作者 茍文儉
量子場(chǎng)理論中,粒子都被認(rèn)為是類點(diǎn)存在物。我們知道,由于引力勢(shì)或庫侖勢(shì)U ∝ r-1,粒子如果是一個(gè)點(diǎn),因它的半徑 r → 0,則就有∣U∣→ ∞,表明使粒子裂解的能量將會(huì)是無窮大;這決不允許。因此,真實(shí)的粒子決非是幾何點(diǎn),它們都應(yīng)當(dāng)是有大小的延展體,都有其各自的內(nèi)部空間。 粒子內(nèi)部時(shí)空,是指在物理理論中,我們對(duì)粒子組成成分在內(nèi)部空間運(yùn)動(dòng)及相互作用描述時(shí),所使用的時(shí)間與空間概念。 作者在《粒子及其質(zhì)量計(jì)算》一書表述的I-V模型中,把粒子內(nèi)部的時(shí)空就稱為P時(shí)空,把粒子外部空間不考慮真空漲落的理想條件下的時(shí)空,也稱是普通時(shí)空。 (一) 該書的第二章第九節(jié)指出(p68),我們實(shí)際進(jìn)行的測(cè)量,都開始于粒子的個(gè)體存在。也就是說,實(shí)際測(cè)量都不可能深入到粒子內(nèi)部。因此,我們對(duì)P時(shí)空的認(rèn)識(shí)只能依賴于以下兩個(gè)方面: 1、在粒子內(nèi)部存在與粒子個(gè)體行為相關(guān)聯(lián)時(shí),通過粒子個(gè)體行為實(shí)現(xiàn)對(duì)P時(shí)空做測(cè)量;如粒子壽命,就是對(duì)不穩(wěn)定粒子P時(shí)空中的一種P時(shí)間所做的測(cè)量。 2、通過對(duì)粒子組成的認(rèn)識(shí),用其組成成分實(shí)現(xiàn)存在的具體方式,來認(rèn)識(shí)P時(shí)空。 在量子場(chǎng)理論中,由于我們并不能對(duì)粒子的構(gòu)成做任何有意義的理解,所以它就總是視粒子為“點(diǎn)”結(jié)構(gòu)。I-V模型認(rèn)識(shí)了組成粒子基元V實(shí)現(xiàn)存在的具體方式,即認(rèn)識(shí)了V存在內(nèi)容,粒子組成成分實(shí)現(xiàn)存在的具體方式非常清楚(p80),也就可以十分清楚地認(rèn)識(shí)到P時(shí)空的具體情形。該書第七章第六節(jié)認(rèn)識(shí)到P時(shí)空中,P時(shí)間與P空間有如下多種形式。 1、I-V模型中,根據(jù)時(shí)間是客體某種存在內(nèi)容在客體事件中變化過程的理解,P時(shí)間就有這四種不同形式:(1)粒子運(yùn)動(dòng)物體存在方位周期性變化形成的Pc時(shí)間;(2)粒子在特定環(huán)境中質(zhì)量增加而變化形成的Pi躍遷時(shí)間;(3)粒子衰變質(zhì)量減少變化形成的Pi衰變時(shí)間;(4)粒子物質(zhì)內(nèi)部軌道轉(zhuǎn)動(dòng)過程形成的Ps時(shí)間(p250)。 2、根據(jù)I-V模型中、關(guān)于空間是客體在客體事件中以某種方式實(shí)現(xiàn)廣延性存在的理解,P空間就也有這三種不同形式:(1)由靜止質(zhì)量物質(zhì)可動(dòng)性在粒子內(nèi)部實(shí)現(xiàn)廣延性存在的Pi空間;(2)由構(gòu)成粒子運(yùn)動(dòng)物質(zhì)可動(dòng)性在粒子內(nèi)部實(shí)現(xiàn)廣延性存在的Pc空間;(3)由構(gòu)成粒子自旋或轉(zhuǎn)動(dòng)物質(zhì)的可動(dòng)性、在粒子內(nèi)部實(shí)現(xiàn)廣延性存在的Ps空間(p251)。 (二) 對(duì)粒子外部的普通空間,由于不考慮真空漲落,容易理解它有以下三個(gè)特征: 1、客體在普通空間中位置的相對(duì)移動(dòng)是確定的,都具有經(jīng)典運(yùn)動(dòng)學(xué)的確定意義。 2、普通空間中不同的點(diǎn)位置的每一個(gè)方向,以及每一個(gè)位置都不可區(qū)分。 3、對(duì)任何粒子外部,普通空間均可以延展到全宇宙。 上述第一個(gè)特征是現(xiàn)代物理理論描述的重要基礎(chǔ)。根據(jù)上述第2、3兩個(gè)特征,再考慮實(shí)際理論總是使用了運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)間,所描述客體在某一普通時(shí)空域中運(yùn)動(dòng)及變化的規(guī)律,必將滿足以下一些變換規(guī)則: 1、對(duì)任意空間位置及不同方向的變換,均不會(huì)有什么變化。 2、在相反方向做運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)間的等效變換,有時(shí)間變換的不變性。 