[原创]科学与人学纠缠看希格斯世界

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[watermark]科学与人学纠缠看希格斯世界
---非线性希格斯粒子数学讨论（9）
申之金
摘要：质量的起源不是世界最大难题，质量希格斯场公式和小林-益川理论扩容质量公式的统一，才是世界难题。希格斯场公式E=M2h2+Ah4把物质、能量、信息不但统一了起来，落实到信息或全息上，而且希格斯3D打印技术是很容易让人们想象韦尔和里奇的韦尔张量与里奇张量研究的协变效应。
关键词：希格斯场 协变 格点 自手术
《未来世界追问历史》书稿引出对“三旋理论”的再认识，涉及质量的起源这个当代粒子物理学中公认的难题。但我们现在认为，质量的起源不是世界最大难题，质量希格斯场公式和小林-益川理论扩容质量公式的统一，才是世界难题。为理清它们的关系，多年来在学习庞小峰教授的《非线性量子力学》和王放与李后强教授的《非线性人口学导论》两书中，我们获得了一些灵感，最终在对赵常德老师的《物理学基础研究文集》一书的研读中受到启示。
一、质量希格斯场公式生态推导之谜
科学说来“客观”，实际是和“人学”纠缠的。例如美国科学家格林的《宇宙的结构》一书中说：各种基本粒子的质量之所以不同,是因为不同种类的基本粒子同希格斯海的相互作用强度各不相同。如顶夸克，在希格斯海中加速非常困难，“这也是这种夸克为什么那么重的原因。如果我们将粒子的质量比作一个人的名气，那么希格斯海就可以算作是狗子队；平常的老百姓可以随意地在成群的摄影师中穿行，但是政治名人或电影明星要想过去可就得费点劲了”。把“狗子队”和质量起源联系起来，这当然只是把“人学”中的一种社会现象用作比喻，再转换用作物理模具。但这种把“人学”和“科学”纠缠起来的解读，也非常生动和具有启迪。
因为它形象地说明了，希格斯海是通过施加“阻力”而速度减少来构成基本粒子的各种实现物质的质量的。光子粒子如“平常的老百”，可以完全不受影响地穿行在希格斯海中，因而也就全无质量。另一方面，顶夸克粒子如“政治名人或电影明星”，与希格斯海的相互作用就非常的强，会有很大的质量。但研究希格斯王国不是写小说，而是做数学物理的计算和解答。希格斯正是沿着这条道路在研究电弱理论物理的数学中，发现希格斯场公式的：
E=M2h2+Ah4                    （1）
如果把研究希格斯场公式的学问，称作“希学”。希学公式中，E为能量密度，实际是局部宇宙总能量密度。h为希格斯场，其实类似影响速度“阻力”的加速度、速度或重力加速度。A为一未知的正值常数，实际是联系类似质量时空全息的度规格子或量杆。M2为希格斯场量子的质量平方，其实就是映射二维时空全息的度规格子的面积。M为这种正方形格子的边长，是一种与时间分离的质量的量杆；且只在量杆的两端，有时间的信息需要时发出信号。希学纵横，联系时空度规全息的点内外翻转信息传送，英国物理学家希格斯在希学提出了一种作用力协变信息传输的希格斯格子新的质量起源模型。这里的“格子”可简化为格点，类似质点；也可以看成“质心”而无所谓质量。“质心”在点内空间，是起消除时空背景的“信息”作用，从而挖掘出牛学、爱学、薛学中的全部资源，40多年来经受住了考验，出了不少获得诺贝尔物理学奖的成果。
那么希学和牛顿第二定律公式F=ma中的质量起源模型，以及和爱因斯坦相对论质能关系公式E=mc2中的质量起源模型，到底有什么联系和区别？它们之间是否有矛盾？现在反相反量的人士中就有说它们都错了的，这是怎么回事？
