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苟文俭专栏 >> 关于认识粒子构成存在的两种思路

苟文俭 (wj4801@hotmail.com) 2007.10

(参考《粒子及其质量的计算》一书的第一章第二、三节)

本文所述的粒子构成存在,具体是指粒子组成单位是什么、及在粒子内部构成粒子的作用方式是什么。本文所述的认识粒子构成存在的两种思路,第一是现代物理理论主流探索中认识粒子构成存在的思路,就简称是认识粒子的主流思路;第二是在粒子 IV模型中认识粒子构成存在的思路,也就简称是认识粒子的IV思路。

(一)

在现代物理理论主流探索认识到的粒子中:强子是由夸克组成,而轻子则是与夸克同一个层次的点结构粒子;在粒子内部构成粒子的作用方式,则是由弱电统一理论及量子色动力学( QCD)来表述的。

我们知道,强子由夸克组成强子,来自盖尔曼( Gell-Mann,M.)等理论家们对重子与介子的多重态结构及对称性存在的分析,而夸克有三“代”共十二种,也首先是根据标准模型形式化数学表述的逻辑需要提出来的。

在粒子内部构成粒子的作用方式,其依据是量子电动力学( QED),始于1954年 杨振宁与米尔斯(Rohert Mills)共同进行的扩充规范变换的偿试:他们把电磁作用直接推广到想像中的同位旋空间,把 QED的电磁场的4维矢势场增加了分量,形成了一个有 12个分量的势场,即有三种电场和三种磁场,对此习惯上也称杨-米尔斯场。

由于杨-米尔斯场的数学表述具有的简洁美令人印象深刻,加之依据的 QED也获得了巨大成功,虽然许多人都认为这种 数学表述只不过是一种数学练习,但更多的人却认为,它一定有正确的合理内容,因此下决心要把它用到粒子的构成存在中去。

后来,经过韦尔特曼(Martinus Veltman)、费恩曼(Feynman,R.P.)、希格斯( Peler Higgs)、戈德斯通(Jeoffrey Goldstone)、基布尔( Thomas Kibble)、萨拉姆(Salam, A.)与温伯格(Steven Weinberg)等众多理论家的努力,终于把杨-米尔斯光子与弱作用理论的“中间矢量玻色子”联系了起来,并借助真空的希斯场量子,既使这种玻色子有了满足弱作用力程的质量,又实现杨-米尔斯方程的可重正,从而发展成为了描述 粒子内部构成粒子的弱电统一理论。又根据强子由夸克组成,夸克之间由胶子传递强作用的设想,理论家们进一步的研究,也终于把带色胶子与夸克的杨-米尔斯理论发展为了描述 强子内部构成存在的QCD。

上述认识粒子的主流思路中: 杨-米尔斯方程依据于 QED,因此认识粒子的主流思路中、获得的粒子构成存在规律,依据的就并不是与粒子构成存在相关内容的现象事实,而是粒子个体的 QED规律,完全是数学上的“类比演绎”的数学分析过程;而 在对未知的探究中,对未知及探究未知的可描述要素的确定,也完全由这种 数学分析为依据。因此,不论是提出强子由夸克组成、回答粒子组成单元是什么的问题,还是构建弱电统一理论及 QCD、回答在粒子内部构成粒子的作用方式是什么的问题,总是把 理论表述的数学演绎的需要放在了第一位, 在理论表述与被描述客体存在内容之间的关系中,遵循的也都是由数学演绎来决定描述对象应该有怎样存在的认识论观念。 由此就容易总结出如下结论:

结论1:当代 认识粒子的主流思路,总是把 理论表述的 演绎需要放在了第一位,遵循 的是一种 由数学演绎来决定粒子构成有 怎样存在的认识论观念。

该结论与《粒子及其质量的计算》第一章第三节 的结论C.PT1-3-1完全一致。即认识粒子的主流思路、遵循的也就是 当代粒子理论主流探索的数学决定论 ,因此完全 颠倒了理论的数学表述与被描述粒子构成存在之间相互关系。

(二)

粒子IV模型认识粒子构成存在的基本思路是:

1 、通过经验领域最普遍的现象事实、及真空受激发所有现象事实的分析归纳,总结出构建粒子 IV模型的公理化起点,也即是常说的构建物理模型的第一性原理,具体也就是 《粒子及其质量的计算》一书第二章第三节的 IV公理、及第二章第四节的真空客体化原理。

2、以这两个第一性原理为依据,具体认识了真空的基本单元、即称是真空元素V0,及 V0由原始物质要素a与原始空间要素 s组成、s由n0个各向同性的行为因子 b与p膜组成。

