵列色调图案,不管是全黑色噪声、全白色噪声、全棕色噪声、全粉色噪声,还是一半对一半、表面均匀与不均匀,或雪花点的那种随机的杂乱无章,所有这许多不同方式的重组,并不改变系统的信息守恒的基本特征。
2002年四川科技出版社出版的《三旋理论初探》一书中16-17页,类似表1.4的《三旋规范夸克立方周期全表》可看出,“持球跑进”的基本粒子的自旋信息编码标记,即使在视界内的合理组合,也
仅占62种自旋态中极少一部分,但量子色动三旋模型确能联系两种不同途径的引力量子化理论。例如,超引力理论的局部超对称性,使广义相对论得以扩展时,每一个自旋为整数的粒子都有一个自旋为半整数的粒子伙伴,反之亦然。这样就产生出千变万化的新粒子级联:自旋为3/2的引力微子,自旋为1的引力光子,自旋为1/2的引力金微子和自旋为0的引力标量子。
引力光子和引力标量子,会传递新的力。而称为度规理论的另一类想法,则是用时空曲率来描述各种引力,但也提出了与前者极为相似的预言。维数更高的自旋为2的引力子,分解成通常四维时空内的一个自旋为2的引力子,和一个或多个自旋为1的引力光子,以及自旋为0的引力标量子。这里,它们中的两类引力子,又正好与三旋分明和不分明自旋对应。《三旋理论初探》一书中19页表1.5的《三旋规范引力量子化理论比较》,给出与超引力标准模型完整的对照。
这里超引力标准模型的引力量子化理论,只对照两种:超引力理论和度规理论。它们各自又分为两组:“超引力理论”的自旋为半整数的重费米子,对应“度规理论”的更高的维数“超引力理论”的传送力的自旋为整数的粒子,对应“度规理论”的分解成四维时空。而“三旋理论”属于分明自旋的体旋和面旋这一组,可对照超引力理论的自旋为半整数的重费米子和度规理论的更高的维数这一组;“三旋理论”属于不分明自旋的平凡线旋和不平凡线旋这一组,可对照“超引力理论”的传送力的自旋为整数的粒子“度规理论”的分解成四维时空。量子“超引力理论”的两组因超引力有3/2、1/2、2105类自旋量子数,所以它的超对称引力子也是5类:引力微子、引力金微子、引力子、引力光子、引力标量子。下面是引力微子、引力金微子、引力子、引力光子、引力标量子“度规理论”的4类超对称引力子的对应,以及“三旋理论”的体旋、面旋、平凡线旋和不平凡线旋等共5类自旋,与引力微子、引力金微子、引力子、引力光子、引力标量子的对照。
A超引力理论”的引力微子自旋为3/2
对应“度规理论”的更高的维数中,自旋为2的引力子。
可对照“三旋理论”属分明自旋中的体旋(A,a)。
B超引力理论”的引力金微子自旋为1/2
对应“度规理论”的更高的维数,自旋为2的引力子。
可对照“三旋理论”属分明自旋中的面旋(B,b)。
C超引力理论”的引力子自旋为2
对应“度规理论”的分解成四维时空,自旋为2的引力子。
可对照“三旋理论”属不分明自旋中的平凡线旋(G,g)。
D超引力理论”的引力光子自旋为1
对应“度规理论”的分解成四维时空,自旋为1的引力光子。
对照“三旋理论”属不分明自旋中不平凡线旋的左斜(E,e)。
E、超引力理论”的引力标量自旋为0
对应“度规理论”的分解成四维时空,自旋为0的引力标量子。对照“三旋理论”属不分明自旋中不平凡线旋的右斜(H,h)。

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 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:17:52|显示全部楼层
