Thursday, April 4, 2013

量子电动力学公理化最关键的课题应该是“电磁场”这种“特殊的区域”是怎么形成的？其物理本质是什么？是不是就是光子气体的特殊聚集形式？“电磁场量子化”后，有没有新的、更合适的取代麦克斯韦方程组的数学表达形式

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物理本质：公理化、数学化和实验
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0 光子数守恒定律和量子电动力学公理化

2009-12-18 21:32:23

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1、因为凤凰网的博文修改起来很不方便，每次完成修改后基本上都被关住审查，出不来，我也不是名博大博，三番五次去求管理员也不好意思。考虑到学术研究就是要不断地修改和查错才能完善，因此，凤凰博客已经非常不适合做学术博客，以后只作为论文初稿发布，而经过反复核对、修改、提炼的论文和观点，我将发布到我的搜狐博客。我经过测试后发现，搜狐博客非常适合发布和修改科学论文。以后我将多方寻找更好的网络学术资源，希望能够给大家提供一个严谨、严肃、认真的网络学术参考模式，目的是要打破中国物理期刊没有任何创新价值、等同垃圾的局面。我的搜狐博客相关链接地址如下：
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2、本文是我规划中的“新以太论复活工程”的第3篇论文，因为考虑到“量子电动力学公理化”是一个范围更大的课题，“新以太论复活工程”和光子数守恒定律这两个小课题都将纳入到“量子电动力学公理化”这个大课题中，因此今后我将以这个大的课题来取代原来的“新以太论复活工程”。这倒有些象当初邓小平时代总结的改革口号了：一个中心、两个基本点。一个中心就是“量子电动力学公理化”，两个基本点就是“新以太论复活工程”和“光子数守恒定律”。我记得大学时代我们班上有个同学戏称“一个中心、两个基本点”是描述我们梦想中的女人的，怎么现在我研究物理也走到这个宣传口号了，这是这个口号的物理娱乐版。希望能够在严肃的物理研究中逗大家一乐。
3、按照原来的规划，本文只准备论述光子数守恒定律，但在论证过程中，我发现光子数守恒定律所涉及到的具体计算全都是量子电动力学方面的。因此我感觉到，光子数守恒定律应该是量子电动力学的重要物理基础，这样，课题就顺延到了量子电动力学公理化方面。这大大超出我的预料，也是康普顿-吴有训效应研究过程的一次飞跃性发展——直达物理本质。这就是物理研究的非凡魅力所在：从不起眼的小课题入手，最终达到一个谁也不曾预料的结果。这种不可预料性也是足球运动的迷人之处。当然这也使得课题的工作量变得异常庞大，周期加长。
4、不过，本文只是在“光子数守恒定律和量子电动力学公理化”这两个庞大的课题方面开了个头，也就是做了一些定性分析，虽然已经包括了几乎全部的物理思想，但是其中包含的大量计算还在等着处理，这必将是一个长期而艰巨的任务。欢迎各路神仙、高手加入进来，共同推动这个课题的完成，这将让中国站在世界的前沿。量子电动力学公理化的严格表述我将在后续的论文中来仔细论述。虽然说要确立这样的理论体系还需要完成大量的关键性理论计算，不过这两个课题也有一些优势，那就是量子电动力学本身已经完成了大量的计算，而且与实验结果符合得较好。那么我们只要从公理体系入手，重新独立推导这些计算过程，确保计算结果与原来的计算结果符合，那就将是一个重大的进展。当然，在推导过程中实现物理或数学的发现和突破，也是我所期待的。
5、量子电动力学公理化最关键的课题应该是“电磁场”这种“特殊的区域”是怎么形成的？其物理本质是什么？是不是就是光子气体的特殊聚集形式？“电磁场量子化”后，有没有新的、更合适的取代麦克斯韦方程组的数学表达形式？这种新的数学表达形式能否揭示出电磁场的物理本质？这些问题也将是量子场论必须回答的关键问题。另外正负电子对产生和湮灭的微观过程也将是一个难点。
6、量子电动力学被看成是美国物理走在欧洲前面的象征，费曼是其中的代表。但显然，费曼不能与爱因斯坦、玻尔、普朗克等人并肩而立，因为他没有完成量子电动力学的公理化，不能算是伟大的综合者。他因为发明了费曼图和路径积分，更象是一个物理数学家。长期以来，美国物理学界吹嘘：量子电动力学的理论计算与实验结果，达到令人赞叹的符合一致。但是至今没有看到一个美国物理学家意识到，量子电动力学其实是一门没有完成公理化的学科，因而也就是不完善的学科。而欧洲四次科学大发展至少有四次完成了公理化：牛顿力学、电磁学、热力学和相对论。因此，美国物理学界自吹走在了欧洲前面显得肤浅，不过现在欧洲的科技发展确有跟在美国屁股后面跑的感觉，因此日显没落，似乎也是事实。中国的科技显然不能跟在美国后面跑，必须超越美国才有出路，只是现在科技界整体崇洋媚外的心态太严重，必须改变。
7、哥白尼在《运行》的序言里说过，前人有权虚构圆轮来解释星空的现象，他也有权尝试发现一种比圆轮更为妥当的方法，来解释天体的运行。这句话应用于我对量子电动力学的理解也是非常恰当的：美国人有权虚构一堆虚光子、虚的正负电子对、真空极化、真空自能等概念来解释某些物理现象，我也有权尝试发现一种比美国人的虚构假设更为妥当的方法，来解释同样的物理现象，这个发现就是量子电动力学公理化。
8、本文把物理学各个学科分支的公理化过程分为数学公理化和物理公理化两个过程，这是一个创新的观点。它对物理学史的评论可能有价值，对于我们深刻认识和完善物理学各个学科分支可能也有帮助。
9、关于量子电动力学的原始资料，除了本文中所列举的书外，我手头还有一些英文原始资料，等我消化以后慢慢以通俗易懂的方式向大家介绍。这里我特别推荐大家阅读一下卢昌海在大三所写的一篇论文，我认为这是国内学生难得一见的具有某些创新价值的论文，值得一读。
卢昌海的《电磁场量子化的新方案》论文背景介绍：http://changhai.org/articles/retrospection/college_thesis_intro.php
卢昌海的《电磁场量子化的新方案》论文下载地址：http://changhai.org/download.php?get=undergraduate_thesis
在了解了卢昌海的留学经历以后，我觉得卢昌海是中国改革开放30年以来浮躁的留学潮的一个典型代表，值得深刻反省：
卢昌海在大学三年级就能够写出这么优秀的论文来，显然具有相当的物理和数学功底，如果他自己在国内一心一意埋头物理和数学研究，很可能前途不可限量。可是他在复旦刚读完大三就去美国留学，然后一头钻进了美国人构筑的一个我感觉建歪了的复杂的物理塔之中，我想称之为“美国物理斜塔”，这也许可以与因伽利略而闻名的“比萨斜塔”相媲美。
卢昌海在他的博客中也放了一些他到美国后写的论文，虽然我没有仔细看，但是，我的基本判断是，这些论文不会有什么大的价值，因为“美国物理斜塔”的建造者不是他，这些建造者比如费曼等人的论文才有重要价值。而且费曼等人建立量子电动力学基础的时候并没有歪，歪是到了后来所谓的规范理论、弦论等东西。你在一个歪了的塔顶能够做出什么重要的东西来？
更令人遗憾的是，卢昌海到了美国，学了那些复杂难懂的规范理论以后，竟然原来在国内建立的自信心全都没有了，明显贬低自己大三所取得的成就，而去仰视美国的那些什么规范理论，甚至还自豪地呆在美国嘲笑国内的物理研究者。我不知道卢昌海除了成为一个介绍美国物理理论的科普作家外，还具有什么物理学术价值。
我在这里必须声明，我的确非常佩服卢昌海在大三就具有了超出一般人的物理和数学功底，他能够建立起一个人气很旺的博客平台也说明他的智力超群，他介绍美国的最新物理理论发展情况也的确是为我们打开了一个窗口。我在这里评说卢昌海的目的是希望我们能够反省我国改革开放30年来的留学历史，我们到底应该学习美国的什么东西。我从物理学史中了解到的是：我们应该学习美国的爱国主义精神和国家自豪感。在第二次世界大战以前，美国也是大量向欧洲派遣留学生，但是这些优秀的留学生最后全部回到美国，不仅把欧洲一流的物理著作、物理思想、学术研究方法、实验仪器等带回美国，更是在战争中把大量欧洲一流的人才都揽到美国。结果战后美国的确是全面超越了欧洲。
在这方面，李淼老师能够回国服务，并且建立起一个人气超旺的物理博客平台（我称之为“网上玻尔物理研究所”），还是令人尊敬的。不过一个人的历史功绩毕竟是靠其学术成就来定位的，李淼老师的学术成就何在？我至今没有看到通俗的介绍，也无从了解，我非常乐意学习任何人的创新思想。