3、 V0 存在有两个方面的各向同性内容:其一是n0个 b分布构成的V0自我存在的各向同性,其二是 V0可以在n0 个i自由度与其它 V0发生联系的环境存在的各向同性。在V0的环境存在中最容易受到破坏的,是它的各向同性存在,并会出现以下两种不同情形:

( 1)与环境存在各向同性的联系相比,V0的 n0 个b分布的各向同性变化慢些;根据该书第三章第二节给出的 V0中a受b作用的图 3-1就可以确定:a活动方式、或V0存在满足右手性关系,构成了右手性特征;

( 2)与n0个b的分布相比,V0与环境联系的各同同性变化要慢些;根据第三章第二节给出的 V0中a受b作用的图 3-1就又可以确定:a活动方式及V0存在满足左手性关系,构成了左手性特征。

4 、上述V0各向同性存在受到破坏、实现其存在手性化的过程,称是 V0存在破缺。破缺的V0也称是真空 V ;即真空V都有确定的手性化。当真空V发生了 a转移,使有的真空V获得了多余的a,这样的真空 V也就离开了真空态,记为“Vm”; Vm也都有确定的左、右手性。真空V与 Vm也统一用“V”表示。

Vm 中多余的a也记成是 am;粒子离开了真空态,就一定是以Vm为基础互相联系的结果,称是粒子 V集团,该V集团中聚集的am,也就是用质量量度的粒子的物质。

在粒子IV模型中:所有粒子、包括中微子与光子在内,都由终极的统一单元 V组成,所谓夸克,并不是组成重子的“颗粒”,而是由一种 am构成的粒子对称性存在的主体单位L动作,它们都散布在了粒子静止质量物质存在的整个区域内;在所有 粒子内部、构成粒子的作用方式都是在左、右手V之间实现了存在互补的相互联系。

上述认识粒子的IV思路中,不论是提出粒子都由 V组成、回答粒子组成单元是什么的问题,还是认为粒子构成于左右手V之间实现存在互补的相互联系、回答在粒子内部构成粒子的作用方式是什么的问题,也 总是把从受激发真空产生粒子 的客体化存在 放在了第一位,在理论表述与被描述客体存在内容之间的关系中, 遵循的是一种描述粒子存在内容 决定粒子理论应该怎样表述的认识论观念。由此也同样可以总结出如下结论:

结论2: 认识粒子的IV思路,总 是把从受激发真空产生粒子 的客体化存在 放在第一位, 遵循的是一种由被描述粒子存在内容 决定怎样对粒子进行理论表述 的认识论观念。

该结论与《粒子及其质量的计算》第一章第二节 的结论C.PT1-2-1完全一致。即认识粒子的IV思路, 总是把被描述粒子存在内容放在第一位, 遵循的也就是物理学规定的认识 论。

(三)

认识粒子的主流思路中, 量子场论与标准模型都是从QM这样的粒子个体存在规律出发,按照 QED的规则去套粒子构成存在怎么样,是先入为主的规则在前,类似于乔老爷乱点鸳鸯谱,把描写粒子个体存在的 “鸳鸯谱”类推用于了粒子构成存在, 忽略了对所描述的“是什么”问题的回答,理论表述缺乏物理内函, 其逻辑过程完全 是数学分析加猜测与想像, 依据 的不是粒子构成存在的现象事实,而是 思维的力量。

认识粒子的IV 思路则是以粒子构成存在的现象事实为依据,先构建了描述粒子构成存在的客体化描述基础后,再以此为基础去描述粒子的构成存在,明确地回答 了所有“是什么”问题,理论表述有明确的物理内函, 其逻辑过程完全与被描述的粒子构成存在保持了一致 ,依 据的 不是思维的力量, 而是粒子构成存在的现象事实。

认识粒子的主流思路就创建了当代主流粒子理论的标准模型,而粒子 IV模型也就构成于认识粒子的IV思路;由于分别遵循了 数学决定论与物理学规定的认识 论,就使与标准模型相比,粒子 IV模型具有了多方面的优越性。对此,作者在个人搏客文章《现代物理学的独特方法企盼您来关注》中就列举了六个方面,其中特别重要的是: 粒子IV模型给出了现代物理理论所有概念的客体化指称,包含了粒子 对称自发破缺、希格斯机制等 标准模型所有与实际相符的描述内容,有望把现代物理理论复杂的形式化数学表述变得既直观又简洁;而且只使用了源于真空固有存在的四个常数, 通过简单计算就十分准确的得到了几乎所有常见粒子质量,消除、理解和解决了现代物理学理论与实验的几乎所有疑难。这些都是 标准模型力所不及的。

作者写于2007-10-10

                                                                                                                       

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