每一个想建立物理大统一理论的人，都要先解决引力量子化问题-热点

导读：每一个想建立物理大统一理论的人，都要先解决引力量子化问题。

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现在除了引力，其他三种力可以在一个系统内解释。但引力和量子力学的矛盾不可调和。所以要建立万有理论，引力量子化问题是第一问题。

物理大统一理论（Grand Unified Theory, GUT）是物理学家的一个梦想。人们希望能够用一种理论来解释引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用导致的物理现象，从而实现物理界的万有理论。虽然目前还没有一个完整的物理大统一理论，但是科学家们在这个方向上做了很多的努力，并取得了部分的成果。

建立物理大统一理论需要先了解现有的物理学知识，尤其是电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用等基础知识。进一步理性思考，总结经验，以便建立新的理论模型。另外，需要掌握先进的数学工具，如群论、拓扑学等，这些数学工具可以帮助我们处理复杂的物理量和方程式。

为了建立物理大统一理论，还需要发展新的物理实验和测量技术。这些实验和技术将有助于我们更好地了解物质的特性和相互作用。比如，开发高能量加速器、引力波探测器、新型探测器等设备，可以帮助我们更加深入地研究基本粒子和宇宙演化等问题。

为了打破现有的理论桎梏，还需要开展一些风险性的革新性研究。科学家可以从不同的角度出发，对传统的物理学观点进行质疑，提出更加合理的理论模型。这种创新思维需要在一定程度上解放思想和敢于挑战传统观念的勇气。

灵遁者量子力学科普《见微知著》

为了实现物理大统一理论的建立，我们可以采取以下具体操作建议：

1. 加强基础研究：基础研究是建立物理大统一理论的重要基础。国家和科研机构应该加大对基础研究的投入，鼓励科研人员进行更多创新性研究。

2. 进行重点研究：确定物理大统一理论研究的重点方向，通过制定科研计划和课题，推动相关领域和分支学科的深入研究。

3. 搭建国际合作平台：搭建国际合作平台，吸引全球物理学家积极参与大统一理论的研究。可以通过组织国际学术会议、开展合作项目等方式推进合作。

4. 发展测量技术：发展新的物理实验和测量技术，探索物质特性和相互作用。加强对核探测器、超导磁体等设备的研发。

5. 提高数学工具的应用水平：提高科学家的数学素养，加强对群论、拓扑学等数学方法的运用。

总之，建立物理大统一理论需要全球物理学家的共同努力，需要采取多种手段，包括加强基础研究、建立国际合作平台、发展测量技术、提高数学工具的应用水平等。我们相信，在未来的不远处，人类一定会实现物理大统一理论的梦想！

这个时候，就有一个很明显的问题，那就是为什么引力不能纳入到标准模型的规范场论中。你怎么回答这个问题？

引力不能纳入标准模型最重要的原因是引力量子化的实施会带来一些非物理的结果。具体你可以从以下几个方面理解。

1、如果我们承认不存在无理由的作用，那么引力子理论就是可以想象的。可是引力子没有被发现。倘若被发现了，那么是不是就非常好了。通过引力子理论，就可以纳入到标准模型了。而不需要“引力量子化”这种操作了。

2、第二点是我们以为引力理论非常成熟了，但其实还不成熟。牛顿引力理论是正确的，爱因斯坦理论也是正确的，我们通常说，他们适用于不同的范围。这种说法是没有错的，但为什么两种引力理论差别如此之大。牛顿引力理论可以看做是近似“线性的”，而爱因斯坦引力理论是“非线性的”，要得一个解都非常困难。更别说通过爱因斯坦场方程去计算某两个物体之间的引力。包括现在发射火箭啊，人造飞船等等，都是用牛顿引力理论来计算数值的。

由此值得去细细思考的东西特别多。比如说库伦定律和牛顿引力定律如此相似，是偶然吗？在比如说惯性定律和楞次定律，又如此相似，是偶然吗？然后引力质量和惯性质量相等，是偶然吗？肯定不是偶然啊。但我们现在没有完全弄懂这些关系之间的秘密。那么谈何去将引力纳入到规范场论中。

不是说量子力学和引力完全没有关系，搭不上边，肯定是能搭上的。任何物体，粒子都必须受到引力的影响。你比如说狄拉克方程其实就具有相对论性。

我们知道了量子电动力学起源于1927年保罗·狄拉克将量子理论应用于电磁场量子化的研究工作。他将电荷和电磁场的相互作用处理为引起能级跃迁的微扰，能级跃迁造成了发射光子数量的变化，但总体上系统满足能量和动量守恒。

狄拉克成功地从第一性原理导出了爱因斯坦系数的形式，并证明了光子的玻色-爱因斯坦统计是电磁场量子化的自然结果。现在人们发现，能够精确描述这类过程是量子电动力学最重要的应用之一。

