走进不科学 第六百三十章 历史：飞啊飞啊飞（上）

“......矢量的规范玻色子？”

听到徐云的这句话。

原本就将注意力放在徐云身上的赵忠尧等人，不由下意识的齐齐一愣，眼下浮现出了一抹茫然。

这是啥意思？

众所周知。

物理学中按照大分类划分可以分出两种基本粒子，也就是所谓的费米子和玻色子。

其中费米子是遵循费米-狄拉克统计的粒子，包括电子、质子、中子等等。

费米子有半整数自旋，符合泡利不相容原理，即同一量子态上不能有两个或以上的费米子。

玻色子则是遵循玻色-爱因斯坦统计的粒子，包括光子、W玻色子、Z玻色子、希格斯玻色子等，它们是构成力的基本粒子。

玻色子有整数自旋，不受泡利不相容原理的限制，多个玻色子可以处于同一量子态上。

当然了。

在如今这个物理学的早期时代，科学界对于这两种粒子的认知还远远没有后世那么完善。

其中费米子的了解相对要深一点，毕竟质子中子这些微粒已经被发现有些年了，甚至直接或者间接诞生过不少诺贝尔奖。

但玻色子就要浅很多了。

玻色子这个概念最早由狄拉克所提出，当时他为了纪念印度物理学者萨特延德拉·纳特·玻色的贡献，便给这种粒子取了个玻色子的名字。

这个时代对玻色子最典型的认知就是光子，然后就仅此而已了。

没错，后续就没了。

因此当徐云提出了【带着矢量的规范玻色子】后，赵忠尧等人非但没有丝毫恍然大悟，反倒有些懵逼。

过了片刻。

赵忠尧与一旁的胡宁彼此对视了一眼，略微组织了一番语言，对徐云问道：

“小韩，你说的这矢量规范玻色子....到底是个啥意思？”

“难道说除了矢量玻色子外，还有标量玻色子？”

徐云朝他点了点头，肯定道：

“没错。”

赵忠尧顿时皱起了眉头，不过他并没有打断徐云的节奏。

根据他过去这段与徐云打交道所积累的经验。

徐云这人虽然经常抛出一些语不惊人死不休的概念，但这些概念无论多么超乎现有的认知，徐云都会对它们做出一个比较详尽的解释，几乎从未出现过抛概念但不给原理的情况。

这也是为啥基地这么多专家会这么快接纳徐云的原因——搞理论的语出惊人不是啥大问题，只要能给出合理的解释就行。

眼下这个时期仪器水平相当原始，理论学家基本上和古代的说客无异，能够驳辩说服他人的就是顶尖的纵横家。

果不其然。

徐云这次也没怎么卖关子，而是很快拿起笔，在纸上写下了一道公式；

ds2=c2dt261dx261dy261dz2=hmndxmdxn。

接着徐云在这道公式下方画了条线，对赵忠尧说道：

“赵主任，这是一个标准的闵氏时空的线元，拥有一个RΛ4线性空间，配有号差为 2的闵氏度规hmn。”（谁能告诉我四次方搜狗怎么打....）

“如果我们做一个假设，即单粒子态的算符只取决于延迟时刻的位置和速度，您能做出SO（3）群的不可约幺正表示吗？”

“.......”

赵忠尧闻言思考的了几秒钟，很快摸了摸下巴：

“应该可以。”

上辈子是洛伦兹的同学应该都知道。

自由场情景下洛伦兹变换不改变场的形式，矩阵D决定了场的变换方式，所以只要考虑群的性质就可以了。

而W又是小群，对于有质量粒子场想要做出SO（3）群的不可约幺正表示，只要考虑右边的湮灭算符就行。

这种计算对于赵忠尧这样的大佬来说并不算什么难题，因此很快赵忠尧便写下了对应的步骤：

“先从动量算符入手，p^=61i67dd.....”

“当湮灭算符作用在基态上时得到零，即a61ψa=0，因子67267mw可以约掉......”

“然后再做出无量纲化的共轭复振幅算符，它的时间演化就是乘上eiwt相位变化......”

