[原创]从大型强子对撞机说中国梦

yetiaoxin

[watermark]从大型强子对撞机说中国梦
---非线性希格斯粒子数学讨论（13）
习强
摘要：粒子物理迎来革命时刻，对探测器中捕获的撞击、散射、交换、吸引、排斥、衰变、嬗变和湮灭的基本粒子或粒子碎片雨，测定是何种粒子，能否像基因测序进行快速、低成本、高通量、全基因组那样测定作解读？这是未来科学的中国梦。而从“同位量”和“同位长”量子纠缠态格点谱图像，测量分析是何种基本粒子，其实对于研究科学的人来说，也类似“格点谱”。我们把这其中的“同位量”和“同位长”另类，称为“格啥族”，是有对比的意义的。这样既不影响大部队的前进，又能保留少数人的声音，因为说啥，他们也不听，不如让两者相比较而存在的好。
关键词：量子数 测粒子 格点谱 同位量 同位长
在量子信息和量子测量技术迅猛发展的今天，对量子奇异世界的探索已成为各国研究学者的不懈追求。欧洲核子研究中心简称欧核中心（CERN），是在联合国教科文组织倡导下创立于1954年9月的一个规模最大的国际性的实验组织，其宗旨是供欧洲国家在纯科学性和基础性的亚核研究及相关研究领域进行合作，有关实验及理论研究成果以公开发表供更广泛的利用。从上个世纪60年代的早期开始，科学家进行了希格斯粒子存在的推测，它的性质中很重要的一项，就是赋予在137亿年前那次宇宙大爆炸之后产生的飞行物体以质量。从1980年代开始，科学家将希格斯粒子归类到基本粒子的标准模型中。欧核中心的大型强子对撞机（LHC）于2008年启用，发射粒子束、进行粒子对撞、模拟宇宙大爆炸，再通过探测器观察和记录对撞中发生的所有细微变化。
2012年7月4日欧核中心宣布发现两种新的“上帝粒子”后，就一直没有改口过。一说它的LHC的两个实验合作组ATLAS（超环面仪器）和CMS（紧凑缪子线圈），分别发现了两种疑似希格斯玻色子或称“上帝粒子”的新粒子：即CMS探测器探测到的质量为125.3±0.6GeV的新粒子，ATLAS探测到的质量为126.5GeV的新粒子。到12月，又说在LHC其中一个对撞节点（ATLAS）上的数据中，发现含有两个清晰的峰值，暗示出现了两种质量略有不同的希格斯粒子。即ATLAS实验小组最终确认，他们的数据看起来并不是一种希格斯粒子，而是两种。
其中一种希格斯粒子的质量是123.5Gev，另一种的质量是126.6Gev。到目前为止ATLAS实验还没有发现任何不对之处。这增加了确实存在两种希格斯粒子的可能性。然而，理论上没有指出，为什么一种希格斯粒子衰变成两个Z粒子，而另一种希格斯粒子衰变成两个光子。况且这两种希格斯粒子，在质量上的相似性也很难解释。如果希格斯粒子衰变成两个光子的概率，比预期的要大，暗示着有新的未知物理。
欧核中心的大型强子对撞机热，勾出了中国梦。CERN发现的新粒子，会让标准模型划上圆满的句号吗？这里所谓的中国梦，是一种体制梦；追求体制梦，说到底是一种物质结构梦；物质结构梦我们强调唯物主义，这就是为什么上世纪五、六十年代，毛泽东主席要亲自领导和发动物质无限可分说的世界科学大战。因为他要领导中国人民和中国科学界的将帅们向中国梦冲刺；这是一次流芳万古的伟大尝试。
一、量子超弦超对称的量子化之路
根据实验数据、经验公式，建立全新的弦论范围的结构模型及数学公式，以破解实现探索微观世界对无穷小的探测，将随着现代实用弦论动力学的相关各学科协同的理论研究进展及显微技术的创新，掌握在人类手中。这里，涉及类似原子、质子、中子、电子等范围的同位素、同位旋现象，在弦论范围延伸，而称为的“同位量”、“同位长”现象。即所谓的同位量、同位长现象，是指微观世界，对无穷小的粒子离散运动群的格点谱探测，随着对其离散运动轨道的多量子数的变化，会出现其粒相质量谱或能量谱的不同。这种类似化学元素的同位素现象，可称为“同位量”；同理，其波相频率谱或波长谱也会出现不同，这种类似原子中核子的同位旋现象，可称为“同位长”。
