據(jù)羅會仟教授說，我們生活的這個宇宙世界，充斥著許多地球人不了解的暗能量暗物質(zhì)，剩下的只是可憐的人類自以為認(rèn)識的小小世界。從這個小小世界告訴你宇宙這個大世界是什么樣的？凝聚態(tài)物理學(xué)家文小剛教授已經(jīng)在大膽推測：我們生活在一鍋“面條湯”里，用更具有量子味道的語言來說，就是我們生活在一個量子信息世界，整個世界就是一個巨大的量子計算機(jī)----科幻黑客帝國里的矩陣世界可能比真實的物質(zhì)世界“更真實”；前提是，你得進(jìn)化到量子世界里去。
1981年文小剛選擇了普林斯頓，但過去才發(fā)現(xiàn)原來高能物理很熱鬧，于是他轉(zhuǎn)而搞高能物理，弦論的理念就此在他腦中扎根。博士后期間在加州大學(xué)圣巴巴拉分校，他的著名的諾獎得主同事、超導(dǎo)BCS理論中的施里弗，又用超導(dǎo)研究的魅力吸引他回歸到凝聚態(tài)物理領(lǐng)域。1989年回到普林斯頓的文小剛已經(jīng)變換追求物理之美的興趣。如凝聚態(tài)物理理論框架最重要的就是朗道的費(fèi)米液體理論和對稱自發(fā)破缺理論，但文小剛認(rèn)為這個理論框架不夠完美，或者，沒有到物理最底層的實質(zhì)。于是他展開了漫長的尋找世界本源的歷程，找到了“一鍋面條湯”和“量子信息世界”。
如他寫的《量子多體理論:從聲子的起源到光子和電子的起源》，在凝聚態(tài)物理學(xué)家們眼中，文小剛的理論曲高和寡，常人難以理解，有點(diǎn)像粒子物理學(xué)家看那些做弦論或膜論的科學(xué)家。那“面條湯”到底是啥？就是一百多年前，當(dāng)年經(jīng)典物理陷入的危機(jī)之一，就是光的載體----以太到底是否存在？邁克爾遜-莫雷的實驗證明光速是各向同性的，也就是說經(jīng)典的以太并不存在。但一百余年后的今年，已經(jīng)是量子力學(xué)的物理時代，量子形式的以太會有么？我們清楚地知道光是一種電磁橫波，但是什么東西的振動產(chǎn)生了電場和磁場，又是什么東西的振動產(chǎn)生了光？
文小剛帶著一個從本科時期就孕育的物理問題，思考出了新形式的以太----弦網(wǎng)液體。這個想法很簡單，因為光是橫波，而液體是不能傳播的----液體里只有如聲波等的縱波，固體里面不止有橫波也會有縱波，所以必須尋找到一個既不是液體也不是固體的物質(zhì)。文小剛借用弦理論中的思想，在那里基本粒子都從零維的點(diǎn)模型變成了一根根一維的弦，弦的振動、卷曲、纏繞的方式?jīng)Q定了粒子的質(zhì)量、電荷、自旋等性質(zhì)。如果假設(shè)我們的世界是由無數(shù)根看不見的“弦”組成，弦在不斷隨機(jī)波動地漲落，就像一鍋開水中的面條一樣（有的面條是個圈），形成了“面條湯”——弦網(wǎng)液體。找到了量子世界的以太，那么光就是弦網(wǎng)的密度波（只有橫波分量）。文小剛很顯然認(rèn)為他對弦網(wǎng)世界里電磁場也很容易得到解釋，也不過是弦網(wǎng)端點(diǎn)分布造成的結(jié)果而已。
即他的這鍋“面條湯”巧妙地利用弦的概念，統(tǒng)一了光子和電子/夸克。而電子和夸克可以組成一切原子，這些都是凝聚態(tài)物理中最基本的研究對象！就像粒子物理學(xué)中的弱電統(tǒng)一模型甚至大統(tǒng)一模型，無處不在的希格斯（Higgs）場讓粒子擁有了質(zhì)量。在凝聚態(tài)物理學(xué)中，無處不在的弦網(wǎng)液體形成了光子和電子，我們的世界因這鍋“面條湯”而變得鮮活。而且對弦網(wǎng)究竟是什么？文小剛說，其實就是量子世界的“長程糾纏”。用這種長程糾纏的概念可以推導(dǎo)出麥克斯韋方程和狄拉克方程----這是現(xiàn)代物理學(xué)中最基本的方程，也很有希望統(tǒng)一描述所有的基本粒子。進(jìn)一步為了更清楚地描述弦網(wǎng)凝聚思想，文小剛借用了量子計算機(jī)中的量子比特概念----量子比特其實代表的就是空間中的量子相互作用信息。量子比特的元激發(fā)，就像固體中聲子元激發(fā)一樣，會產(chǎn)生準(zhǔn)粒子。不過這里的“準(zhǔn)粒子”就是光子和費(fèi)米子，由于長程糾纏弦網(wǎng)凝聚的作用，光子和費(fèi)米子可以穩(wěn)定存在。我們的空間充斥著無數(shù)量子比特（好比一個巨大的量子計算機(jī)），其基態(tài)就是真空，而其激發(fā)態(tài)就是基本粒子，其運(yùn)動造成的結(jié)果就是電磁波。