十多分钟后。

赵忠尧轻轻放下笔，露出了一道若有所思的表情：

“咦....谐振子居然有两个解析解？”

随后他又看向了一旁同时在计算的胡宁和朱洪元二人，问道：

“老胡，洪元同志，你们的结果呢？”

胡宁朝他扬了扬手中的算纸：

“我也是两个解。”

朱洪元的答案同样简洁：

“我也是。”

见此情形，老郭不由眯了眯眼睛。

他所计算的是SO(1)和SO(3)群的粒子数算符，虽然前置条件是单粒子态的算符只取决于延迟时刻的位置和速度，但这个假设其实和现实几乎无异。

而根据计算结果显示。

这个模型在数学上具备两个解析解，对应的是量子所述的玻色子规范场。

其中一个解析解对应的自旋为1，另一个解析解对应的自旋则为0。

而自旋为零在场论中对应的便是.....

标量概念。

这其实很好理解。

量子场论中使用的的自然单位进行计算，真空中的光速c=约化普朗克常数67=1，时空坐标x=(x69，x60，x61，x62)=(x，y，z，it)=(X，it)，偏微分算符68=（6869，6860，6861，6862）=（68/68x，68/68y，68/68z，68/i68t）=(68，-i68t)=(▽，-i68/68t)

狭义相对论的能量动量关系式是E05=P05 m05，让能量E用能量算符i68/68t替换，动量P用动量算符63i▽替换，就可以得到-6805/68t05=-▽05 m05，即▽05-6805/68t05-m05=0

让它两边作用在波函数Ψ上得（6805-m05）Ψ=0，这就是大名鼎鼎的克莱因-戈登场方程。

算符6805在洛伦兹变换下是四维标量，即68‘05=6805静质量的平方m05是常数。

要使克莱因-戈登场方程具有洛伦兹变换的协变，即将方程（6805-m05）Ψ=0时空坐标进行洛伦兹变换后得到的（68‘05-m05）Ψ‘=0形式不变，唯一要求就是洛伦兹时空坐标变换后的波函数Ψ‘=Ψ就达到目的了，这样的场叫标量场。

如果让洛伦兹变换特殊一点，保持时间不变，而在空间中旋转，这样旋转后的波函数Ψ‘（X‘，t）=exp(-iS·a)Ψ(X，t)。

这就是说在时间t不变的情况下，波函数Ψ（X，t）的空间坐标矢量X在角动量S方向旋转无穷小a角后变成矢量X‘。

而波函数Ψ（X，t）变成exp(-iS·a)Ψ(X，t)=Ψ‘(X‘，t)，并且Ψ(X，t)=Ψ‘(X‘，t)。

唯一的办法就是让自旋角动量S=0，这说明克莱因-戈登场方程描述的场粒子自旋为零。

非常简单，也非常好理解。

换而言之.....

玻色子确实如同徐云所说的那样，可以分成标量玻色子和矢量玻色子。

“......”

过了片刻。

赵忠尧胸口微微起伏了两下，整个人深吸一口气，平复好心绪后继续看向了王淦昌手中的第三方报告。

如果考虑到矢量玻色子的影响......

那颗强子的末态位异常就不难解释了：

强子也是一种典型的复合粒子，内部存在一种矢量规范玻色子的结构完全称得上合理——这也是朱洪元他们归纳的‘元强子’的一种嘛。

某种意义上来说，这个解释甚至有点....索然无味？

不过赵忠尧却没有因为这个索然无味的解释而感到无趣，此时他的好奇心反倒出奇的有些旺盛：

“小韩，你说的标量玻色子到底是个什么情况？”

上头提及过。

赵忠尧在徐云引导下计算出来的解析解有两个，分别对应矢量玻色子和标量玻色子。

其中矢量玻色子虽然有些出乎赵忠尧现有的认知，但它本身却属于得知真相后可以理解的范畴。

毕竟量子场论中有个概念叫做规范对称性，也就是规范场论。

规范场论的典型代表就是光子，也就是最少在电磁相互作用中是成立的。

如今规范玻色子拓展到弱力或者强力，趋势上还算正常。

好比你平时追一本网络小说，原本那个作者玩的都是实时的梗，发生事件不是今天就是昨天，大家都在调侃【紧跟时事没有存稿】。

结果某次突然发现作者玩的梗没时效性了，发生的时间超过了三天，那么读者自然就会怀疑这个作者有了三天以上的存稿。

而规范玻色子呢，就相当于作者承认自己手上有七天的稿子。

这个时间跨度比三天要多，但趋势性上倒也不难接受。

但标量玻色子就有些超乎读者们的逻辑接受范围了——它就相当于作者说自己手上有二十万存稿，读者不吐槽电信诈骗都算是够意思了......