1、希格斯、牛顿和爱因斯坦之所以能被全世界主流科学家们公认为物理学大师，因为即使他们在最初写这些开创理论的论文中有什么缺陷，但由于大方向正确，才能被后来的研究者们不断完善，并经过长时间的历史和多种实验的检验后，而能形成共识的。正如中科院数学院程代展研究员说：中南大学将大三学生刘路提为研究员，刘路无疑是一个非常优秀的学生，但打死我也不相信他解决的是“世界难题”；我不是怀疑他的智力，只是没有看到关于他自学研究生课程，如拓扑学、微分流形、抽象代数、泛函分析、代数拓扑、随机过程，甚至代数几何等近代数学课程。我们也可以说，即使科学院在国内外有过深造的人，不是怀疑他们的智力，但只要物理学中关于协变、相变、群变等方面没有形成共识研究，打死也不相信反相维相的人能解决“质量难题”。
1）中国成语有句“螳螂捕蝉，黄雀在后”的说法，这看似“残酷”，但在蝉、螳螂、黄雀之后的人类学问看来，这只是一种生态，蝉、螳螂、黄雀之间不存在谁对？谁错？把它们映射到科学领域，爱因斯坦的狭义和广义相对论，无疑是现代物理学中公认的叫得最响的一只“蝉”。电子科大赵常德先生的《物理学基础研究文集》一书，集中梳理了一批在新中国成立以来前仆后继的专家和业余科学爱好者，在辩证唯物主义的思想指导下研究相对论和量子力学，分化出的批判相对论和量子力学的主要学术成果；如黄志洵、夏衍光、马青平、杨本洛等先生的科学分析。这不能说这类成果是错误的。
但如果把这些爱科学的人比作捕“爱因斯坦蝉”的螳螂。那么相对论和量子力学中，协变性相互作用类似“排队”，它的最大秘密不在于空间（或长度）协变的排队“按时走”性，而在于时间协变的“齐步走”性。物理学中，协变、相变、群变等，已是著名科学家韦尔和里奇终生致力于的研究。彭罗斯的《皇帝新脑》等书对其有总结；他对韦尔和里奇的研究，作过一种统一的解释：
韦尔(Weyl)张量：不管平移或圆周运动，效果仍与直线距离平移运动作用一样的，即两个物体只在定域或一维路径的作用点，存在类似的潮汐或量子涨落的引力效应。韦尔曲率对应保持体积不变的形变，作用类似拉长或压扁。
里奇（Ricci）张量：不管平移或圆周运动，两个物体中当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时，该物体整体体积有同时协变向内产生加速类似的向心力的收缩或缩并、缩约作用。即是在非定域或多维路径，存在体积减少的引力效应，对应里奇曲率。
里奇说的存在物体整体同时协变的体积减少的张量效应，能没有看到的数学推证很少，这也许是一种物理实验证明的效应，类似时间的里奇流熵效应；如我们人从出生，走向死亡，也可看成一种收缩效应。但如果人能不死亡，人口增长，成线性膨胀，就会发生类似薛定谔量子力学方程波函数的色散效应。其实，韦尔张量存在类似的潮汐或量子涨落的引力效应，也是有协变性的。
即韦尔和里奇的韦尔张量与里奇张量研究的里奇流的最终出现，类似一只“黄雀”。协变性说到底，有一种点内空间超光速现象。这就是蝉、螳螂、黄雀之间的生态驱动机制。因为关于时空的绝对性和相对性（或客观和主观）的争论，最终还是要落实在争论者之间说的“逻辑、数学、物质”等概念上。但“逻辑、数学、物质”等概念的定义都是双刃剑，因此谁都难逃自我矛盾的悖论。例如“空间”以一维的长度代换，长度以“量杆”代换，它可以和时间分离，直接进行测量。这是一种部分性，即是一种“群变”；但时间则不行。时间虽用一维并可分段，但时间是一种时间流，类似一种里奇流，是一种整体的协变，即是一种“相变”。这里可以用操练，集合排队行走的例子来类比：