描述客體運(yùn)動(dòng)及變化的規(guī)律滿足上述變換規(guī)則,再加之普通時(shí)空中光速是客體運(yùn)動(dòng)的極限,這也就構(gòu)成了現(xiàn)代物理理論所稱四維時(shí)空的洛侖茲不變性。即在粒子外部普通空間,客體可動(dòng)性都具有經(jīng)典運(yùn)動(dòng)學(xué)的確定意義,運(yùn)動(dòng)時(shí)間是可逆的,客體在普通空間受力與運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律,也都滿足洛侖茲不變性。 根據(jù)對(duì)三種形式P空間的具體分析,該書也還得到了這樣的分析命題(p251): 在對(duì)粒子組成的表述中:對(duì)構(gòu)成粒子靜止質(zhì)量單位的相關(guān)規(guī)律,不具有在Pi空間平移變換的不變性;在粒子內(nèi)部對(duì)實(shí)現(xiàn)廣延性存在方向有關(guān)的規(guī)律,也不具有在Ps空間或Pc空間旋轉(zhuǎn)變換的不變性。P時(shí)空粒子內(nèi)部存在內(nèi)容與普通時(shí)空粒子個(gè)體存在內(nèi)容,不僅遵循的規(guī)律不同,表述方法也各不相同。 (三) 粒子個(gè)體在普通時(shí)空中遵循的規(guī)律,就稱是粒子個(gè)體規(guī)律,而粒子組成成分在P時(shí)空的規(guī)律,也稱是粒子構(gòu)成規(guī)律。 規(guī)范理論的標(biāo)準(zhǔn)模型把常規(guī)物理規(guī)律、通過類推演繹用來描述P時(shí)空的對(duì)象,其實(shí)質(zhì)就是用相同的邏輯前提、用來描述粒子在普通時(shí)空與P時(shí)空的存在內(nèi)容,這就必然構(gòu)成了以下兩個(gè)顯而易見的弊端: 1、完全混淆了普通時(shí)空與P時(shí)空中、在粒子事件中表現(xiàn)的粒子不同存在內(nèi)容的根本差異,所以如該書第一章第六節(jié)所述,標(biāo)準(zhǔn)模型對(duì)粒子存在的描述,就具有了表述不確定性和定義域缺陷(p30)。 2、由于沒有以粒子在P時(shí)空實(shí)現(xiàn)存在的客體化存在為依據(jù),因此對(duì)與粒子內(nèi)部存在有關(guān)事件的理解,以及對(duì)粒子的組成存在內(nèi)容,就只能憑猜測(cè)與想像,其結(jié)果就只能把面臨了困境的表述粒子構(gòu)成的理論帶進(jìn)死胡同。 以下事實(shí),就為P時(shí)空粒子構(gòu)成規(guī)律、與普通時(shí)空粒子個(gè)體規(guī)律,它們完全不具有類推的可演繹關(guān)系提供了充分證據(jù)。 1、粒子自旋反映了粒子內(nèi)部空間轉(zhuǎn)動(dòng),但它既不滿足狹義相對(duì)論運(yùn)動(dòng)規(guī)律,也無法用量子力學(xué)理解;這就是在Ps空間的粒子構(gòu)成規(guī)律,完全不同于普通空間粒子個(gè)體規(guī)律最直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 2、大量穩(wěn)定粒子的弱衰變中,它們過去與現(xiàn)在均各不相同,該過程并不具有可逆性;這就是Pi衰變時(shí)間不能與運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)間做等價(jià)變換最典型的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 3、驗(yàn)證弱作用宇稱不守恒實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)外磁場(chǎng)把放射性核磁矩排列起來時(shí),β衰變中β電子沿磁場(chǎng)方向和反磁場(chǎng)方向飛出的數(shù)量并不相等,表明作為實(shí)驗(yàn)粒子的中子具有某種內(nèi)部“螺旋”。這也就是與粒子內(nèi)部實(shí)現(xiàn)廣延性存在方向有關(guān)的粒子構(gòu)成規(guī)律,在Ps空間或Pc空間不具有旋轉(zhuǎn)變換不變性最直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 【注】:該文編輯于作者新著《粒子及其質(zhì)量計(jì)算》第七章第六節(jié)的部分內(nèi)容;本文所稱的該書即是《粒子及其質(zhì)量計(jì)算》,文中相關(guān)句子后面括號(hào)內(nèi)的p加數(shù)字,如(p68),指的是該處所論述的內(nèi)容出自該書的第68頁。期待網(wǎng)友通過本文的介紹能夠?qū)ψ髡叩腎-V模型感興趣。 完成于2009-6-15 |
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