眼下的赵忠尧就属于这么个情况，他是真想不出一个每天四千字的作者是怎么有二十万稿子的.....

不过他对面的徐云表情却很平静，在决定踹出这一jio后他便没怎么迟疑了：

“赵主任，不知道您对玻色子的认知是怎么样的？”

“我对玻色子的认知？”

听到徐云的反问，赵忠尧先是微微一怔，旋即便答道：

“当然是传递力的粒子了，类似于两个人扔皮球，规范玻色子就是那个皮球。”

徐云轻轻点了点头，没有评价赵忠尧这番话的对与否，而是继续说道：

“既然如此....赵主任，您是否想过一个问题呢？”

赵忠尧看了他一眼：

“什么问题？”

徐云竖起了一根手指：

“力的传递有媒介...也就皮球，那么丢皮球的人的质量....又是从哪里来的？”

“质量？”

赵忠尧重复了一遍这个词，数秒钟后，整个人瞳孔顿时狠狠一缩！

质量。

这是粒子领域中一个很重要的属性。

在宏观世界里，所有的宏观物体都是由原子构成的，原子是由原子核和核外电子构成的。

相对于原子核的质量，电子的质量（0.511MeV）可以是忽略不计的。

所对于宏观物质而言，它们的质量可以认为都集中在原子核上。

但微观领域却不一样。

例如原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的，质子和中子之内又有“元强子”，这些微粒之间力的传递已经有了相关描述，但质量的赋予机制却依旧空白一片。

而质量又不可能凭空出现，因此这种机制一直以来都是一个非常前沿的理论探讨区间。

不过遗憾的是无论国内还是国际上，都从未有人能够拿出一套合理的解释。

但眼下看来.....

徐云引导赵忠尧推导出的这种标量玻色子，莫非就具备这种可能性？

随后徐云想了想，双手手掌在面前比划了一块区域，说道：

“赵主任，您应该知道，在相对论量子理论中，因为能量极高，所以粒子的产生和湮灭可认为是必然现象。”

“这个现象导致了系统粒子数不守恒，因此引入了有无穷多自由度的场作为量子化的起点。”

“当时考虑一种满足相对论协变性的复标量场，于是便要求场的拉氏量尽可能简单，也就是说复标量场乘以因子exp后其拉氏量不变。”

“然后仿照爱因斯坦提出广义相对论的思想，把拉氏量中的导数写成协变导数，就得到了新拉氏量——这样做的后果就是必然引入一个矢量场。”

“这个矢量场在相应的规范限制下，最简单的模型就是电磁场。”

这一次，赵忠尧身边的陆光达先一步点了点头。

徐云的这番话他并不算陌生，当初他的好友杨振宁就是基于这个思路得到的杨米尔斯场。

不过这个时代的杨米尔斯场和电磁场一样没有质量，不能描述短程相互作用。

接着徐云扫了眼陆光达，继续说道：

“众所周知，杨米尔斯场存在有一个很大的弊端，那就是这个模型不存在质量——所以杨老...咳咳，杨振宁先生当初获得诺奖的成就并非杨米尔斯场，而是宇称不守恒。”

“但另一方面，如果引入某个全新的思路....杨米尔斯场却可以成为一个非常完美的理论与数学基地。”

徐云话音刚落。

陆光达便忍不住咽了口唾沫，迫不及待的问道：

“什么思路？”

徐云沉默了几秒钟：

“考虑.....简并真空。”

.....

注：

明天开始加更，一直加到月底，平均每天要8374字，算起起来8400好说了....