1、由此来说中国梦，这是一种物质结构梦。但今天还是一个科学难题，然而困难远在科学之外。因为我国的国情，还缺乏具有大量做大型强子对撞机实验类似的人力和财力。问题是，没有大型强子对撞机的设备和实验，可以派人参与到国际的合作中；没有人为的大型强子对撞机的设备和实践，但我国有7.0级以上的大地震。这是一种类似的自然大型强子对撞机，地震制造的类似微型小黑洞爆炸，也许还是大自然献给智慧勤劳的人类的“礼物”。郑光路先生说：2008年发生的汶川大地震，牵动着亿万中国人的心。这次地震让人不禁想到1933年距汶川仅几十公里处发生过的另一场大地震----叠溪大地震。这次大地震究竟是何级别？他向研究地震的朋友老王请教。老王给了他一份四川省地震局1979年及1981年两次赴地震现场考察后的资料：
“1933年8月25日（农历七月初五申时）15时50分30秒，茂县叠溪发生7.5级地震。震中位置为北纬32度，东经103.7度，有感范围北至陕西西安，南至云南昭通，东到万县，西抵阿坝。极震地区烈度为10度，极震区面积约209平方公里……地震造成山崩城陷，山河变貌，岷江断流，积水成湖，人畜伤亡惨重，死亡者达6800余人。震后由于地震湖崩溃，造成罕见地震水灾，致使下游沿江村镇被冲没大半，死亡2500余人……受灾最重的首数叠溪城。昔日有房屋276所，人口500余人的繁荣热闹之叠溪古城，被毁埋于乱石之中，只留下一片废墟。死里余生者只15人！”
这明明是一场8.0级大地震，为什么马马虎虎定为7.5级地震？原因只要看一看当年中国的政治、战争大事记自然清楚。当年是我国20世纪历史上外国侵略、国内内战最激烈、复杂的一年之一。死伤上万中国和平同胞，而无抗震救灾之同情，谁之责？当政者当然难逃其责。时间到了1992年，已过60年，叠溪大地震已经转换成一种科学研究，因为叠溪大地震作为是一种客观可见证的自然事实，是大自然献给我国的自然大型强子对撞机。1992年，绵阳市平武县召开的第四届全国数学、物理、力学及高新技术研讨会，大会期间，全体代表从平武到黄龙寺、九寨沟考察，途径红军长征翻越的毛尔盖路上，看到延绵数十里不见一只飞鸟、不见一棵草木的怪石嶙峋的大山，1933年8.0级叠溪大地震，还像刚发生过的大地震的景象，就是一本书。奇怪的是60年前二万五千里的长征，数万红军长征翻越的毛尔盖，看见历历在目的路上的1933年8.0级叠溪大地震的惨烈，60年间所有人哑口无言，这又说明了什么？
考察归来，学术研讨会继续召开，云南大学高能天体物理学家喻传赞教授，拍案而起，就讲这本书。他说类似叠溪大地震，这不是近万年产生盆塞海灾变的证据是什么？他在会上放弃了原准备好的发言稿，专讲“喻传赞曲线”，即证明中国远古史中存在女娲突变纪和大禹突变纪的科学认识方法。他说在完成国家交给的昆明湖泥芯柱“近万年的气候变化曲线”的高能实验测定项目中，他发现该曲线在６０００多年前和４０００多年前有两处出现特高的奇峰，大大超过曲线全段其他地方的峰值。他虽不是研究历史的，但在惊异之余，终于在远古女娲补天、大禹治水的传说中找到了答案，即中华远古文明传说中有真实成分。“喻传赞曲线”是女娲王朝、大禹王朝存在的第一批科学根据。
喻传赞曲线联系超弦理论，是强子地质力学在地震研究中的运用，即7.0级以上的大地震，如果震源还是点震，那么与人造大型强子对撞机的额外维缠卷产生小黑洞的巨大能源的类比，7.0级以上的大地震被称为自然的拟大型强子对撞机、软大型强子对撞机、膺大型强子对撞机，已进入2009年量子信息与健康上海论坛的研究视线。
原因是，早在1964年，希格斯在类似人造大型强子对撞机实验的事实基础上，提出质量起源的希格斯场模型。同年，盖尔曼在坂田模型的基础上，提出夸克模型的强子图像：强子是指由3个夸克组成的质子、中子等，以及由两个夸克组成的介子。
与夸克同时出现并连接夸克对之间的力，被称为“强力”。此后量子色动力学兴起，夸克还有了颜色对称性。与此同期，南部阳一郎在“靴袢理论”认为所有的强子都是互为组成部分的基础上，提出的强子的弦模型，认为弦的不同振动模式，正对应着不同强子的类型，即强子的弦模型，可和量子色动力学的夸克强子模型对应，且图像类似3根或两根碰头的“裂纹弦”。
