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higgs机制_用higgs机制解释_存在右手中微子嘛

2016-12-04 22:02 网络整理 教案网

存在右手中微子嘛_higgs机制_用higgs机制解释

今天在单位加班做测试(泥煤的我怎么老加班!!!),测试最近做的东西的耗电情况如何。

这方面比较悲剧的是,为了可以得到不扰的数值,每次测试都是把手机的电充满,然后干跑二十分钟。于是算上充电的时间,折腾一次至少半小时没了。

于是就想到,这次回学校,见到不少学弟,其中有一个学霸类型的学弟问了我老板一个问题,关于量子场论中的场的。

大意就是说,薛定谔方程用的是哈密顿算法,而路径积分的作用量用的是拉氏量而非哈密顿量,同时我们又知道拉氏量和哈密顿量并不总能一一对应(有拉氏量必然可以通过变换得到哈密顿量,但对于非保守体系这反过来的过程就不一定能做到了),那这里是否会有问题?

这个问题最后导师给的回答其实和原问题没啥关系,主要集中在什么是正则量子化什么是路径积分量子化这个更一般性的问题上。

于是我就在想了——你看,开场白这么大一串终于引出正式的废话了——场这货到底是什么?

正好我写简书这么久了,还从来没扯过我的专业,所以这2014年第一篇简书就扯扯我的专业吧。

首先,我们需要明白一下,现代物理大概是什么样的。

有一个耳熟能详的故事一直在民间流传,那就是现代物理是在老物理大厦上空的两朵乌云上建立起来的。这两朵乌云最终一个导致了相对论,一个引出了量子论。

现代物理的两个核心,就是这两货。

但,乌云之所以是乌云,最关键的要素就是——它够乌。

于是乎,物理发展到了现在,这两朵乌云依然可以说在那里乌青着——相对论和量子论至今还没有彻底揉合在一起。

这么说其实并不能算全OK,这要看你怎么说相对论和量子论了。

比如说吧,我们如果站在最原始的相对论的角度,即所谓的狭义相对论的角度,那么相对论和量子论已经算是融合了的,那就是“相对论性量子力学”和“量子场论”,这两货都是狭义相对论和量子理论的杂交品。

问题就来了,这广义相对论很不安分。

广义和狭义的基本区别,在于:狭义相对论说的是时空整体总能和一个我们所熟悉的闵科夫斯基时空对应,而不管观测者怎么运动,而广义相对论则说,哪怕只从时空的某个局部点来看,也是如此。

说得物理一点,就是狭义相对论认为,物理规律在(平直的)时空整体上总是各向同性的,而广义相对论则认为即便在任意时空上,微观上也是如此。

这两个之所以有这么一种看似很蛋疼的区别,就在于狭义相对论还没开始考虑引力,而广义相对论考虑了。

从狭义到广义的思想再进一步,就是所谓的规范场思想了——不但在时空上如此,在内秉空间也是如此。

这太抽了,等下再说。

说场的意义为什么要先说相对论?因为相对论开启了一个物理哲学上全新的纲领——几何纲领。而场纲领是几何纲领的自然延续。

PS:所谓纲领,就和后来量子理论中的各种诠释一样,是你理解物理理论与物理观念的一套概念体系。

在几何纲领之前,力这个概念本身和几何是一点关系都没有的。力就是力,比如电力通过电力线来表示,磁力通过磁力线来表示,它们的传递和作用都看作是一种抽象的存在——通过可以被具象化的力线,我们清楚地“看到”了力的传播和作用。这就是几何纲领之前的力的图景。

从广义相对论开始,一个新的思维被引入了——力可以不是这么抽象的存在,而是某种物理实在的几何表现——比如说,时空作为一个物理实在,它的形变形成了引力——而这形变就是一种几何属性。

因此,几何纲领的主要内涵,就是说,相互作用可以被表述为物理实在的几何属性。比如说,规范场论和广义相对论,都是这么一种思路。

但,即便是几何纲领也分强弱两个版本,强几何纲领认为时空是几何的,而弱几何纲领则认为时空是时空,几何只是正好描述了时空。这里的差距可以自己感受一下。

我们跳跃一下,这里就可以穿插正文之前的废话中所提到的对场的理解了——场是物理实在还是物理描述?如果场是物理实在,那么狄拉克方程和克莱茵方程就给出了这个物理实在的形态;而如果场是物理描述,那么狄拉克方程和克莱茵方程所给出的其实只是真正的物理——粒子——的量子描述——几率波。这两个观点中的物理实在不同,所以许多细节的理解就会变得很不一样。比如在后一个观点上我们才能说二次量子化,在前一个观点中场还是经典产物,哪来的“第二次”量子化?场论只是对经典场的一次直接量子化而已。