4、从柯召-魏时珍猜想克利福德曲面和扭量
叫庞加莱外猜想的柯召-魏时珍猜想,说的是“不撕破和不跳跃粘贴,能把空心圆球内表面翻转成外表面”,也许还与类似克利福德平行线分层翻转克利福德曲面和扭量有相似之处
1柯召-魏时珍猜想从彭罗斯到克利福德平行线
彭罗斯的《通向实在之路》一书11.5节“克利福德代数”中说:“克利福德代数之所以重要的一个原因,是它对定义旋量有重要作用”。在该书33.6节“作为无质量自旋粒子的扭量的几何”中,彭罗斯提到的克利福德平行线”。在本土的《三旋理论初探》一书313-314页中解释说:“在球面上两条平行线会产生两个交点,但是在环面上如果仔细调整扭转的平行线,就会产生不同的效果。图4.53是被称为填满全部S2的克利福德平行线,它是非零扭量的直观图象。这种克利福德平行线就象一组互相环绕的圆。这些圆以扭转的形式位于一组套装的环面上。环面是形如轮胎表面的曲面,套装在意思是这些环面依次穿入另一环面。逆时间运动,若从正时间进入负时空,由于量子不等性,就有类似这种环面套装的层次效应。在三旋多环路时空中,负能量、负时间、负空间是自然存在的,但界面的量子不等性和量子利息效应也存在,它们类似把球面或环面一半浸没在负能量、负时间、负空间的海洋中(包括模糊宇宙)”。
因为时空三旋在不同的能量曲面层次上,类似洋葱有一层层的曲面、曲线和斜率的这种层面变化。彭罗斯的扭量理论能说明这是矢量、张量和旋量概念的一种推广──扭量理论模型类似克利福德平行线分层翻转称为扭量球”。非数学专业的本科生从小就学习代数,在上大学之前基本上学习的是初等代数,加减乘除四则运算,求解一元、二元方程以及方程组等,在大学里学习高等代数,主要内容微积分、线性代数、常微分方程以及偏微分方程等而已。克利福德代数博大精深,与数学和物理的许多领域有联系广泛应用于广义相对论、量子力学、量子场论、射影几何、微分几何、共形几何等。三维伊辛模型是一个非常重要的物理体系,求解其精确解对理解其他物理体系具有重要的指导价值,特别是对理解多体相互作用、时空的本质意义重大,而克利福德代数在其中起到的关键性作用。
三维伊辛模型的数学结构与克利福德代数密切相关三维伊辛模型的克利福德代数方法由于求解的三维伊辛模型的转移矩阵具有克利福德代数的数学结构,求解方法顺理成章地被称为克利福德代数方法。如果进入三维伊辛模型的数学结构中,有李代数、四元数代数和约当代数在求解三维伊辛模型的精确解的过程中,理解到只要按照一定的代数法则构建一个封闭集合就可以建立一种代数。克利福德代数与四元数代数和约当代数有非常紧密的联系,它们的一些数学性质是相通的。克利福德代数应用于许多领域,如微分几何、物理学等。外代数的一个基本的应用是在微分几何中定义一个光滑流形上的微分形式的丛。在一个(伪)黎曼流形情况下,切空间具有一个由度规引起的自然的二次型。所以,与外丛类似可以定义一个克利福德丛。它在黎曼几何,特别是应用在自旋流形和自旋子丛。
2)超对称从重正化非重正化克利福德
广义相对论被认为是不能重整化的只是一种宏观唯象理论,当向微观尺度深入发展时,它的经典体制将不再适应。这样一样,在广义相对论与双变量度量量子引力之间,将存在观念上和方法上的不同。而这些不同能得到验证,将在引力理论发展上具有重要意义。
