Chương 8: Lý luận hòn đá tảng —— tân trật tự môn hộ

Thời gian trở lại 1954 năm Princeton cao đẳng viện nghiên cứu, ngày mùa thu ánh mặt trời xuyên thấu qua cửa sổ, ở dương ninh trên bàn sách đầu hạ loang lổ quang ảnh. Trên bàn chất đầy tính toán giấy, mỗi một tờ đều rậm rạp mà tràn ngập phương trình, biểu đồ cùng nghi vấn.

Ở trước mặt hắn, hạt vật lý thế giới chính lâm vào xưa nay chưa từng có hỗn loạn. Thực nghiệm số liệu như thủy triều vọt tới, công bố hạt nhân nguyên tử bên trong lệnh người hoang mang hiện tượng: Hạch nhân, hạt nhân cùng nơ-tron bị nào đó lực lượng cường đại trói buộc ở bên nhau, nhưng loại này tính chất lực lượng lại cùng đã biết sở hữu hỗ trợ lẫn nhau đều bất đồng. Nó không phải điện từ lực, không phải dẫn lực, cũng không phải lúc ấy mới vừa bị nhận thức nhược hỗ trợ lẫn nhau.

Càng lệnh người hoang mang chính là cùng vị toàn tính đối xứng. Hạt nhân cùng nơ-tron chất lượng như thế tiếp cận, chúng nó ở cường hỗ trợ lẫn nhau trung tựa hồ là đối xứng, tựa như cùng cái tiền xu hai mặt. Nhưng loại này tính đối xứng ở trong hiện thực không ngừng bị đánh vỡ, tựa như một mặt hoàn mỹ gương xuất hiện vết rách.

Dương ninh đứng lên, đi đến phía trước cửa sổ. Vườn trường, bọn học sinh chính ôm sách vở vội vàng đi qua, bọn họ thế giới trật tự rành mạch, mà hắn thế giới —— hạt cơ bản thế giới —— lại là một mảnh hỗn độn.

“Chúng ta yêu cầu tân biểu đạt phương trình.” Hắn nhẹ giọng nói.

Robert · Mills đẩy ra dương ninh cửa văn phòng khi, trong tay cầm một phần mới vừa đánh ra tới luận văn bản nháp.

“Dương, ngươi xem cái này.” Mills trong thanh âm có một loại khó có thể ức chế hưng phấn, “Ta một lần nữa tính toán phí mễ nhược hỗ trợ lẫn nhau lý luận, phát hiện nếu chúng ta đem quy phạm bất biến tính mở rộng đến phi trao đổi tình hình……”

Dương ninh tiếp nhận luận văn, đôi mắt nhanh chóng đảo qua những cái đó phương trình. Đột nhiên, hắn ngừng lại.

“Từ từ, nơi này.” Hắn dùng tay chỉ trên giấy một cái tư thế, “Ngươi đem điện từ trường quy phạm biến hóa từ U(1) đàn mở rộng tới rồi……SU(2)?”

“Đúng vậy!” Mills kéo qua một phen ghế dựa ngồi xuống, “Ta suy nghĩ, nếu hạt nhân cùng nơ-tron thật là cùng cái hạt hai loại trạng thái, tựa như sự quay tròn hướng về phía trước cùng xuống phía dưới điện tử, như vậy đem chúng nó liên hệ lên biến hóa hẳn là hình thành một cái đàn. Mà đơn giản nhất phi trao đổi đàn chính là SU(2).”

Dương ninh mắt sáng rực lên: “Tựa như Wolf cương · phao lợi nói, thượng đế sáng tạo hạt, nhưng ma quỷ sáng tạo hỗn hợp.”

Hai người trầm mặc một lát, trong không khí tràn ngập một loại sắp đột phá dự cảm.

“Nhưng là có một cái vấn đề.” Mills thanh âm thấp xuống, “Khi ta nếm thử cấu tạo cái này lý luận lượng tử phiên bản khi, xuất hiện một ít…… Điềm xấu hạng.”

“Chất lượng hạng?” Dương ninh hỏi.

