走近杨振宁和彭罗斯物理脑洞
路小栋
杨振宁，1922年生于安徽合肥。清华大学教授、香港中文大学讲座教授，中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士、台湾“中央研究院”院士、俄罗斯科学院院士、教廷宗座科学院院士、巴西科学院院士、委内瑞拉科学院院士、西班牙皇家科学院院士、英国皇家学会会员。1957年诺贝尔物理学奖获得者。
罗杰?彭罗斯（RogerPenrose），1931年生于英国埃塞克斯州。牛津大学的罗斯?波勒数学教授是全世界公认的最博学和最有创见的数学物理学家证明奇性定理共同获沃尔夫物理奖磁线1966年教授－缩并唯象理论是一个不成熟的模型，无法从根本上解释超导机制基本假设超导相中共有电子凝聚成高度有序的超导电子，德国物理学家伦敦超导1957年由巴丁库珀和施里弗三位美国物理学家提出比较成功从量子力学出发直接解释超导体的微观理论三人也因此获得诺贝尔物理学奖。唯象T）=Ns（T）/N表示，N为总电子数，Ns为超导电子数。T＞TT＜TT的减小，正常电子转变为超导电子。T＜0希格斯E=M2h2+Ah4（1-2）
作为标准模型和超对称标准模型认可的希格斯场公式E=M2h2+Ah4，是从普朗克尺度增加到标准模型尺度的变化，并能统一自然界四种基本作用力的公式。这里计算M2的数值，M是表示希格斯场量子产生的质量，M2可以为负数。即希格斯场量子产生的质量M，可以为正虚数，这是趋向普朗克尺度时空或真空类似点内空间的情况。此时，时空或真空趋向虚、实、零涨落结构，类似趋向“点内空间”，M存在正虚数是正常情况。这里分别用平面坐标作图（C）和（D），分别来表达方程（1-2）E=M2h2+Ah4中的对称及超对称的意思。
例如，把图（C）的坐标中的X和Y轴定为实数轴，坐标中类似的倒置抛物线对称，表达的是正实数和负实数的对称。如果把这看作是“对称图像”，代表的是标准模型尺度内的质量情况。那么，把图（D）的坐标中的X定为实数轴，Y轴定为虚数轴，坐标中大的倒置抛物线底部有一隆起抛物线的类似“山”字形的光滑曲线的对称，表达的就不仅是正实数和负实数的对称，还有正虚数和负虚数的对称。如此看作是“超对称图像”，其代表的就不仅是标准模型尺度，而且还包括了普朗克尺度内的质量情况，所以“超对称图像”引人重视。E=M2h2+Ah4其中的A，是一未知的正值常数，h为希格斯场。其实h也可表示能进入所有维度时空的引力场。
比较爱因斯坦质能转化公式E=MC2，这是平常时空或真空中能测试的公式。而希格斯场方程E=M2h2+Ah4式中，只要M2和A皆为正值，E亦为正值，因此E随着h的增加而增加，表现在图像（C）的坐标中，是倒置抛物线的对称图像；h的四次方h4不为零，h也不为零。如果质量平方M2为负值，A比M2大许多，则E在h更小时为负。但随着h渐渐变大，等式右边的第二项变得愈来愈重要，最后使E大于零，表现在图（D）的坐标中，大的倒置抛物线底部，有一个小小隆起的抛物线类似的光滑曲线的超对称图像。这是与图（C）的坐标中，倒置抛物线的对称图像不同，是包含了有虚数参与的过程。这包括了前面说的“点内运动E=M2h2+Ah4能知道，在高能领域，是以质量平方M2的变化引领质能及时空的。具体说来还可作平面坐标图（E）：该图中所示的图像，纵轴为质量平方M2，横轴为能量，普朗克尺度对应于高能量，是在标准模型尺度的右边。希格斯场与标准模型粒子进行交互作用，也类似在超对称势阱中，球量子通过隧道效应穿过势垒一样，有阻力作用。这种充满宇宙真空态的希格斯场，就类似在水中行走一样，会受到比在空气中行走更大的阻力，就像是自己变重了一般，粒子就藉由这个过程获益质量。类似重力场源自质量，电磁场源自带电粒子，希格斯场h源自带质量微单元的粒子，而增加了宇宙的能量密度E。
