百家争鸣高能物理明晰观

百家争鸣高能物理明晰观

王令隽教授高举杨振宁院士反对中国建造大型强子对撞机，其实是在高能物理核层次以下，和量子隐形传输信息通信等方面，为他阻止我国未来领先世界打掩护。

我们并不反对说杨振宁院士，是主流粒子物理理论的泰斗级人物，和他对高能物理曾作出过很多贡献。但杨振宁院士，和理论物理泰斗级人物的爱因斯坦一样，并不是一往无前到底的人。爱因斯坦1935年走到量子隐形传输信息通信的边缘，就停止前进了。同样，杨振宁院士走到1968年高能物理分水岭实验的边缘，也停止了前进。中国自然国学走到近代，由于鸦 片战争的失败，对“全球治理”百家争鸣研究后，终于有了“中学为体西学为用”的明晰观。这里“中学”不是指政治。

如中国早期马克思主义者、毛泽东的岳父、杨开慧的父亲杨怀中先生，不是像五四运动后“以苏解马”哲学和“乌奸文化”，一味把它看成是清政府和传统自然国学难以为继，目的只是维持中学正统，巩固封建体制。而是从“全球治理”的马克思主义的视角，明晰它的积极意义，引导何拔儒先生等学人，采用“藏象论”和“标识无关性”来定义“科学”。例如，这类视线引向认识中医，像经络和脉象学说，可以对应类似高能物理的弦论；像阴阳五行金木水火土气血学说，类似高能物理的标度无关性。因为在极高能的情况下，有标度区别的四种相互作用力，强力、弱力、电磁力、引力的这些标度，也都会消失变得标度无关而统一。由此看像阴阳、五行金木水火土、气血等中医学说，它们的标度区别看似极大，但升华到物质的弦论层次，像经络阿是穴和脉象等中医学说标度，也会消失变得标度无关而统一。

但现代高能物理的弦论和标度无关性理论出现，与欧美有大型对撞机密不可分。因为杨振宁和米尔斯的量子规范场虽然引导标准模型，走到盖尔曼等假设把SU（3）群的三重态，当做三种不同的基本粒子统称之为夸克，能成功解释许多事实。但寻找单个夸克失败，夸克禁闭与说明介子和重子的质量困难，凸显杨振宁高能物理等理论学派已走到了尽头，只有强大的高能物理实验才能产生强大的国家。

正好美国1967年大型电子直线加速器（SLAC）建成，并达到设计能量作试运行。在开始了一系列电子质子散射实验后，进入深度非弹性区域，发现这时电子的能量是如此之高，竟可以深入质子内部，甚至把质子打碎。由于质子分裂成碎片，要吸收更多的能量，而散射电子的能量要比平常低得多。然而出乎实验者预料，当进入深度非弹性区域时，电子损失了很多能量后，比起能量损失较小时，以更大的几率出现在大角度上。即电子质子深度非弹性散射的大角度散射截面，比弹性散射的大角度散射大得多。这时，大多数人认为找不到夸克存在的证据，只能解释为所谓的夸克，只不过是某种数学符号，是物理方程中的一个数学量而已。

但有强大的高能物理实验，理论终归有突破。这来自费曼和比约肯从另外一些角度，研究高能物理问题。因为作为SLAC理论组成员的比约肯，曾运用流代数研究过中微子散射，于是他运用流代数求和规则对实验结果作分析，用标度无关性对实验结果作出解释。他说，当SLAC-MIT实验得到反常结果时，如果把电子-质子深度非弹性散射和电子-质子弹性散射以及电子-电子弹性散射分别进行比较，就会发现随着散射角增，电子-质子弹性散射截面急剧下降，而深度非弹性散射截面与电子-电子弹性散射截面之比却变化不大，这一事实表明，电子以极大的能量深入到质子内部时，遭遇到的不是“软”的质子靶，而是和电子类似的点状“硬”核。