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光子张顺 我和你讨论2，2光速恒定原则的要求。当我们测量一个光子钟频时，光子的钟频应该是多大？ {Δt-Δt\')/Δt=》1因为 Δt\'/Δt=√(1-v^2/c^2)当v-》c时，Δt\'/Δt-》0，相对于我们的钟频，光子的钟频趋于0. 假设我们前方有一个黑洞，由于光速不变原理，黑洞的表面（视界）到一米处是无穷远，黑洞的表面（视界）到两米处也是无穷远，…… 视界的Δt\'相对1米处的Δt， Δt\'/Δt-》0是不是成立呢？视界的Δt\'相对2米处的Δt， Δt\'/Δt-》0是不是成立呢？视界的Δt\'相对4米处的Δt， Δt\'/Δt-》0是不是成立呢？视界的Δt\'相对N米处的Δt， Δt\'/Δt-》0是不是成立呢？是什么原因造成的呢？是光速不变原理造成的。这也许是芝诺悖论的黑洞版本。也就是说视界处的光子时空状态和光速运动的光子的时空状态是等价的。你的疑问是否可以说明了……

2011-08-03 12:10:21 转发回复

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欢迎您！黄鹏辉，湖南岳阳人，1991年毕业于上海同济大学物理专业，现住北京。QQ和邮箱644537151@qq.com，QQ群48833545、145324031。业余时间长期坚持研究物理，努力从物理专业的角度分析物理本质，追求客观公正，舍弃情绪化，依靠直觉研究，基于物理学史，用数学、实验和现象说话，重视论文交流。寻找深入交流的同道。先进的科学思想才是国家强盛的基础。