假设能量密度E与希格斯场h的关系是E=M2h2+Ah4，其中常数A只要为正值即可，M2为希格斯场量子质量的平方。这里也将能量密度E与希格斯场h的关系作为图（C）的图像，当h=0时，方程式右边的两项皆为0。当h很小时，只要M2与A皆为正值，E亦为正值，因此E随着h的增加而增加。但是从图（E）的图像看出，能量渐渐减少，当从普朗克尺度渐渐增至标准模型尺度时，原本为正值的M2渐渐减少，最后变为负值。即便普朗克尺度下的M值稍有不同，M仍会在某个地方通过零点，在大尺度成为负值。正如图（C）的图像所示，在M2成为负值之前，W玻色子、Z玻色子、夸克、轻子等皆不具质量。
因为这时的宇宙最低能态，是为0希格斯场，因此粒子无法借希格斯场作用获益质量。但是如果假设M2为负值，如图（D）的图像所示，当h=0时，E=0；当h不为零时，由于假设M2为负值，方程式（1-2）右边第一项永远是负值，而第二项则恒正。当h很小时，E会小于0。如果A比M2大许多，则E在h更小时为负。随着h渐渐变大，最后使E大于零。从图（D）中可以看出，代表宇宙能态的球，会滚到代表最低能量状态的谷底，这最低点所对应的希格斯场h并非是0。
综合起来说，在大爆炸时，因为能量极高，作用距离极短，而与普朗克尺度相当，W玻色子、Z玻色子、夸克、轻子等皆不具质量；一直要等到大爆炸后宇宙冷却到标准模型或对撞机尺度时，M2为负，如图（D）所示的非0希格斯场被宇宙真空态充满，这非0的希格斯场才使粒子获得质量。
以上希格斯物理的理论，已通过重要的实验的检验。例如，它预测的顶夸克质量，1997年已发现顶夸克的质量为175GeV。预测竞获得证实，这极大地增强了超对称希格斯物理的分量。但我们想说的是，引力子是类似负实数开平方和负虚数开平方定义的基本粒子，希格斯场公式E=M2h2+Ah4提供了一个形象的证据。
这就是希格斯场h的h2表达，如果引力子是负实数开平方，它就为负实数。希格斯场h的h4表达，如果引力子是负虚数开平方，它仍就为负实数。由此引力子是类似负实数开平方和负虚数开平方定义的基本粒子模型，可解释许多与量子引力信息隐形传输实验现象，以及牛顿引力是直线微积分间隙的韦尔张量光速信息传输。
（二）旧物理脑洞
再说爱因斯坦的广义相对论引力方程R_uv－义义义义
韦尔张量引力波，则类似绳线振荡的横波和纵波。把这种绳线振荡放在同心圆扩散的水波面，构成的引力波图像是什么样子呢？这不是甘为军教授说的是：涡旋引力场由变化的动力场所产生，动量场也可由变化的涡旋引力场产生；从而形成引力-动量场波，其波速等于光速，可导致行星系的引力-动量场辐射阻尼效应。
但真实的里奇张量引力波和韦尔张量引力波，其合一的总体引力波，在时空的分布，疏密也是极不均匀，又时刻在循环，所以很难收视到。其次是引力子问题。引力子难发现，不奇怪。因为引力子作为类似负实数开平方和负虚数开平方定义的基本粒子，其实表象是一种虚数大量子的粒子，属于玻色子类，也可简化看作“虚大量子粒子”，它主要参加虚数超光速的量子引力信息隐形传输作用。
我们说韦尔张量引力波，主要是靠规范场时空的间隙量子卡西米尔效应平板链，在传递牛顿万有引力。但量子卡西米尔效应平板链的每处间隙的量子起伏，参加的有实数和虚数两类的多种不同组合的量子对，而要统一间隙链点内空间的量子起伏的引力作用，仍是虚大量子的功能。所以不管韦尔张量和里奇张量的引力，是分是合，引力子仍然是引力波不可离开的话题。这类似复数，实部和虚部可分可合。
2012年7月号《环球科学》杂志发表的《量子引力研究简史》一文，它总结20到21世纪的现代前沿基础科学，指出统一共识方向主线有19条。虽没有一条提到中国人的名字，但近60年来中国人做了大量工作。没有中国人在其中的纲领性思路，也不能在2012年客观、公正、全面总结出《量子引力研究简史》。即经典物理量子力学|01|，|0-i|，|10|
|10|，|i0|，|0-1|
τ1=（-1）;τ2=（-1）；τ3=（-1）；
τ1=（×0）－（×1）=-1）;
τ2=（×0）－（×i）=-1）;
τ3=（×(-1)）－（×0）=-1）;