但当时实验家们，不吃他这一套。如果不是有理论的比约肯和费曼的及时配合，实验家们恐怕很难对实验结果，作出正确解释。因为正当他们对比约肯标度无关性的物理意义，疑惑不解之时，1968年8月费曼来到SLAC实验小组。实验家们向他展示深度非弹性的反常结果，并告诉了比约肯用标度无关性作出的解释后，费曼根据电子深度非弹性散射实验和比约肯的标度无关性，提出高能碰撞中的强子结构模型，认为强子是由许多点粒子构成，这些点粒子就叫部分子。

部分子模型能较好地描述有关轻子对核子的深度非弹性散射、电子对湮灭、强子以及高能强子散射等高能过程，并在说明这些过程中，逐步丰富了强子结构的物理图像。因费曼的部分子模型和盖尔曼的夸克模型从不同角度，用不同方法，达到了相同结论。原来部分子和夸克是一回事，接着物理学才进入了一个新的时代。

这正如曹则贤教授的博文《理论物理学家需要理解的实验物理》说的：“实验局限是靠理论来填补的”。即“复杂的物理实验，是充满了未知的、当前无法控制和观测的参量的，我们是靠理论来填补这些参量的影响的”。徐晓教授对此的解读是：“（a）复杂的实验的设计，是需要有竞争性的理论作为前提的。（b）这些竞争性的理论的竞争性，是可以通过实验结果作为判据来检验的。（c）这些理论应该在更简单的实验中，在当时的实验测量精度条件下，有限次地获得与之符合的结果。（d）在以上条件都不具备的情况下，是不能够进行费时费力的巨型物理实验的”。这使我们想到2016年诺贝尔物理学奖，三位英美科学家大卫·索利斯、邓肯·霍尔丹、迈克尔·科斯特利茨，利用高等数学方法研究物质的一些特殊相或状态，在凝聚态物理理论模型中提炼出“拓扑”概念的拓扑相变和拓扑相物质而获奖。

有人说2016年这些获奖者打开了一扇通往未知世界的大门，一点不假。如今人类对物质的新奇相态的研究正在展开，材料科学和电子学的未来应用前景充满希望。拓扑学是数学的一个分支，最基本是研究描述环面与球面的不同伦。这也正是前高能物理与后高能物理三旋理论的区别点。难怪杨振宁院士要说：“寻找新加速器原理和寻找美妙的几何结构，是更为经济和符合总趋势的研究方向”。

杨振宁院士之所以和“后高能物理”失之交臂，就在于他的量子规范场理论更多地着眼在球量子单一的“拓扑”上。虽然杨振宁院士对陈省身教授的纤维丛拓扑的平凡圈和非平凡圈结构，推崇备至，但他和丘成桐院士一样，也没有想到能和25种基本粒子的轨形拓扑可与环量子自旋编码联系解决卡-丘空间难题。而正是陈省身教授的纤维丛拓扑的平凡圈和非平凡圈结构，引导了后高能物理的三旋理论。

在《三旋理论初探》一书中，运用黎曼数学几何以及丘成桐的卡-丘空间、以黎曼切口为基础进行轨形拓扑，可严格推证有25种卡-丘空间数学模型，加上全封闭的球面流形1种，共25+1=26种。轨形拓扑的25种卡-丘空间模型可映射12种费米子大类，以及13种玻色子大类。三旋研究开拓的第三次超弦革命的标志，主要是针对“自旋”来说的。当然这里说的“自旋”，是指真正内禀的自旋。如球面的自旋，不能理解为它环绕某一本征轴的旋转运动，只能说自旋的球面表现与陀螺相似；但这正恰是荷兰科学家古德斯米特和于伦贝克，在1925年首创电子“旋转”特征具有“二值性”的基础。因为在经典物理学中，角动量和日常旋转可以指向任何方向。但如果假设球面的自旋是环绕沿垂线方向的某一本征轴的旋转运动，于伦贝克指出，那么量子旋转一定存在“二值”旋转：即本征轴沿垂线“向上”的方向旋转，和本征轴沿垂线“向下”的方向旋转。他将这两种可能的自旋态，描述为电子绕原子核做圆周运动时，沿一条垂直轴顺时针或逆时针旋转。于伦贝克和古德斯米特证明，电子自旋为＋1/2或－1/2。他们的这种自组织自旋到今天已经统治了我们现代物理学。球面式的量子自旋存在的“二值性”，不可更改的吗？不！如果球面能像地球的地磁场北极出南极进的磁力线通道那样去旋转，即球面也能“变脸”为环面，那么自旋物体环绕的本征轴坐标，也就不是三角坐标或极坐标能描述的。而且如果球面“变脸”为环面旋转，能出现反映在微观世界，那么这还是量子在湮灭或塌缩现象之外存在的另一类“自手术（Self-surgery）”现象。