文小剛很顯然認(rèn)為他對弦網(wǎng)世界里電磁場也很容易得到解釋，也不過是弦網(wǎng)端點(diǎn)分布造成的結(jié)果而已。即這鍋“面條湯”巧妙地利用弦的概念，統(tǒng)一了光子和電子/夸克。而電子和夸克可以組成一切原子，這些都是凝聚態(tài)物理中最基本的研究對象！就像粒子物理學(xué)中的弱電統(tǒng)一模型甚至大統(tǒng)一模型，無處不在的希格斯場讓粒子擁有了質(zhì)量。在凝聚態(tài)物理學(xué)中，無處不在的弦網(wǎng)液體形成了光子和電子，我們的世界因這鍋“面條湯”而變得鮮活。文小剛說，弦網(wǎng)究竟是什么？其實就是量子世界的“長程糾纏”。用這種長程糾纏的概念可以推導(dǎo)出麥克斯韋方程和狄拉克方程----這是現(xiàn)代物理學(xué)中最基本的方程，也很有希望統(tǒng)一描述所有的基本粒子。進(jìn)一步為了更清楚地描述弦網(wǎng)凝聚思想，文小剛借用了量子計算機(jī)中的量子比特概念----量子比特其實代表的就是空間中的量子相互作用信息。量子比特的元激發(fā)，就像固體中聲子元激發(fā)一樣，會產(chǎn)生準(zhǔn)粒子。不過這里的“準(zhǔn)粒子”就是光子和費(fèi)米子，由于長程糾纏弦網(wǎng)凝聚的作用，光子和費(fèi)米子可以穩(wěn)定存在。我們的空間充斥著無數(shù)量子比特（好比一個巨大的量子計算機(jī)），其基態(tài)就是真空，而其激發(fā)態(tài)就是基本粒子，其運(yùn)動造成的結(jié)果就是電磁波。
但有人說，文小剛的《量子多體理論:從聲子的起源到光子和電子的起源》確實有啟發(fā)性，但他的弦網(wǎng)液體理論解釋電子，是講“如果面條不是個圈，那么它的端點(diǎn)就正好對應(yīng)一個帶電荷的費(fèi)米子----它就是電子或夸克”，這對“把電子、光子解釋成像聲子那樣的低能激發(fā)，可能確實是事實，但這個圖像還是不會令人滿意（即它不可能是終點(diǎn)）。弦網(wǎng)凝聚又是什么呢？打一個比方，聲子是格點(diǎn)的振動激發(fā)，聲子是解釋清楚了，但格點(diǎn)的物質(zhì)承擔(dān)者是什么？是原子分子，其本質(zhì)是什么，這還是需要解釋。最終，這是一個無限循環(huán)的無法窮盡的解釋。古印度認(rèn)為世界就在一只烏龜上，那么烏龜在什么上面？又在另一只烏龜上面，…，無法窮盡的烏龜，等于沒有解釋?？赡苁澜缭跒觚斏洗_實是事實，但這幅圖景還是沒有窮盡”。
我們認(rèn)為文小剛在西方學(xué)習(xí)過，作為中國的有識之士恨不得打赤腳追趕歐美等西方高歌猛進(jìn)的夸克與弦論物理，是正確的。文小剛從本科時期就孕育的光子和電子起源的物理問題，發(fā)展弦論也是合符人們的習(xí)慣的。但文小剛要弦的概念統(tǒng)一光子和電子/夸克，道路也許還漫長。因為文小剛只知一維的弦的振動、卷曲、纏繞的方式，決定了粒子的質(zhì)量、電荷、自旋等性質(zhì)，這僅是一種科普解說，由于電子等輕子和夸克費(fèi)米子，各是6種；基本粒子的質(zhì)量起源有生成說和組成說之分，從一維的弦走到6種電子等輕子和夸克費(fèi)米子，數(shù)學(xué)還有許多具體問題。這正類似張首晟在單量子上所做的具體工作；在西方創(chuàng)建夸克與弦論的早期，中國也有類似的起步，當(dāng)然如果沒有世界別的主要國家的這類主流科學(xué)研究，我國的那些探索也不會被發(fā)表。
http://blog.sciencenet.cn/blog-1116346-736093.html
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點(diǎn)擊舉報。
