第1410節(jié)
這種涉及到大量數(shù)學(xué)的組合過(guò)程,對(duì)他來(lái)說(shuō)倒是要比一些理論概念更加好理解——畢竟其中很多參數(shù)和固態(tài)物理是互通的。 “適配導(dǎo)數(shù)算符,即滿(mǎn)足▽agbc=0,則▽aζb+▽bζa=0……” “最大對(duì)稱(chēng)的時(shí)空所以要有最大的killing矢量場(chǎng),黎曼曲率張量的定義▽a▽bζc-▽b▽aζc=rabcdζd帶入得……” “把這個(gè)張量等式化在坐標(biāo)里……” “12345678abcdefg……” 幾分鐘后。 黃昆有些驚疑不定的抬起頭,猶疑著對(duì)楊振寧問(wèn)道: “老楊,你們準(zhǔn)備從對(duì)偶的情況入手?” 楊振寧輕輕點(diǎn)了點(diǎn)頭: “沒(méi)錯(cuò)?!?/br> 黃昆頓時(shí)默然。 怎么說(shuō)呢…… 楊振寧和李政道想到的這個(gè)模型,從某種意義上來(lái)看確實(shí)挺有意思的: 模型的兩個(gè)支點(diǎn)來(lái)自不同的理論,關(guān)聯(lián)的情景也不相同,甚至連時(shí)空維數(shù)也不一樣。 但是…… 在引入對(duì)偶的概念后,它忽然發(fā)生了某些變化。 所謂對(duì)偶,指的是如果一個(gè)物理系統(tǒng)有兩種不同但等價(jià)的描述方式,那么這兩種描述方式是對(duì)偶的。 比較知名的例子有經(jīng)典二維ising模型的自對(duì)偶,二維xy模型的粒子渦旋對(duì)偶。 還有一維相互作用費(fèi)米子體系的玻色化,原則上也算是一類(lèi)對(duì)偶。 在楊振寧和李政道他們做出的這個(gè)對(duì)偶模型中。 當(dāng)一個(gè)理論是強(qiáng)耦合的時(shí)候,另一個(gè)理論就是弱耦合的。 二者用一個(gè)很微妙的方式,將廣義相對(duì)論和量子力學(xué)的一些東西結(jié)合在了一起。 根據(jù)黃昆剛剛做出的簡(jiǎn)單演算。 楊振寧此前推導(dǎo)出的量子化環(huán)路積分在這個(gè)模型下是成立的,但是也就僅此而已了。 如果換做其他任何一個(gè)粒子,無(wú)論是電子、質(zhì)子還是中微子,它們都在模型下是失效的——至少數(shù)學(xué)上如此。 比如說(shuō)質(zhì)子。 如果根據(jù)這個(gè)對(duì)偶計(jì)算,一枚質(zhì)子的質(zhì)量最終會(huì)顯示300多克,中微子的質(zhì)量甚至是負(fù)的…… 不過(guò)這情況早就在黃昆的預(yù)料之中,畢竟楊振寧一開(kāi)始就說(shuō)過(guò)了,這是專(zhuān)門(mén)為引力子做的模型。 接著黃昆放下手中的筆,對(duì)楊振寧問(wèn)道: “老楊,這個(gè)框架已經(jīng)做出來(lái)了……那么技術(shù)上的應(yīng)用呢?” “你準(zhǔn)備怎么使用這個(gè)框架,去撈引力子這條大魚(yú)?” 早先提及過(guò)。 引力子理論上的能級(jí)接近普朗克尺度,這種尺度別說(shuō)現(xiàn)在了,過(guò)一百年估摸著都有些夠嗆。 黃昆雖然不至于沒(méi)逼數(shù)到現(xiàn)在就想找到引力子,但也沒(méi)那么寬廣到可以等上個(gè)一百多年——那時(shí)候估摸著華夏足球隊(duì)都能拿世界杯冠軍了吧? 他能接受的時(shí)間線在20-30年左右,再晚不能超過(guò)四十年。 畢竟四十年后,他們這批人差不多都已經(jīng)接近或者已經(jīng)辭世了。 而想要確定具體時(shí)間,具體的項(xiàng)目應(yīng)用就顯得很關(guān)鍵了。 項(xiàng)目的難易、合理與否,直接關(guān)系著出結(jié)果的時(shí)間——至少是理論上的時(shí)間。 隨后看著目光灼灼的黃昆,楊振寧沉默了幾秒鐘: “老黃,你還記得我之前和你說(shuō)的那句話嗎?” “——以ads為理論基礎(chǔ),整合出一個(gè)能夠描述引力子的模型,然后再去尋找它在宇宙中的跡象?!?/br> “你仔細(xì)想一想,這句話的重點(diǎn)在哪里。” “重點(diǎn)?” 黃昆重復(fù)了一遍楊振寧的話,旋即呼吸一滯: “老楊,你是說(shuō)宇宙中的跡象?” 楊振寧輕輕點(diǎn)了點(diǎn)頭,深沉的抬頭看向了天空: “沒(méi)錯(cuò),宇宙,準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是……” “原初引力波。” …… 第710章 立約! “原初引力波?” 這一次。 聽(tīng)到楊振寧拋出的這個(gè)概念,黃昆臉上倒沒(méi)之前那般疑惑了。 取而代之的。 則是一抹若有所悟的思色。 引力波。 這三個(gè)字其實(shí)應(yīng)該分成兩部分來(lái)理解,也就是“引力”和“波”。 那么引力為什么會(huì)有個(gè)波呢? 答案顯然并不是因?yàn)橐κ莻€(gè)女性,而是因?yàn)闀r(shí)空有了結(jié)構(gòu)——我們平時(shí)觀察到的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng),都是發(fā)生在時(shí)空之中的。 某種意義上可以理解為物質(zhì)是演員,時(shí)空是這些演員表演的舞臺(tái)。 