超对称性将费米子和玻色子的特征联系起来,扩展到包括引力,成功地构建了一个包括引力微子的超对称理论。但也有对时空另不同的看法,例如有人认为时空是由许许多多具有量子特性的量子比特来描写的,而不是由对易的实数和新的反对易数来描写的。当构成时空的量子比特海具有一种由弦网来描写的量子纠缠时,弦的端点可以是费米子(其对应于电子夸克等费米子),而弦的密度波是描写各种相互作用的规范场(其对应于光子胶子等传播力的粒子)──这种量子时空是一种同时带有费米性和规范性的量子时空但这种量子时空没有超对称,当然也不同于超引力理论描写
这种不同于西方的超引力理论,国内有邵常贵教授父子三人的《量子引力──空时与引力的新体制》、《空间时间的量子理论》等著作,团队的新圈量子引力理论。他们是在研究和发展西方圈量子引力(LQG)、圈引力(loop之后,完成空间量子化时间的量子化引力的量子化重整化的结果,可消除引力发散性
关于loop理论的一个中心是加拿大的圆周研究所(PI)的核心人物李.斯莫林教授。20098在一次北师大圈引力(loop)会议加拿大圆周物理研究所的学者,讲解用扭量理论构造微观粒子拓扑形态的假说模型李小坚教授说:“这国内量子色动三旋密码的论证类似”。该学者的扭量模型探索出发点与结论,是不相同的,且进行费曼路径积分未必能得到可计算的有效结论。但邵常贵教授团队采用圈量子理论将引力的量子化、重整化成功,将量子引力与宏观引力实现统一。而且所发现的空间张量与引力扰动量相等在宏观上就是宇宙膨胀量与引力的相等。
克利福德代数与韦尔代数密切相关──可以把克利福德代数看成外代数的量子化(量子群)这与韦尔代数是对称代数的量子化类似可以被统一成一个超代数的偶数项和奇数项。克利福德代数的例子有:实数克利福德代数、复数克利福德代数、四元数和双四元数等。最重要的克利福德代数是那些在实数和复数向量空间具有非简并二次型实数克利福德代数的几何解释是几何代数。对于复数向量空间的实数克利福德代数,复数向量空间的每个非简并的二次型等价于标准的对角化项。重正化简并,从低维到高维常常要涉及一些关联尺度的相似相变,这应算作一种维数简并。它有两种自然发生的过程:一种是从大变到小,一种是从小变到大。从大变到小如湍流大涡可以分裂成小涡的分层模式:从小变到大,如一块处于高温下的磁铁,微观粒子的磁矩杂乱无章地排列着,在宏观上表现不出磁性。

 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:18:31|显示全部楼层
一般说来,重正化群方法特别适用于研究一个系统在尺度变换下的不变性质。这些重正化变换的整体(集合)就构成“重正化群”。而非重正化简并,在三旋时空中还有一种界面共轭的相似关联,它是不同常识的基底空间的维数简并,例如负能量、负时间、负空间、负质量、负物质问题就属于这种情况。两个能量脉冲之间的时间隔得越长,正能量脉冲就必定越大。这一“量子利息”效应现象,决定了负能量脉冲与正能量脉冲永远也不会刚好互相抵消,正能量脉冲必定永远占主导地位。这类似民间人们并不是轻易地就到银行去贷款,因为这里存在一种正负不等的界面,人们要考虑这种效果的偿还能力和合算程度,不然社会中人人都可以到银行去借钱成为百万富翁──把钱从银行中借出来,放一段时间又还回去。因此我们把类似量子利息引进的曲面变换称为非重正化简并。
