突破经典偏见:迈向激进量子理论
1. 量子场论的现状与挑战
当前量子场论存在诸多未解决的问题,虽无明显矛盾,但数学处理仍不尽人意。现有的准线性系统限制过于严格且缺乏依据,基本问题只能得到表面处理。
过去,构建广义的、包罗万象的相对论不变量子场论遇到了诸多严重困难,我们未能解决这些问题,仅通过重整化等形式化程序对某些理论进行了有效控制。这些困难可能源于我们过于依赖经典类比,从经典场论出发进行“量子化”,采用半线性近似(微扰理论),并通过减法程序消除恼人的“发散”。整个过程仅在相互作用足够“软”时才会成功,标准模型就是这样一个例子。
量子场论中的时空依赖场概念、传播优先于相互作用的观点,以及组成场与观测到的“粒子”及其对称性之间的紧密对应,都体现了我们的经典偏见。未来的“改进”量子理论应更加量子化,不应从经典特征出发,比如不应预设时空连续体为给定的一般背景,“经典”空间应最终从基本量子代数中作为足够有效的近似出现。
作为更激进量子方法的具体示例,我们将简要介绍一种激进统一的非线性纯旋量理论,其基本特征在1953 - 1983年期间得到发展。从目前采用的统一量子场论(包括标准模型)或超对称弦理论的角度来看,它显得极为激进,但从我们自身的观点来看,由于其场的概念,它应被视为迈向完全成熟量子表述的中间步骤,尽管对于我们的直觉和指导而言,这是不可或缺的一步。
2. 量子物理呼唤新的科学方法
2.1 一般考量
量子物理与经典物理在结构上有显著差异。经典物理假定世界具有“本体结构”,从“是什么?存在什么?”的问题出发,谈论由可在三维空间中明确定位、在一维有向时间中改变位置和形状的物质对象组成的“现实”。为了明
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