与此同期，还有彭罗斯提出的自旋网络方法对强子描述的扭量理论模型。彭罗斯的扭量理论模型，类似克利福德平行线分层翻转，我们称为“扭量球”。它同超弦理论一样，是试图用连续性数学和不连续的拓扑数学，来统一自然界所有相互作用的连续化。例如，代替量子力学粒子的波函数，可用一扭量或多扭量分批描述各类粒子；这个由各种圆，形成的构形，是空间S3上克利福德平行线构形。而据沈致远先生透露，目前弦论的创立者威滕，已采用彭罗斯的扭量理论，在将弦论的11维时空（10维空间加1维时间）减为较易对付的4维。
2、这里要问：夸克和弦分别是什么东西？在大型强子对撞机的中国梦看来，其实南部阳一郎的弦袢论和盖尔曼的夸克论，夸克和弦是等价的。即夸克就是大量子弦论，夸克是包裹着的三根碰头的“裂纹弦”，介子就类似两根碰头的裂纹弦。反之，量子弦论看夸克，夸克就类似目前人们常说的“纳米材料”；这里，是把弦论比作与原子里的质子、中子、电子，那么“纳米”就类似属于超大分子、超多原子的夸克。
所谓的“大量子弦论”，是指把宇宙历史发展的长河，比作我国的长江流域和长江三峡大坝，那么从大爆炸前的暗能量、暗物质的宇宙，变为今天的有正能量、正物质的宇宙，其分水岭就类似长江流域和长江三峡大坝及其大坝船闸，这类似是“两个大量子”，各自类似联系大坝船闸，既是各自分开从而各自是封闭的，又是两者可以相互开通从而是可以往来的。物理学客观存在的圆周运动和直线运动，从这里可引出核式弦图和链式弦图；再从宇宙大爆炸的时空撕裂，引出裂纹。从裂纹撕裂，需要能量联系产生质量，和从把裂纹撕裂，温和为长江三峡大坝及其大坝“船闸”模型，从“船闸格子”联系希格斯场类似希格斯海的“度规格子”，那么“裂纹弦”变为质量粒子的希格斯粒子，变成“夸克”，逻辑是可以相通的。其次，之所以要把长江三峡大坝船闸模型，变换为巴拿马运河船闸模型，是因为长江三峡大坝船闸，只是存在于长江的中段，而超对称型的巴拿马运河船闸，好在运河的两端，进出都有船闸。
对此，新华网科技论坛有网友“研究物理分析推测宇宙”的作者说：“唯心的想象虚构，用巴拿马船闸的模型来讲解希格斯粒子，能复合得上实际吗？怎么讲解也纯属是小孩玩戏的东西，不能与大自然宇宙相提并论，只不过是唯心猜想硬找理由罢了”。怎么“巴拿马船闸”模型的科学抽象，就成了被话语暴力“唯心”的声讨呢？这难道如吕喆先生的博客《考研漫话:基地、组织与笨-拉登》中所说：“考研基地”出来的学生，能考出让名校学生和老师感到“恐怖”的笔试高分一样，这也是一个从“考研基地”来的“笨-拉登”？因为巴拿马船闸的模型是联系实验在思考，而“笨-拉登”是从反“唯心”高分在思考。冯大诚教授说：科学从盲人摸象中得到一点教训是：当我们把实验结果上升到理论的时候，不可只拘泥于某一方面的实验结果。
冯大诚说，我们的每一项实验，每一种实验方法，只能探知事物的某一个方面的性质。在这种意义下，我们的科学研究就如同盲人摸象。例如即使我们用x光衍射、核磁共振等方法，可以测得分子的空间结构，键长、键角、二面角等，但是也看不见电子。也就是说，我们无法直接看到原子之间存在的键。为了解释原子之间的成键情况，人们提出了杂化轨道理论和分子轨道理论的计算。但是分子越大，计算越困难。对于分子轨道理论亦是如此，它与实验光谱的符合程度一定只是近似的。因为分子轨道是单电子近似下的结果，是作了种种近似才得到的，算得的分子轨道能够与实验光谱大致相符就不错了。即使如定态薛定谔方程的精确解，比价键法和分子轨道法的结果更加全面而准确地反映客观的实在，但是定态薛定谔方程的精确解，仍然是盲人摸象的产物。所以，不要完全否定盲人摸象，我们自己比盲人并不高明多少。     
从冯大诚教授的话可知，即使希格斯的质量起源，像希格斯海模型；盖尔曼的夸克，像夸克鸟叫声和夸克有颜色模型；南部阳一郎的弦论，像靴袢模型；彭罗斯的扭量，像克利福德平行线自旋网络构形的扭量球模型，也仍然是盲人摸象的产物，何况巴拿马船闸链式弦图。大型强子对撞机的中国梦，不会被从“考研基地”来的“笨-拉登”的话语暴力惊醒。现代科学，不会真正浮游在话语暴力的空气中。