普通的波,例如水波、聲波、電磁波,都是演員在運(yùn)動(dòng),舞臺(tái)不動(dòng)。 而引力波呢,則是舞臺(tái)本身的運(yùn)動(dòng)。 在小牛的牛頓力學(xué)中。 時(shí)空是一個(gè)平淡無(wú)奇的舞臺(tái),因?yàn)闀r(shí)間就是均勻的流逝,空間就是均勻的綿延。 無(wú)論物質(zhì)有多少、怎么運(yùn)動(dòng),對(duì)這個(gè)舞臺(tái)都沒(méi)有影響,所以不可能有波動(dòng),也就是此前提及過(guò)的絕對(duì)時(shí)空觀。 但在老愛(ài)的相對(duì)論中,舞臺(tái)的性質(zhì)就很特別了。 在廣義相對(duì)論中,老愛(ài)對(duì)引力的描述方式變得比小牛的平方反比律復(fù)雜多了,成了繞一個(gè)很大的彎子: 質(zhì)量引起時(shí)空的彎曲,物體在彎曲的時(shí)空中運(yùn)動(dòng),看起來(lái)就像是受到引力的作用一樣。 好比諸位面前有一張平坦的紙,它的曲率是零。 在這張紙上面,三角形的內(nèi)角和等于180度,圓的周長(zhǎng)等于2π乘以半徑,如此等等,歐幾里得幾何(就是你初中學(xué)的平面幾何)的定理都成立。 如果把這張紙變形一下,比如說(shuō)變成一個(gè)球面,曲率大于零,許多歐幾里得幾何的定理在這里就不成立了。 例如三角形的內(nèi)角和大于180度——你甚至可以做出三個(gè)內(nèi)角都是直角的球面三角形,它的內(nèi)角和高達(dá)270度,圓的周長(zhǎng)小于2π乘以半徑等等…… 如果把這張紙變成馬鞍形,曲率小于零,你同樣也會(huì)發(fā)現(xiàn)許多違反歐幾里得幾何的現(xiàn)象,只是表現(xiàn)在相反的方向。 例如三角形的內(nèi)角和小于180度,圓的周長(zhǎng)大于2π乘以半徑。 當(dāng)把彎曲的對(duì)象從一張紙……也就是一個(gè)二維的面推廣到相對(duì)論的時(shí)空……也就是一個(gè)四維的幾何結(jié)構(gòu),就明白“時(shí)空彎曲”是什么意思了,就是時(shí)空的每一點(diǎn)都可以有個(gè)或正或負(fù)或零的曲率。 廣義相對(duì)論給出了質(zhì)量與附近的時(shí)空曲率之間的關(guān)系,質(zhì)量越大,對(duì)周?chē)臅r(shí)空產(chǎn)生的彎曲就越大。 當(dāng)一個(gè)物體不受其他力、只在引力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),無(wú)論時(shí)空是彎曲的還是平坦的,它都只是按照距離最短的路線即“短程線”運(yùn)動(dòng)。 如果時(shí)空是平坦的,短程線就是直線,這時(shí)沒(méi)有引力,它做的就是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 如果時(shí)空是彎折的,短程線就變成了曲線。 這時(shí)在其他觀察者看來(lái),這個(gè)物體似乎就是在引力的作用下運(yùn)動(dòng)——例如地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)軌道,就是地球在太陽(yáng)周?chē)膹澢鷷r(shí)空中的短程線。 如果還是沒(méi)法理解……再舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子吧。 太陽(yáng)好比一個(gè)耳根,他往沙發(fā)上一坐,就產(chǎn)生一個(gè)大坑,那么其他人坐在沙發(fā)上時(shí),都會(huì)不由自主地被這個(gè)大坑陷進(jìn)去。 在廣義相對(duì)論中。 不同地方的時(shí)空可以具有不同的曲率,所以說(shuō)時(shí)空有了結(jié)構(gòu)。 既然有了結(jié)構(gòu),自然就可以波動(dòng)了。 因此根據(jù)廣義相對(duì)論。 引力波應(yīng)該是一種極其常見(jiàn)的現(xiàn)象,任何不是球?qū)ΨQ(chēng)的物體的加速運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生引力波。 這個(gè)概念在理論物理的知名度極廣,所以黃昆這次倒是能跟上楊振寧的思路。 隨后他眼神微微一動(dòng),朝楊振寧問(wèn)道: “老楊,不對(duì)吧,為什么探測(cè)到引力波,就能說(shuō)是找到了引力子?” “雖然理論上來(lái)說(shuō)引力波應(yīng)該具備波粒二象性,但如果從相對(duì)論的角度用度規(guī)場(chǎng)來(lái)對(duì)它進(jìn)行解釋?zhuān)坪跻部梢哉f(shuō)得通吧?” “換而言之……二者之間應(yīng)該沒(méi)有那種絕對(duì)的輔證關(guān)系,否則愛(ài)因斯坦也不可能支持引力波的存在了。” 波粒二象性。 這個(gè)概念最早提出的時(shí)候只被用于光子,但后來(lái)隨著理論發(fā)展,已經(jīng)被推廣到了所有的基本粒子。 所以從波的角度進(jìn)行逆推,一個(gè)微觀領(lǐng)域的波,同樣也應(yīng)該有對(duì)應(yīng)的微粒。 但是…… 引力波卻有些特殊。