2）先不说体积减少，先来看韦尔张量与里奇张量的协变特点，涉及的惯性、时间来自在哪里？因为牛学的F=ma公式和爱学的质能关系E=mc2公式中，作用力的协变，都化简为是一方的总质点，对另一方的总质点的信息传输。这种宏观“亮孤子”思维，实践证明对计量测试是有效的。但这里协变，或协变的量子信息的隐形传输，很容易被丢掉。只因牛顿三大力学定律实际是一个整体，不可分割，类似相变；爱因斯坦的狭义和广义相对论也是一个整体，不可分割，类似相变。各自相变中的F=ma和E=mc2公式，只是其中的一部分群变。
实际韦尔张量与里奇张量的协变化简，只能是一方的一个总质点对另一方的一批二维时空全息度规格点的信息传输，就如运动队的行军操练比赛，一个教练对三个训练小队的口哨和口头命令指挥、判定一样。这里教练为一方，运动队是另一方。这个比赛的判定是：集合排队行走，要按时集合，要齐步走，更要按时到位，再下水协同划船。但因这次训练命令没有事前具体通知何时进行，三个训练小队的队长，对其各自的队员的相同要求都是，听到集合的钟声，不管在哪里，要立即跑步到操场去排队集合。但各自又有不同，第一队的要求是，所有队员排队整齐后才开步走。第二队的要求是，到操场后不管排队整齐，只要到钟声响后10分钟，到时间就走。第三队的要求是，所有队员在按时到位的时间，必需排队整齐。比赛结束，早站在按时到位地址的教练判定，第三队因整齐到位，协同划船早，取胜。但第一和第二队有异议。
第一队说胜者没有齐步走；第二队说胜者没有按时走。但第三队回应说，他们也是齐步走和按时走的，不然他们怎能齐步按时到位，协同划船？奥秘是，他们按时开步走的时间提前，而齐步走要求的速度不一定整齐；但跑得慢的必须快速跟上，所以在到位时间，已排队整齐了。把这个操练集合排队行走比赛的故事，移植到有韦尔张量与里奇张量协变的希格斯场公式E=M2h2+Ah4上来，我们如果知道M2和A的数值，就能计算给定h场的能量密度E。
3）但这里只先单就h场的能量密度E和h，用作图来研究关系式的行为。
研究不管平移或圆周运动，存在协变相互作用的两方，把传递韦尔张量或里奇张量信息的一方设在原点O，并简化为一个质点；设另一方是半径为r的圆球形物体，位于直角三角坐标XYZ中，X坐标轴与圆球的一根半径r重合。从原点O到圆球的圆心O1是一根量杆的长度S，即S不用时间和速度来求长度，只需在量杆的两端有时间的信息需要时发出信号。把圆球化简为二维XZ平面内的圆，X轴与圆周前后的交点分别为A和B。过O1作X轴的垂线，交圆周上下的点分别为C和D。连接OA、OB、AC、AD、BC、BD，ACBD为内接园内的菱形放置的正方形，我们设为映射二维时空全息的度规希格斯格子，这一个大格点。
O1A＝r，O1B＝r，O1C＝r，O1D＝r；OO1＝S；AB＝2r，CD＝2r；
OA＝S－r，OD＝S＋r，所以OD比OA远。如果协变信息传递的速度在XZ平面内恒为光速c，那么用在OA长度上传递的时间t1完成OD长度的传递任务，一定要超光速。这与光源无关。如果把协变信息传递的时间，定为光速在OA或OB长度上传递的时间t2完成OD长度的传递任务，那么在三角形△BCD内除开以O为圆心，以OA或OB之长为半径画圆弧切开的点外，其余剩下的所有的点，协变信息传递全部需要超光速才能完成任务。这条圆弧线与三角形△ACD包围之内的所有的点，协变信息传递全部可以在光速或亚光速的条件下完成。
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