李醒民教授说，科学具有的影响越大，从而监控它的后果的重要性也越大。但在科学发达、政治开放、个人自由的多元民主社会中，科学能够获得它的最大自主性，从而加速科学的进步。科学进步，反过来又促进社会的和谐发展。科学是在力图获得社会有利的支持，和摆脱社会不利的控制之间，寻找恰当的平衡。科学知识变成，易受商业利益、公众需求和军事控制伤害的商品，这就涉及到科学、技术信息中的保密、科学家控制的研究的泄露和散播自由等问题。对此，政府对自由信息交流给予较大的限制，其本身是科学共同体的规范和期望，与当前的经济和政治现实，冲突的张力之源泉。
3、再说“中国特色”的类似大型强子对撞机的中国梦，我们为何要以同位量、同位长量子纠缠态格点谱，来测探测器中捕获的撞击、散射、交换、吸引、排斥、衰变、嬗变和湮灭的基本粒子或粒子碎片雨，是何种粒子开始？
其实这本身就是上世纪五、六十年代“中国梦”的那场物质无限可分说的世界科学大战，教育深远的结果。是它造就了一批中国普通公民，在这50多年的业余时间中，不懈努力，去探索这种相似大型强子对撞机的中国梦。即使是孤军奋战，左右掣肘，难掩无奈，但拼搏的最终，已揭开笼罩在大型强子对撞机研究上的“雾霾”。即这50余年征战，产生了不少至今掷地有声的系统性研究。特别是针对上世纪60年代希格斯的希格斯质量玻色子、盖尔曼的夸克及量子色动力学、南部阳一郎的弦理论、彭罗斯的扭量理论等呈展的量子物理四大板块，已正式公开发表和出版了不少论著。
这不是类似从“考研基地”来的“笨-拉登”式的采用简单的谩骂、抛弃的梳理法，而是采用类似结合早已自主创新的时空撕裂可涉及环量子自旋的方法，创新类似希格斯、盖尔曼、南部阳一郎、彭罗斯的四大板块基础，使得环量子三旋弦论实用符号动力学对自旋、自转、转动的整合，有了语义学上的区分，由此才绘制出的一些精致的片段。即大型强子对撞机的中国梦，不仅是停留在一些数学推演，而在于应用。大型强子对撞机（LHC）是什么，是加速器。最近几年美国布鲁克海文国家实验室的加速器“RHIC”上的实验，也是在把对超弦理论的研究，推进延伸到其他领域。
事实是，西方有了现代弦论实用动力学，才有了大型强子对撞机的。反过来，有了大型强子对撞机，才有在不同的领域合作；当然这时产生的研究成果，也会对弦论实用动力学产生反馈作用，而成为通向弦论实用动力学最终完成的助推器。这和“迷外”说是有区别的。加来道雄在《物理学的未来》一书中说，今天我们不是生活在科学的黑暗时代；在未来这个世纪里，科学和技术会有未曾预料到的惊奇发现，但是还是要抓住自然界中驱动整个宇宙的4种基本的力，因为4种力和自然界的基本规律已经基本知晓，预计这些规律不会有新的重大变化。
然而中国科学院地质与地球物理研究所吴亚生副研究员则说：“对于一个已有的研究领域，如果你的研究证明了前人成果的正确性，那么你的工作不算创新。只有当你的研究纠正前人的认识，或者发现了前人没有发现过的现象或规律，那么你的研究才算是创新。所以，迷信有违科学创新的本质属性”。但吴亚生举的例子，却是文章在外国杂志发表类似的“迷外”，有海外背景就高人一等类似的“迷外”；可见他把“创新”与海外杂志、海外背景等联系，本身与LHC的中国梦是两码事。
LHC的中国梦是靠拢理论与实验体系一体化建设，这里容不下脱离实验体系的胡思乱想。从路透社科学频道公布的几张大型强子对撞机产生的图片，这是被加速的质子以近光速，撞进对撞机里的一个被称为瞄准仪的吸纳装置产生的粒子碎片雨的照片。有位在杭州外国语实验学校工作的邓如山先生问道：“新物理学的篇章，何时在希格斯粒子发现中开启？”邓如山对LHC的中国梦很不放心，他反复提醒：实验是检验科学真理的唯一标准，发现希格斯粒子是一回事，而进一步严格地验证它的存在则是另一回事；从基本粒子标准模型中推测希格斯粒子的存在是一回事，而从高能粒子对撞机的实验中证实它的存在则是另一回事；从一些类似的现象中判断希格斯粒子的存在是一回事，而从充分而完整的现象中推断它的真实性则是另一回事。那怎么办？
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