李政道《对称与不对称》书摘笔记16:目前状态

李政道《对称与不对称》书摘笔记16:目前状态

自然界存在三类，相互作用强，作用变弱，作用和引力作用。

建立相互作用理论的指导原则是对称性原理。

本书的序言

笔记：

时间又过去了二十年，介绍一下目前最新的研究成果。

四川大学马天教授和印第安纳大学汪守宏教授的独创性研究成果，其目的是进一步发展标准模型！两位教授的理论并不涉及高深莫测的弦论（为了解决自发性对称缺失的谜团引入了“超对称性”的假设，从而引入了额外的8个维数来描述整个宇宙），一切都从最基本的数学规则物理定律出发！

标准模型是二十世纪物理学的辉煌成就，将电，弱，强三种基本相互作用统一在规范场的框架下。

但是标准模型不能包括引力相互作用，所以它距离'大统一终极理论'尚有一步之遥。标准模型与很多高能物理的实验观测吻合（例如预言了中性流的存在并于1973 年被实验证实，预言了中间玻色子的类型与质量并于1983年被实验证实，预言了Higgs粒子的存在并于2012年被实验证实，等等），但是物理学家早已意识到标准模型并不是基本相互作用的终极理论，并开始寻找在标准模型之上的更为基本的物理模型。

2013年，马天和汪守宏教授合作为强，弱相互作用建立了耦合场方程[6-8]，同时首次计算出了强，弱相互作用的作用荷与作用势。

马和汪发现，强，弱相互作用的作用荷其实是其相应的规范场的耦合系数。他们合作计算了一系列基本粒子所携带的相互作用荷，建立了完整的相互作用荷理论。物理实验发现所有的轻子（一类质量较轻的微观粒子，包括电子和中微子等）都不参与强相互作用，轻子的内部也不产生强相互作用，马天教授与汪守宏教授的计算结果显示所有的轻子都不携带强荷g_s，在其内部结构中也没有强荷，于是便从理论上解释了轻子为什么不参与强相互作用, 马天与汪守宏的计算结果与实验现象吻合，具体计算过程请参考文献[9]和著作[1][3]。

根据新建立的强相互作用势理论，马天教授与汪守宏教授合作对“夸克禁闭”和“渐进自由”统一给予了合理的解释,查文献[3],[6],[8]，(“夸克禁闭”和“渐进自由”是当代粒子物理学最重要的待解难题之一)。

汪守宏教授曾受邀赴剑桥大学和美国物理学会报告了这一系列工作，并开始引起物理学界的关注（因为这一系列公众包含了大量新颖而又深刻的物理思想和数学方法，需要花大量功夫去检验，或许还需要很长时间才能被完全消化）。

目前，标准模型建立的理论专注于粒子衰变，散射，及其各种反应概率的计算，由此建立的费曼图技术，重整化技术，主要是为了计算这些粒子反应的概率。相互作用机制的深层原因，还是一个开放的问题。

而马天和汪守宏的工作是基于基本的物理原理，为四种基本相互作用建立了可以耦合的场方程，从而计算出了相互作用荷与相互作用势，带给我们对相互作用基本发生机制的深刻了解。基于对相互作用机制的深入探索，微观粒子世界的一系列现象就会变得不再那么玄奥难懂。

参考文献：

[1] Tian Ma, Shouhong Wang: Mathematical Principles of Theoretical Physics, Science Press, August 2015, 524pp.免费下载地址：http://www.indiana.edu/~fluid/MPTP.pdf.

[2] 马天：《从数学观点看物理世界--几何分析，引力场与相对论》，科学出版社，2012.

[3] 马天：《从数学观点看物理世界--基本粒子与统一场理论》，科学出版社，2014.

[4] 暗物质暗能量之谜——宇宙大尺度的广义相对论！。

[5] Tian Ma, Shouhong Wang: Gravitational field equations and theory of dark matter and dark energy. Discrete. Contin. Dyn. Syst., Ser. A 34(2), 335–366 (2014). See also arXiv:1206.5078.

[6] Tian Ma , Shouhong Wang, Duality of Strong Interaction, EJTP, 11:31(2014), 101-124; see also IU Institute for Scientific Computing and Applied Mathematics Preprint Series, 1301.下载地址：http://www.indiana.edu/~fluid/paper/strongrevised.pdf

[7] Tian Ma , Shouhong Wang, Duality Theory of Weak Interaction, IU Institute for Scientific Computing and Applied Mathematics Preprint Series, 1302.下载地址：http://www.indiana.edu/~fluid/paper/weak-revised.pdf

[8] Tian Ma , Shouhong Wang, Unified Field Theory and Principle of Representation Invariance, Applied Mathematics and Optimization,Volume 69:3 (2014), pp 359-392; arxiv:1212.4893

[9] Tian Ma ， Shouhong Wang, Weakton Model of Elementary Particles and Decay Mechanisms, 5/30/2013, IU Institute for Scientific Computing and Applied Mathematics Preprint Series, 1304.下载地址：http://www.indiana.edu/~fluid/paper/MW-weakton.pdf

[10] https://en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz_decomposition.

[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Physics_beyond_the_Standard_Model.

[12] https://en.wikipedia.org/wiki/Lie_algebra.

[13] https://absuploads.aps.org/presentation.cfm?pid=13158.

上期链接：

【李政道《对称与不对称》书摘笔记15:物理学的…物理学家的定律 - 今日头条】https://m.toutiao.com/is/JsH3DaX/

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