克利福德(18451879)英国数学家,他在非欧几里得几何与射影几何方面有许多贡献在数学和物理学中的影响都很大1870年他发表的《物质的空间理论》发展黎曼空间观念所定义的一类二阶直纹曲面,后经F.克莱因等人进一步研究而以克利福德-克莱因空间著称──克利福德将黎曼等人的非欧几何引入英国,并在有关四次方程、轨迹分类、黎曼曲面的拓扑结构等方面有独到见解,还创设了一种具有特殊性质的二阶曲面来研究曲面的几何结构,被称为克利福德曲面。这些成果对克莱因等人的工作有所帮助,也为相对论的建立提供了理论依据。克利福德在代数方面继W.R.哈密顿之后引进新型超复数──八元数(又称复四元数),后又推广为更一般的克利福德代数,并将其成功地应用于非欧几里得空间中运动的研究。
2)超引力超对称全球本土化认知简史
超对称性将费米子和玻色子的特征联系起来,作为一种潜在对称性的表现形式──就像不同的形状可能是同一个物体在镜子中的不同的反射一样。其次,它还为标准模型中一些令人困惑的谜题提供了解决方案,其中包括解释粒子微小质量的机制,以及暗物质的自然候选者──暗物质就像是假设中的超玻色子一样,质量大但不可见。
用超对称性来描述周围所确实看到的比如苹果落地,那就必须将超对称性扩展到包括引力。这正是塞尔吉奥·费拉拉、丹尼尔·弗里德曼始于1975年在巴黎高等师范学校的多次讨论接着是他们皮特·范尼乌文赫伊曾的合作,最终通过当时最先进的计算机上一系列冗长繁复的计算成功地构建了一个包括引力微子的超对称理论,引力微子是引力子(携带引力的玻色子)的超对称伙伴粒子,它是一种规范费米子──超引力理论问世40多年超引力理论提出者获奖,也因全世界物理学家的终极梦想是能有一个大统一理论物理规律“驯服”引力──1973年引力量子化“超对称”之风,超引力应运而生──物理学家朱利叶斯·韦斯和布鲁诺·祖米诺提出时空对称理论──“超对称”概念。这是认为每个基本粒子都有一个对应的“伙伴”,如每个玻色子都伴随一个“超费米子”,而每个费米子又都伴随一个“超玻色子”──看似更复杂的超对称理论有改进标准模型的诸多不足之处。
超对称理论在提出之时并未考虑引力因素,然而却为费拉拉、弗里德曼、范尼乌文赫伊曾3人提供了启发──通过引入引力子的概念来量子化引力,弗里德曼等人受超对称的启发,为引力子增加了一个伙伴──引力微子,这催生了超引力理论。1976年超对称问世仅3年后,超引力出世震惊理论物理学界。但问题是超引力需验证,大统一理论”转向“超弦”──相比‘圈引力’等理论,超引力最有可能解决发现超对称粒子。虽然到现在为止芝加哥的费米实验室、日内瓦附近的欧洲核子研究中心都没有发现超对称粒子。
通过高能加速器发现超对称粒子,但现有加速器因为能量不足很难直接打出超对称粒子加速器通过粒子对撞,只产生“希格斯粒子”。而因希格斯粒子与超对称理论紧密相关可以使用“希格斯粒子工厂”精确测量希格斯粒子的性质,判断其与标准模型是否有所差别,从而推断超对称理论是否成立。如果间接验证成功,就可以建设更大规模的加速器,争取直接打出超对称粒子获得直接验证。
至于有没有可能借助加速器发现引力微子,为超引力理论提供最直接的证明──在对撞机实验中引力微子表现为“丢失的能量”,是不可见的。加速器如果能够产生超对称粒子,这些粒子最终都会衰变成质量最低的引力微子而衰变的过程会产生希格斯粒子等可见粒子,可以通过观察这些可见粒子推断引力微子是否真的存在中科院理论物理所,研究员、博士生导师杨金民教授认为,美国物理学家威滕领衔的“超弦理论”,现在被认为最有希望成为终极大统一理论──该理论认为,自然界的基本单元不是粒子,而是很小很小的“弦”弦的不同振动模式产生出各种不同的基本粒子。