Mills gật gật đầu: “Quy phạm pha xúc xắc cần thiết có chất lượng mới có thể truyền lại hành trình ngắn lực, nhưng ở quy phạm lý luận trung, nếu trực tiếp gia nhập chất lượng hạng, liền sẽ phá hư quy phạm bất biến tính.”

Dương ninh đứng lên, bắt đầu ở trong phòng dạo bước. Ngoài cửa sổ ánh sáng dần dần trở tối, nhưng hắn cơ hồ không có chú ý tới thời gian trôi đi.

“Có lẽ chúng ta không nên trực tiếp gia nhập chất lượng hạng.” Hắn đột nhiên dừng lại bước chân, “Có lẽ chất lượng này đây một loại khác phương thức xuất hiện.”

Dương an hòa Mills đã liên tục công tác 72 giờ. Văn phòng mỗi một mặt tường đều biến thành lâm thời bảng đen, mặt trên tràn ngập phương trình cùng biểu đồ.

Ly cà phê cùng từng đoàn giấy nháp rơi rụng đầy đất, nhưng hai người tinh thần lại dị thường phấn khởi.

“Xem nơi này.” Dương ninh chỉ vào bảng đen thượng một tổ phương trình, “Nếu chúng ta yêu cầu Lagrange lượng ở cục vực SU(2) biến hóa hạ bất biến, như vậy quy phạm tràng cần thiết lấy một loại riêng phương thức cùng vật chất tràng ngẫu hợp.”

Mills lau một khối bảng đen, bắt đầu viết xuống tân suy luận: “Hơn nữa quy phạm tràng bản thân động lực học hạng cần thiết bao hàm tràng cường trương lượng…… Nhưng cái này trương lượng không hề là tuyến tính!”

Đây đúng là mấu chốt nơi. Ở điện từ lý luận trung, quang tử tràng ( U(1) quy phạm tràng ) tràng cường trương lượng là đơn giản đạo số tổ hợp. Nhưng ở SU(2) lý luận trung, bởi vì đàn không thể trao đổi tính, tràng cường trương lượng cần thiết bao hàm quy phạm tràng tự thân tích số hạng.

“Này ý nghĩa quy phạm pha xúc xắc sẽ tự hỗ trợ lẫn nhau.” Dương ninh trong thanh âm có một loại kính sợ, “Chúng nó không chỉ có truyền lại lực, chúng nó chi gian cũng có hỗ trợ lẫn nhau. Đây là một cái hoàn toàn mới khái niệm.”

Mills đột nhiên ngừng tay trung phấn viết: “Dương, nếu chúng ta hiện tại nếm thử lượng tử hóa cái này lý luận……”

Hai người liếc nhau, đồng thời ý thức được bọn họ khả năng phát hiện một cái so mong muốn lớn hơn nữa đồ vật. Bọn họ lúc ban đầu mục tiêu là miêu tả cường hỗ trợ lẫn nhau, nhưng trước mắt cái này lý luận kết cấu như thế cơ bản, như thế tuyệt đẹp, nó khả năng áp dụng với càng rộng khắp vật lý hiện tượng.

“Chúng ta yêu cầu viết ra hoàn chỉnh lượng tử hóa phương án.” Dương ninh nói, “Đường nhỏ tích phân? Chính tắc lượng tử hóa?”

“Từ chính tắc lượng tử hóa bắt đầu.” Mills kiến nghị nói, “Chúng ta yêu cầu định nghĩa cộng ách động lượng, gây ước thúc, sau đó tiến hành lượng tử hóa.”

Công tác tiếp tục tiến hành. Ban đêm biến thành sáng sớm, sáng sớm lại biến thành ban đêm. Bọn họ cơ hồ quên mất thời gian, quên mất ăn cơm, thậm chí quên mất giấc ngủ. Ở bọn họ trong đầu, một cái hoàn toàn mới lý luận dàn giáo đang ở thành hình —— lượng tử hóa phi trao đổi quy phạm tràng luận.

