4、量子物理中的理论模型与对称性探讨

量子物理中的理论模型与对称性探讨

1. 对宇宙“世界公式”的思考

在探索宇宙奥秘的过程中，有人倾向于摒弃一些陈旧的观念，甚至支持人择原理。人择原理认为，可能的世界模型在理论上的非唯一性会显著减少，只留下少数几个要求宇宙存在与提出复杂问题的智人存在相兼容的模型。然而，我们不应过于自大，要求制定宇宙构建和运行的规则，但一开始就摒弃或回避这些基本问题，这种态度显得过于轻松和懒惰。

实际上，量子物理学告诉我们，自然规律的形式比我们预期和想象的更为普遍，为我们周围观察到的各种结构、形式和过程的无限多样解决方案留下了足够的空间。以不同原子和分子的大量光谱为例，这些光谱具有复杂的谱线和连续谱序列，就像它们存在和结构的精确指纹。图书馆里有很多书籍记录了这些光谱中发射和吸收光波的测量频率，这些频率的比值对应着状态能量的比值，构成了大量需要用适当的原子和分子理论来解释的无量纲数字。原则上，量子力学可以解决这些问题，但除了少数简单情况，如氢原子或H₂⁺分子，以及对一些较高原子的近似处理（用有效范德瓦尔斯势代替被内壳层电子屏蔽的原子核），实际上并没有明确地进行计算。不过，我们有信心，在必要时，现有的理论能够令人满意地解决这些问题。

基本粒子的标准模型可以被看作是对可能更简单的基本理论的范德瓦尔斯近似，但由于粒子理论中没有像氢原子这样简单的例子可供研究，我们并不确定这一点。即便没有这样一个能明确展示的简单系统，相信存在这样一个简单的底层理论结构也并非不合理。

2. 现象学引导的场论模型

2.1 基本概念

基本粒子理论始于经典粒子的概念，在相对论量子理论中，通过海森堡对玻尔对应原理的解释，经典粒子由依赖于经典时空位置x的算符值量子场ψ(x)