威滕等人已经证明超引力理论恰是超弦理论的低能近似,超弦理论统一了超引力理论──超引力理论表明,超对称性能够解释在现实世界中所看到的所有现象,包括引力。但超引力理论不是广义相对论的替代理论,而是广义相对论的超对称版本:这个理论中使用的代数包含了表示部分时空几何的变量──在爱因斯坦的理论中构成引力的几何。1981年威滕证明超引力理论可以用来,为广义相对论中一个极其复杂的定理给出一个相当简单的证明后,超引力被整合到弦理论中。当描述低能量的相互作用时,弦理论实际上等价于超引力。
这是1984年麦克尔·格林和约翰·施瓦茨的证明的一个极为关键的组成部分,使得超弦理论得以建立在稳固坚实的数学基础上。超引力在库姆伦·瓦法和安德鲁·斯特罗明格关于量子黑洞的研究,以及后来在胡安·马尔达西纳等人的“全息”引力理论的发展中,也发挥了重要作用。如今物理学家寻找新粒子的非传统特征,包括超对称性和超引力预测的那些特征,在预测存在希格斯玻色子之后花了将近60年的时间才发现它──对于超引力也许需要差不多同样长的时间。

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 楼主|王德奎 发表于: 2019-12-31 21:19:07|显示全部楼层
杨金民教授1964年生河南人。1985年河南大学本科毕业, 1988年硕士于河南师大;1995年博士毕业于中国科学院理论物理研究所。1995-1996年作河南师大教授。1996-1998年留学美国西北大学、Iowa州立大学;1998-2000年作日本东北大学JSPS博士后。2003-2004作日本东北大学, JSPS访问教授;2000-2020中科院理论物理所研究员。杨金民教授说:中科院“率先行动”计划专项一期部署发射“悟空”“墨子”“慧眼”“实践十号”等科学卫星,取得一系列重大科学成果。在此基础上该专项二期部署有引力波暴高能电磁对应体全天监测器、先进天基太阳天文台、爱因斯坦探针、太阳风-磁层相互作用全景成像卫星等计划,有望在引力波暴电磁对应体探测、太阳爆发活动、时域天文学、太阳风与磁层相互作用等方面取得重大成果。
5结束语
20191217日“统一的宇宙统一理论”网转载发表《曹天予:丘--杨分歧及其语境──对撞机的价值与利益集团的忽悠》一文,谈论今天类似“超对称超引力多体解读引力子”等前沿基础科学的拟设研究,在我国顶级科学家之间也存在有对立情绪。听谁的?
科学院没有办法的解决办法,2019未来科学大奖周上,中国科学院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳教授,面对《中国科学报》的提问如是说“顶级科学家不是一个人,在这个领域至少有10个、20个。我们还要重点听取顶级科学家中那些正在一线工作的人的意见……过去是顶级科学家,不代表现在依然是顶级科学家”.科学院这种没有办法的解决办法好。原因是对立的双方,都类似说自己是在代表“人类命运共同体”,而指责对方是“利益集团”。
例如,曹天予教授说:正为存活挣扎的高能实验物理共同体,正是一个值得警惕的利益集团。这个集团的利益是否与全社会的利益一致,不能由它自己说了算……从几千万离乡背井打工蚁居的农民工身上挤出来的上千亿元应该怎么花,能让几个实验专家说了算吗?”  曹天予教授的另一种说法是:对建造对撞机的科学价值,丘成桐提到了中国国际形象的提升。但杨振宁看得清楚,对撞机的设计、运转与分析的主导权必定落在外国人手里也就是说,中国只能成为花钱让外国高能实验界撞大运、保饭碗的冤大头,这种国际形象,对中国有什么社会价值?!”──这是曹天予教授在为几千万离乡背井打工蚁居的农民工”的利益说话吗?