Vấn đề lớn nhất là chất lượng. Vì miêu tả hành trình ngắn cường hỗ trợ lẫn nhau, truyền lại loại này lực hạt cần thiết có chất lượng. Nhưng ở bọn họ quy phạm lý luận dàn giáo trung, quy phạm pha xúc xắc cần thiết là vô chất lượng —— nếu không liền sẽ phá hư cục vực quy phạm bất biến tính này một lý luận hòn đá tảng.

“Đây là một cái căn bản tính mâu thuẫn.” Mills nhìn ngoài cửa sổ bay xuống lá cây, “Chúng ta lý luận ở toán học thượng như thế tuyệt đẹp, nhưng nó miêu tả hạt lại là trong giới tự nhiên không tồn tại vô chất lượng hạt.”

Dương ninh trầm mặc một lát, sau đó nói: “Có lẽ vấn đề không ở với lý luận, mà ở với chúng ta đối chất lượng lý giải.”

“Có ý tứ gì?”

“Có lẽ chất lượng không phải cơ bản tham số.” Dương ninh bắt đầu ở bạch bản thượng vẽ, “Có lẽ nó là ở nào đó tính đối xứng tự phát phá thiếu trong quá trình sinh ra. Tựa như thiết từ thể ở cư độ ấm dưới tự phát từ hoá, đánh vỡ xoay tròn tính đối xứng.”

Mills tự hỏi cái này ý tưởng: “Ngươi là nói, chân không bản thân khả năng có nào đó kết cấu, loại này kết cấu đánh vỡ quy phạm tính đối xứng, nhưng lại không phải rõ ràng phá hư……”

“Đúng vậy.” Dương ninh đôi mắt lóe quang, “Như vậy, quy phạm pha xúc xắc có thể ở Lagrange lượng mặt bảo trì vô chất lượng, nhưng ở vật lý mặt đạt được chất lượng. Tựa như quang tử ở không có hi cách tư cơ chế điện nhược lý luận trung như vậy.”

Hai người đều ý thức được, bọn họ khả năng phát hiện một cái so cường hỗ trợ lẫn nhau lý luận càng cơ bản đồ vật —— một cái về tính đối xứng cùng tính đối xứng phá thiếu khắc sâu nguyên lý, nguyên lý này khả năng áp dụng với sở hữu cơ bản hỗ trợ lẫn nhau.

“Nhưng đây là một cái khác hạng mục.” Dương ninh cười khổ nói, “Chúng ta hiện tại công tác đã cũng đủ khiến cho tranh luận.”

Mấy tháng sau, dương an hòa Mills luận văn chính thức phát biểu, tại lý luận vật lý học giới khiến cho thật lớn hưởng ứng. Chính như bọn họ sở liệu, có học giả đưa ra bén nhọn phê bình, nhưng càng nhiều năm nhẹ vật lý học gia thấy được cái này lý luận tiềm lực.

Nhiều năm sau, này đó tư tưởng chân chính ý nghĩa mới hoàn toàn hiện ra:

1960 niên đại, tạ nhĩ đăng · cách kéo tiếu, Steven · ôn Berg cùng a nhĩ lặc · Zalam đem Lý thuyết Yang – Mills lý luận cùng tính đối xứng tự phát phá thiếu khái niệm kết hợp, đưa ra điện nhược thống nhất lý luận.

1970 niên đại, đặc hoắc phu đặc cùng Vi nhĩ đặc mạn chứng minh rồi phi trao đổi quy phạm lý luận nhưng trọng chỉnh tính, tiêu trừ lượng tử hóa cuối cùng chướng ngại.

1970 niên đại hậu kỳ, căn cứ vào SU(3) sắc tính đối xứng lượng tử sắc động lực học thành lập, trở thành miêu tả cường hỗ trợ lẫn nhau hiện đại lý luận —— đây đúng là dương an hòa Mills lúc ban đầu mục tiêu, cứ việc bọn họ 1954 năm lý luận miêu tả không phải cường hỗ trợ lẫn nhau, mà là sau lại bị nhận thức đến một loại bất đồng lực.

1990 niên đại, Lý thuyết Yang – Mills lý luận trở thành tiêu chuẩn mô hình trung tâm toán học kết cấu, miêu tả trừ dẫn lực ngoại sở hữu cơ bản hỗ trợ lẫn nhau.

