弦论创立者弃11用4(转载)

        转载:弦论的创立者弃11用4
                      沈致远
  据2010年3月13日《新科学家》祝贺英国皇家学会会员、数学物理家彭罗斯（Roger Penrose）八十华诞文章透露：“最近，弦论的创立者威滕（Edward Witten）已采用彭罗斯的另一创造——扭量理论（twistor theory），试图将弦论的11维时空（沈注：即10维空间加1维时间）减为较易对付的4维。”这是物理学界一大新闻，
      但我并不感到意外。弦论从开始就基于多维空间，最早是25维，后减为9维，威滕随后又加1维为10维。在弦论的多维空间中，3维是众所周知的现实空间,即前后、左右、上下，其余多出来的维度据说是“卷曲闭合起来”，成为看不见摸不着的隐蔽空间。
    弦论在“教主”威滕率领下，拥有千员猛将，发表万篇论文，经历两次革命，领“万物之理”一代风骚。遗憾的是，弦论除了一些数学成果外，就物理学而言乏善可陈。弦论至今仍缺乏与实验符合的定量结果，也提不出像样的预测可供实验验证。
        [1]日前，我打电话给挚友倪光炯教授报告此新闻，他说：“弦论曾经历两次革命……”我插话：“这次是‘复辟’！”两人大笑。他接着说：“是否晚了一点？”我说：“迷途知返，不晚！”最近读到美国戴森（Freeman Dyson）教授的一篇好文章[2]。这位在普林斯顿学术圈生活超过半个世纪的理论物理学家兼数学家，将数学家（其实也包括物理学家）分为鸟和青蛙两类，鸟的始祖是法国的笛卡尔，青蛙的始祖是英国的培根。顾名思义，鸟飞得高看得远，戴森认为爱因斯坦是“一只超级的鸟”；青蛙所见只是周围的花朵，一次只解决一个问题，戴森自称是青蛙。戴森认为威滕是鸟，他确实是一只大鸟，展翅翱翔一飞冲天，思维如天马行空，视野可穷极苍冥；否则，怎么能使号称“全世界最聪明的”千员猛将唯其马首是瞻？
       既然如此，为什么弦论乏善可陈呢？答案可从历史经验中找。爱因斯坦不愧为大鹏鸟，敢想前人所不敢想，他的广义相对论石破天惊。有人说：“如非爱因斯坦，广义相对论不知还要再等多少年。”可见他飞得多么高看得多么远。爱因斯坦还具有一个更重要的特点，他想的是基本原理。相对性原理说白了就是：物理学规律不应随观察者运动状态而改变。具体到等速运动即为狭义相对论 的基石，具体到加速运动即为广义相对论的基石。此原理既基本又实际，而且非常简单，难怪相对论具有“成功相”，方向对了，一通百通。
       回过来看弦论。弦论始于对核力的研究，日裔美国物理学家南部阳一郎（Nambu Yoichiro）发现核内有弦，试图朝此方向建立强相互作用理论，遇到困难暂时搁置。
    1984年，施瓦茨（John Henry Schwarz）等人排除了困难，并发现弦论中自动出现自旋为2的粒子，这可能将引力子纳入基本粒子理论。经威滕检验发现弦论可重整化，物理学家看到苗头蜂拥而至，弦论从冷门一跃而成为显学。但引力子至今尚未发现，其自旋是否真为2不得而知。曾被讥为“耍赖皮”的重整化，只是绕过发散困难的权宜之计。二者均为技术问题，根本称不上基本原理，弦论出发点显得苍白无力。如提不出超越相对论的基本原理，志在“万物之理”只能是梦想。
      再来看空间维数。弦论的25维、9维和10维空间并非空穴来风，乃源自严格的数学推导，发现唯有这么多维数的空间才能使理论自洽。自洽者，自圆其说也，这是理论成立的一个必要条件，但并不一定充分。物理理论成立必须与实验符合，这还不够，还要提出预测以供实验检验。如实验不表态认可，那就有大麻烦了，这正是弦论者目前所处的困境。实验物理学家和天文学家，“上穷碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”，至今没有发现3维以外更多维空间存在的迹象。这或许是威滕不耻下问的原因。
      我在想：聪明如威滕，再加上那“全世界最聪明的”一千多人，怎么会在这个关键问题上长期被误导？物理学中的多维空间，弦论并非始作俑者。早在1919年，数学家卡鲁扎(Theodor Kaluza，又作卡卢察)在爱因斯坦4维时空基础上再添加1维空间，将电磁力纳入相对论框架，随后发现无法纳入弱力和强力，此说逐渐淡出舞台
     此外，物理学中抽象多维空间屡见不鲜，例如“相空间”就有无穷多维，人们从未将之视为真实空间。弦论的多维空间可能类此，以9维空间为例，那多出来的6维可能并非弦论者所认定的额外空间，而是基本粒子内禀结构的某种对称性。举一个通俗例子：全息技术可将3维空间中的真人实物，映射到2维平面构成几可乱真的立体图像；但小孩子也知道那是假的，不会闯进去和画中人玩耍。此例值得弦论者想一想。看来，威滕这只大鸟飞得太高了，但见无边茫茫云海，飞了廿多年不着地。倦鸟思归，大地母亲总是欢迎的。我说“迷途知返，不晚！”是有根据的。经历正反两方面的经验教训，理论物理学家较前更聪明了；加以大型强子对撞机（LHC）已投入试运行，不久可出实验结果。“山雨欲来风满楼”，种种迹象显示物理学正处于大突破前夕。借用一句足球术语：“只差临门一脚。”威滕已亲临瑞士坐镇，如球到他面前，以威滕的功力，这一记近距离射门必定非常凌厉。语云：“大器晚成”，且看后笑是何人。      
             [1] 沈致远. 弦圈之争：基本粒子研究进入战国时代.科学,2007,59（3）：42.[2] Dyson F. Birds and Frogs. Notice of AMS, 2008, 56（2）：212-223；中译文：自然杂志, 2009, 31（5）：298-310.

周银兵物质结构光子说基于相对论量子论光子与正负电子对相互转化的实验事实提出基本实物粒子（电子，中微子）是光子的黑洞态学说。指出电子中微子惯性质量本质上就是黑洞态光子动质量hⅤ/CC。导出电子的相对论质速关系式和光电统一方程将引力电力将引力常数电力常数基本电荷光速普朗克常数精细结构常数以及圆周率写入一组统一的数学方程组，揭示了光子与实物粒子（电子和中微子）的内在统一性，得到了正负电荷概念的全新理解认识！提出了正负电荷可相互转化理论！提出了一种利用一定数目具有一定动能（动质量）的正负电子和正反中微子及其相互间的电磁和弱力作用来组构粒子的理论设想，得到了质子和中子的半径，计算出核力的大小和强度，解释了核力的短程饱和性。解释了原子核在发生核反应时静质量变化的本质和内在机理，解释了各种核现象！  感谢北京大学，中科院物理研究所，中国高等科学技术中心主任李政道，副主任周光召，路甬祥(原中国科学院院长，全国人大副委员长)邀请我参加首届国际量子调控会议。Q群258313919

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