Saturday, October 3, 2015

無窮大量的結果當然不符合實驗事實,因為我們觀察到的結果肯定是有限量。物理學家把這結果稱做「發散」(以對應於所希望的「收斂」結果)。

(這段短評,本是想是作為評論,貼在前面的王令隽先生的文章之後的。結果被新浪網以「評論不得超過一千字」而攔下了,根本貼不上去,於是只能單獨發文在這裡。貴新浪網對主文限制在一萬字以下,對評論限制在一千字以下,那有這樣的作法的?!這新浪網實在太小家子氣了!)

【關於量子場論中的無窮大發散、重整化問題】 
 
☆☆☆ 先引用王令隽先生在該文中有關該問題的敘述:☆☆☆
 
「標準模型存在一系列在理論上和邏輯上的根本問題,其中之一是無窮大發散問題。這包括二次量子化中零點能的無窮大發散,重整化問題。」
 
「狄拉克堅決反對量子場論中的重整化方法。他認為將無窮大發散不講道理地認定為零是數學上醜陋的,這樣的量子電動力學不可能是正確的。」
 
「無窮大發散問題。這個問題從量子場論一開始的重整化到夸克禁閉,變著法子以不同形式頑強地表現自己。重整化是一個狄拉克堅決拒絕接受的操作。他認為這『在數學上是醜陋的』,為此終生不接受量子場論。玻爾評價狄拉克時說:『在所有物理學家中狄拉克具有最為純潔的靈魂。』」
 
「量子場論雖然是從量子力學發展而來,但和量子力學完全是兩碼事。(正如弦論圈論膜論是從量子場論發展而來,但和量子場論完全是兩碼事,一個道理。)」
 
☆☆☆ 以下為本人的意見:☆☆☆
 
「重整化」確實是一個為量子場論的批評者所垢病的大問題。引入重整化似乎解決了發散問題,但它卻扭曲了實際問題本身。場理論中場的疊加,從數學語言講,就是積分。積分的上下限最怕零點與無窮大,碰上它們,積分值很可能成為無窮大量,無窮大量的結果當然不符合實驗事實,因為我們觀察到的結果肯定是有限量。物理學家把這結果稱做「發散」(以對應於所希望的「收斂」結果)。
 
物理學的微觀與宏觀問題都會遇到這種不能收斂的發散困境。研究微觀問題的量子場論,它的發散困難是在某些點,比如零點。而研究宏觀問題的宇宙論、引力理論,同樣有發散問題,比如引力發散與夜空光度的奧伯斯佯謬,這時引起發散困難的不是某一點,而是宇宙空間的無窮大邊界。
 
發散困難其實反映出物理理論有缺陷,因為事實永遠是正確的。所以理論需要被修正,這樣就有一個很有趣的問題產生了,就是看你怎樣去修正理論,最好的結果當然是找到真正正確的理論,但很多時候,因為時間未到,一代英才尚未降臨於世,於是另一種打補丁的辦法就也是一種無可奈何的選擇了。
 
物理學家在微觀的量子場論上所打的一個補丁就是通常說的「重整化」,就是「將這個本來會導致無窮大量的發散,不講道理地認定為零。」那麽問題解決了嗎,當然,暫時地也算解決了,但問題是,從這一步起,以後所得到的那些新結果,很有可能全是錯的虛假的。果不其然,最後發展到了上帝粒子,而它可能根本就是子虛烏有的東西。其原因,是這個理論在很早以前就走錯了道。
 
順便也提一下,物理學家在宏觀的宇宙論、引力理論上也採用了類似的手法。具體的講就是索興不承認宇宙的邊界是無限的,不承認時間的起點是無始的。這樣宇宙就只有138億光年的尺度並且有一個起始的誕生時刻。這樣一來,宏觀問題上的所有的發散困難自然也不存在了,這裡雖然不是狄拉克所批評的「不講道理的讓它為零」,卻也是「不講道理的讓無限變成了有限」。但是它符合事實嗎?如果它符合事實,當然就會有「大爆炸」,就會有「暗物質」。但如果它只是一種隨心所欲的不講道理的錯誤,那麽,這些被全世界的物理學家談論了近一百年的諸如「大爆炸」或「暗物質」的美好故事,就很可能像那個「上帝粒子」一樣,只是一個美麗的神話。

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