2004 năm, ở Lý thuyết Yang – Mills lý luận phát biểu 50 đầy năm khoảnh khắc, đã 82 tuổi tuổi hạc dương ninh ở tiếp thu phỏng vấn.

Phóng viên hỏi: “Nhìn lại 1954 năm công tác, ngài sâu nhất cảm thụ là cái gì?”

Dương ninh trầm tư một lát, trả lời nói: “Khoa học phát hiện tựa như trong bóng đêm sờ soạng. Ngươi cùng Mills giáo thụ lúc ấy biết chính mình ở làm quan trọng công tác, nhưng không biết có bao nhiêu quan trọng. Chúng ta biết lý luận không hoàn chỉnh —— quy phạm pha xúc xắc hẳn là vô chất lượng, nhưng chúng ta cần phải có chất lượng hạt. Cái này mâu thuẫn bối rối chúng ta thật lâu.”

“Sau lại là như thế nào giải quyết đâu?” Phóng viên truy vấn.

“Thông qua tính đối xứng tự phát phá thiếu khái niệm.” Dương ninh mỉm cười nói, “Thú vị chính là, cái này ý tưởng sớm nhất đến từ Vật lý vật chất ngưng tụ, mà không phải hạt vật lý. Này nhắc nhở chúng ta, bất đồng lĩnh vực giao nhau thường thường có thể sinh ra sâu nhất giải thích.”

“Ngài đối tuổi trẻ nhà khoa học có cái gì kiến nghị?”

Dương ninh đôi mắt nhìn phía phương xa, phảng phất thấy được 1954 năm Princeton cái kia văn phòng, mãn tường phương trình, vô tận cà phê cùng với Mills kịch liệt thảo luận.

“Phải có dũng khí theo đuổi nhìn như không có khả năng ý tưởng.” Hắn chậm rãi nói, “Nhưng cũng phải có trí tuệ nhận thức đến này đó ý tưởng cực hạn tính. Nhất quan trọng là, muốn thưởng thức tự nhiên hiện ra cho chúng ta toán học chi mỹ. Ở cơ bản mặt, tự nhiên tựa hồ càng quan tâm ưu nhã toán học kết cấu, mà không phải chúng ta nhân loại thực dụng suy xét.”

Phỏng vấn sau khi kết thúc, dương ninh đi đến phía trước cửa sổ. BJ bầu trời đêm bị thành thị ánh đèn chiếu sáng lên, nhìn không tới ngôi sao. Nhưng hắn trong lòng, vẫn như cũ lóng lánh 1954 năm Princeton thu đêm những cái đó tinh quang —— những cái đó chứng kiến hai cái vật lý học gia ý đồ dùng toán học ngôn ngữ giải đọc vũ trụ thâm ảo nhất bí tinh quang.

Ở cái kia lý luận trung, bọn họ không chỉ có đưa ra miêu tả hỗ trợ lẫn nhau tân dàn giáo, càng quan trọng là, bọn họ triển lãm tính đối xứng như thế nào trở thành vật lý định luật chỉ đạo nguyên tắc —— này vừa thấy giải đem ảnh hưởng tương lai vài thập niên cơ sở vật lý học phát triển.

Mà hết thảy này, bắt đầu từ một cái đơn giản vấn đề: Là cái gì lực lượng đem hạt nhân nguyên tử buộc chặt ở bên nhau?

Có khi, sâu nhất đáp án đến từ ngây thơ nhất vấn đề. Có khi, nhất to lớn lý luận bắt đầu từ nhất nhỏ bé hỗn loạn. Ở khoa học trên đường, hỗn loạn không phải địch nhân, mà là dẫn đường —— chỉ hướng những cái đó chờ đợi bị phát hiện tân trật tự môn hộ.

Ở lượng tử thế giới chỗ sâu trong, tính đối xứng vẫn cứ thống trị hết thảy, tựa như một đầu không có cuối thơ, chờ đợi bị những cái đó có dũng khí đọc nó người phát hiện.