另一方面，狄拉克所发展的相对论量子力学是量子电动力学的前奏，狄拉克方程作为狭义相对论框架下量子力学的基本方程，所描述的电子等费米子的旋量场的正则量子化是由匈牙利-美国物理学家尤金·维格纳和约尔当完成的。狄拉克方程所预言的粒子的产生和湮没过程能用正则量子化的语言重新加以描述。

而广义相对论作为引力理论，是建立在狭义相对论之上的，所以引力理论无论从宏观还是微观上来讲，都无法从标准模型中踢出去。也就是说引力纳入标准的模型的路是存在的，是我们没有发现这个联系。

3、引力不能纳入到标准模型中，对于初学者来说有两层意思。是牛顿引力理论不能纳入标准模型？还是广义相对论不能纳入标准模型？当然是后者，我们在各种报道中，并没有看到说要讲牛顿引力纳入到标准模型中去。原因是什么？很明显是因为牛顿理论的时空是绝对的，静止的。这样的理论谈不上，波动性，重整化，量子化等“量子”性词汇，那么如何纳入呢？显然就陷入了尴尬之地。

可后者就不尴尬吗？当然也尴尬，就是引力量子化困难重重。最大的问题是广义相对论的理论时空背景是弯曲的，认为时空弯曲产生引力。这其实是一个难以想象的现象，但现在被广为接受。我在本书中，就此说过，不赞同这个解读。我更倾向于时空产生引力，是一种时空性质。那么引力量子化就可以不考虑背景弯曲问题。

就是说侧重点，在于了解时空性质，能量交互方面来了解引力，完成引力与量子力学的融合。

我是从引力质量和惯性质量严格相等，来开始推理的。即我说引力是惯性的源泉。基于此，展开一系列推理。认为时间，空间，物质是一体的。质量的定义和时间的定义都需要相对论性的定义。如此说，我并不是在推翻或者驳斥爱因斯坦理论，恰恰是对他理论的支持和推广。因为我是相信相对论的正确性的。它经受住了严格实验，我没有理由去反对它。而且我对于相对论的四个成立条件，都是满意的。现在没有哪个实验可以证明说光速不是上限，或者等效原理不成立。没有这样的实验。那么我们为什么不相信相对论呢。

相信它，和如何解读它，是不一样的。所以我认为在理解相对论方面，我们可能理解错了，甚至说创立理论的人，也并没有彻底理解他所创立的理论。

爱因斯坦以天才般的能力和想象创立了广义相对论，但该理论得出一个解非常难。我介绍过几个解。我们对于一个引力理论的理解都这么生涩，也是该理论无法和标准模型理论融合的一个原因。

那么另一个问题，就是出来了，如何才能将引力纳入到标准模型之中。问题的答案，其实就在问题当中。上面这些问题无法解决，可能大统一理论的到来，还很遥远。

但我们可以想想目前的方向和工具。方向呢？主要从量子化和波动交互来着手。有力的工具，就是希格斯场，希格斯粒子，杨米尔斯场和方程，对称破缺理论，真空理论，混沌理论。因为希格斯场是能量转换为具体质量粒子的平台。而这个与引力和其他三种力都密切相关，可以说是重中之重。

因为在科学家看来，希格斯场与物理学中其它场之间存在显著不同。其它场都存在强度的变化，并且在其最低能级时强度降为零。但希格斯场并非如此。即便你将空间彻底清空，你永远无法清除希格斯场，它无法被关闭，它永远鬼魅般的存在着。但我们不会注意到它，它就像空气对于我们，水对于鱼儿们一样自然。但是离开了它我们却将不复存在，因为正是借助于与这一场之间的相互作用，粒子才获得了质量。正是这一过程让原子和分子的形成成为可能。如果希格斯场突然消失，所有物质都将瞬间崩溃解体，因为在这一瞬间没有质量的电子将会以光速从原子中逃逸。

我相信你看完之后，就明白了，看似繁荣的物理学，还是笼罩中迷雾之中。天空上何止两朵云，有太多的乌云了。所以问题不会有最后一个。但我还是相信，大统一理论是存在的，也能够被建立起来和完善起来。甚至在我有生之年，我可以看到的。就像我看到了美国“洞察号”探测器登陆火星，而且这是人类的第八次壮举。我们一定会走的越来越远。

但无论我们走到哪里，都要铭记自己从哪里来。永不迷失自己，是我们能够走的更远的前提。

我一直在强调，与其说我写了这两本科普书籍，不如说这些是哲理书籍。可以带你思考和想象诸多无穷奇妙的东西。此书电子版在灵遁者淘宝有

2018年11月28日最新补增。

摘自独立学者，作家，国学起名师灵遁者科普书籍《变化》

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