曹天予1941生。19629入北大哲学系就读本科。改革开放后出国留学。现任波士顿大学哲学系教授。曾是剑桥三一学院,牛津万灵学院的研究员, 并在美国哈佛大学、麻省理工学院和伦敦经济学院做过访问研究;史密森学会的高级研究员,普林斯顿高等研究院自然科学院和史学院的成员。主要研究方向为当代理论物理学中的概念问题及其历史演变。其实几千万离乡背井打工蚁居的农民工”无论改革开放后,能出来打工;还是改革开放前,不能出来打工,都不是他们说了算,而是代表他们掌权的“顶级政治家,在这个领域至少有10个、20个重点听取顶级政治家中那些正在一线工作的人说了算──这种没有办法办法好──因为有“物极必反”的规律存在。
“超对称超引力多体解读引力子”也类似属于粒子物理还原论意义上最基础的拟设,对其它领域的研究不可能提供什么帮助吗?曹天予教授说:粒子物理自身的发展其最大成就,就是从上世纪60年代到80年代逐步确立起来的标准模型;但这一粒子物理史上最伟大的成就──使用还原论的方法,通过引入恰当的对称性,可以得到弱电统一理论实际上,统一弱电理论和(处理超强相互作用的)色动力学的种种努力,统归失败,把粒子物理带入了最深刻的危机──粒子物理学家面临的形势是:在标准模型范围内,一切都对,因此已经没有什么开创性的工作可以做;而一旦超出标准模型,则什么都错,即除了数学玄思以外,也无从做起。后者更因粒子物理的内部发展而强化。这里指的主要是对称破缺、重整化群、脱耦定理和有效场论。脱耦定理和有效场论的兴起支持涌现论──即就自然规律而言,物理世界是个由大体上相互独立的层次构成的等级结构。
曹天予教授说:如果在粒子物理领域内,高能过程对低能区的影响可以忽略不计(脱耦),那它们对其它物理领域就不可能有任何影响。仅此就使上为对撞机做还原论说辞失去了依托……这类研究象听歌剧那样的纯粹支出:享受起来很舒服,但它提取而不是增加经济资源。其次,成功还带来了幻觉,以为公众和政府还会象黄金时代(战后到60年代)一样,毫无保留地支持对无穷无尽物质奥秘的一切奢华探索。而实际上,由于冷战的结束和苏联的消失,粒子物理的进一步发展对美国残留的唯一价值,已经毫无意义。小打小闹的诺贝尔奖得主不算,就标准模型的几位主要创立者而言就离开了粒子物理原因,是说粒子物理已经成熟,没有什么开创性的工作可做了。能做的,既没有实用价值,也不能在理论上真正推进人们对物理世界的认识LHC后来Higgs 粒子终于发现,那又怎样?但宇宙的奥秘就此打开了吗?当然没有。理解质量起源质量仍然只是经验参数,只不过改头换面,以耦合常数的面目出现而已
这里要说,我们就是那几千万离乡背井打工蚁居的农民工”农村家庭中走出来的成员,业余对“超对称超引力多体解读引力子”类似的粒子物理还原论探索,纯属是一种对自然基础科学的兴趣和爱好──纯受熏陶于类似中华民族的先人,那时也没有什么条件做今天粒子物理还原论意义上的科学实验,但他们在中医药的实践过程中,主要靠类似粒子物理“拟设”的方法,构建起“阴阳五行气血经络”等一套类似现代量子力学的基础理论,又在不断行医的应用过过程中,作比较改进,终于发展到现在中西医能够结合,这有什么不好?科学“全球本土化”就是这样你追我赶,在相互学习交流中前进的吧。
参考文献          
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[2]王德奎,三旋理论初探,四川科学技术出版社,2002年5月;
[3]孔少峰、王德奎,求衡论──庞加莱猜想应用,四川科学技术出版社,2007年9月;
[4]王德奎,解读《时间简史》,天津古籍出版社,2003年9月;
[5]陈超,量子引力研究简史,环球科学,2012年第7期;
[6][英]罗杰•彭罗斯,皇帝新脑,湖南科技出版社,许明贤等译,199510
[7]邵亮、邵丹、邵常贵空间时间的量子理论科学出版社
20119
[8]赵国求,双4维时空量子力学基础──量子概率的时空起源,湖北科学技术出版社,20166月。

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