泡利、海森堡、狄拉克、洛伦兹等这些“女儿国”的公主们，脑洞大开，在SU(2)群的一个2维矩阵的数学大戏编排上确实身手不凡。奥秘还在类似球点三角坐标xyz，三处都有1=1,1=（-1），（-1）=（-1），0=0，1=0，（-1）=0等多种配搭，选择何种2维矩阵都行。以上这3个矩阵就构成了SU(2)群的一个2维基础表示，这3个矩阵的线性组合可以构成3维球面上的任何一点。由此把2维表示联系电子的波函数需要的2分量的向量，正好一个分量描述电子自旋向上的状态，另一个分量描述自旋向下的状态，并且可以从一个分量连续变化到另一个分量。
对此，新物理脑洞以环量子三旋标准评说是：旧物理脑洞大开，只知自旋类似球量子的面旋描述，没有体旋描述。为做大文章，狄拉克还把发现向量描述需要4分量的“完整的电子波函数”，说成这个4分量向量，对应洛伦兹群的4维表示的基，也被称为“旋量”。但多出的2个分量形成的向量是用于描述正电子，这个球量子是空洞。而且对要旋转720度的三维球面的“8”字形的“球串串”，也可以由一个电子和正电子，有间隙似地无限靠近组织完成。洛伦兹群的2个SU(2)群的张量积，看该向量，可作为SU(2)群的2维表示的基，以暗示球量子面旋不变动位置，但转轴方向倒位的上、下“自旋”，也就是“同位旋”，正好是电子所处的两个不同状态。泡利、海森堡、狄拉克等旧物理脑洞大开，为核子理论铺平了道路。
但新物理脑洞和旧物理脑洞大开分道扬镳，早发生在1900-1911年意大利数学家1890年入帕多瓦大学数学院，师从里奇1894年毕业后留校任教1901年合写了对微分法及其应用，发表在《数学年鉴》上，成为张量分析的经典著作，为张量分析和拓扑学的发展开辟了道路给出在欧氏和非欧氏空间特别是黎曼弯曲空间下如何把某些偏微分方程及物理规律表示成张量的形式，以便使它们与坐标系无关列维-齐维塔－列维-齐维塔列维-齐维塔1年帕多瓦大学教授1914年)结婚．1918年受聘罗马大学高等分析教授理论力学教授，直到1938年因法西斯政策离职，三年后卒于罗马列维-齐维塔的父亲贾科马?列维-齐维塔是一名律师，1908年起任参议员列维-齐维塔在相对论中重要观测者的坐标系各不相同，而客观的物理规律对每一观测者都成立，这使绝对微分学成为爱因斯坦广义相对论的数学工具爱因斯坦列维-齐维塔列维齐维塔列维齐维塔列维齐维塔列维齐维塔列维齐维塔爱因斯坦物质分布影响时空几何的引力场方程非欧黎曼列维齐维塔爱因斯坦非欧黎曼四维弯曲空间弯曲结构取决物质能量动量密度在时空中分布反过来时空的弯曲结构决定物体的运动轨道列维齐维塔列维齐维塔列维齐维塔衰变。由此在二战中，费米和海森堡也分别转入美国和德国的原子弹研发。这让爱因斯坦当然也知道其中的一些奥秘，他发明狭义相对论的质能公式，就与原子弹的能量威力有关。“L联络”等价“矩阵L”，使爱因斯坦认为，所有物理法则都应该在矩阵L变换下保持形式不变。由于矩阵L的形式可以是任意的，爱因斯坦推导“广义相对论”也缘于这种“广义协变原则”想法。
费米和海森堡的脑洞当然不曾放过学他推导“广义协变原则”：他们从质子和中子近似，类比引力质量与惯性质量相等近似，引力效应本身也可以被等价为时空坐标的变换L，由此任何物体都受到引力作用L联络，就是普适性。这又深远影响到另一对数学家师生的奇迹发生，他们就是希尔伯特和他的学生韦尔（H.Weyl）。
早在1918年韦尔受爱因斯坦创新引力理论，改“牛顿-莱布尼兹导数”为“列维齐维塔列维齐维塔列维-齐维塔Dt=?t＋Γxt＋AtDt=?t＋Γxt＋Atμ，x=λ），Dt为协变导数，?t为牛顿-莱布尼兹导数。从牛顿-莱布尼兹导数变化到“协变导数”，只是多增加一项函数Γxtx为列维-齐维塔At为电磁势，称之“规范变换”。因为At作为“联络”，可以保证物理量在标度（尺度）变换下的不变性。
反过来看里奇的学生列维-齐维塔列维-齐维塔列维-齐维塔列维-齐维塔F·伦敦1943年1946年伦敦鲁姆1978年欧洲核子研究中心(CERN)质子-反质子对撞搜索玻色子实验证实1988年
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