由此针对质量的起源是当代粒子物理学中公认的难题，以及标准模型仍带有唯象性质，它包含十几个参量，并且实际弦理论也存在三大难题：A、弦理论解决了物质族分3代与卡-丘空间3孔族的对应，但仍有多孔选择的难题。B、弦理论解决了多基本粒子与多卡-丘空间形状变换的对应，但仍有多种形状选择的难题。C、弦理论解决具体的基本粒子的卡-丘空间图形虽有多种数学手段，但仍遇到数学物理原理的选择难题。而根据时空撕裂，能形耦合的物质族环量子轨形拓扑规范，能够计量出物质族全部夸克、轻子和规范玻色子的质量。而且三旋研究成果早已用于高温超导体和拓扑绝缘体的研发。所以凝聚态物理和高能物理从“自手术”某种意义上说，也存在标度无关性。更巧的是2016年诺贝尔化学奖，皮埃尔•绍瓦热、弗雷泽•斯托达特和伯纳德•L•费林加等科学家，因“分子机器的设计与合成”而获奖：

绍瓦热1983年成功地将两个环形分子连接起来，形成一根链，并命名其为“索烃”：斯托达特1991年研究出轮烷，将一个环形分子套在一个线性分子上，该环形分子能够以线性分子为轴移动：费林加1999年研究出分子旋转叶片，其能同向持续旋转，等等。打开《三旋理论初探》一书，和翻看自1982年以来发表的有关三旋及基因双螺旋孤立子演示链等论文，这不是和三旋环量子的“拓扑”也有关吗？

王令隽教授说：“按说按常理，杨振宁教授应该处处维护标准模型的伟大正确，极力掩盖这一理论的问题”。其实杨振宁教授正是这样做的，但杨振宁教授即使反对建超大型加速器，原因也不在功名利禄。王令隽教授的功名利禄，是否就直接联系把他拉上了山顶，改变了他一生的历程的中科院理论物理研究所的老师们及其“层子模型”类似的学问呢？王令隽教授是个聪明人，他当然知道“层子模型”的不成功，他应该如何避免？而在50多年三旋环量子的“拓扑”起因，从1960年开始用环量子三旋坐标，却是我国层子模型非主流群体，坚持毛主席主张的自然国学物质无限可分，联系韦尔、杨振宁的同位旋相因子，才想到环量子拓扑也有间隙。

因此这一场基本粒子范式的变革，追问“层子模型”有没有范式陷阱？为什么？虽然我国理论物理所师生们忌讳莫深，但因牵涉其间的几代名科和民科及其后裔，会不会类似王令隽教授主张的离经叛道，要“孙猴子大闹天宫”？终归要说明。

众所周知，“层子模型”是现代中国理论物理学绕不开的话题，牵动着中国前沿物理学过去、今天和未来很多理论研究。因为按马主席宣传自然国学庄子的物质无限可分的经典说法，如果整体是由部分组成的，那么不管是惠施的无限止地分割，还是墨翟的可分到“端”，物体都存在“间隙”。毛主席的物质无限可分说，也是物质无限可分有间隙，有暗物质的意思。但“层子模型”中的部分主流创建者，搞成“米丘林学说”类似范式陷阱的“以苏解马”：显物质分了还是显物质同一不变。

这种自然哲学悖论造成中国亿万名科和民科的创新、学习、实验、写作、教育、思维一系列的严重困难，影响了中国社会几代人的理论物理命运和精神面貌。