量子論與廣義相對(duì)論.ppt

1、量子論與廣義相對(duì)論的統(tǒng)一,天津理工大學(xué),二十世紀(jì)物理學(xué)界三大奇葩：,普朗克,愛因斯坦,洛倫茲,理論界大師,LOGO,Block Diagram,普朗克,費(fèi)曼,愛因斯坦,霍金,2006年6月19日電世界科學(xué)大師斯蒂芬霍金教授在北京說，愛因斯坦的廣義相對(duì)論無法預(yù)言宇宙如何由大爆炸而形成，如果把廣義相對(duì)論和量子論相結(jié)合，就有可能預(yù)言宇宙是如何起始的，“這是回答我們?yōu)楹卧诖耍覀儚暮味鴣淼挠钪鎸W(xué)的核心問題。”,科學(xué)困惑,廣義相對(duì)論在大尺度空間、量子理論在微觀世界中各自取得了輝煌的成功。 基本粒子遵循量子論的法則，而宇宙學(xué)遵循廣義相對(duì)論的法則，很難想象它們之間會(huì)出現(xiàn)大的分歧。很多科學(xué)家希望能將這兩者結(jié)合

2、起來，開創(chuàng)一門將從宏觀到微觀的所有物理學(xué)法則統(tǒng)一在一起的新理論。,Contents,Tianjin university of technology LOGO,Diagram,理論發(fā)展歷史,LOGO,引力場方程組與量子電動(dòng)力學(xué)(QED)方程組相似，這是廣義相對(duì)論的QED化 Ashtekar等研究了引力的環(huán)空間(loopspace)和環(huán)量子引力理論 Smolin結(jié)合廣義相對(duì)論的2個(gè)關(guān)鍵原理(背景無關(guān)性原理和微分同胚不變性)，討論了量子化時(shí)空環(huán)量子引力理論長度為10-33cm，這與超弦的大小相同，體積1099cm3，時(shí)間1043s 時(shí)空離散譜類似離散量子能級(jí)，結(jié)點(diǎn)和線形成時(shí)空，稱自旋網(wǎng)絡(luò)(spin

3、 network)，物質(zhì)存在于自旋網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)處，引入時(shí)間維數(shù)就得到“自旋泡沫”Smolin認(rèn)為量子引力被簡化為圈相交、相聚、相連，即打結(jié)(knot)、連接(link)和紐結(jié)(kink)的理論，這是Planck尺度上幾何的量子化描述數(shù)學(xué)上這是紐結(jié)理論 RGambini，JPullin等用環(huán)量子引力理論計(jì)算，預(yù)言不同能量的光子傳播速度會(huì)有微小不同那么，對(duì)中微子也應(yīng)該得到相同的結(jié)果,LOGO,廣義相對(duì)論和量子的統(tǒng)一理論,結(jié)合推得粒子等價(jià)于波動(dòng)并推廣到場，相應(yīng)于相互作用經(jīng)廣義等價(jià)原理推廣為非慣性系，它們彼此等價(jià),宏觀引力場、電磁場方程同時(shí)給出場和場源;無源時(shí)就類似量子力學(xué)方程,場方程對(duì)應(yīng)玻色子方程，

4、物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程對(duì)應(yīng)費(fèi)米子方程，在量子力學(xué)中費(fèi)米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,場方程對(duì)應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程對(duì)應(yīng)費(fèi)米子方程，在量子力學(xué)中費(fèi)米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,宏觀引力場、電磁場方程同時(shí)給出場和場源;無源時(shí)就類似量子力學(xué)方程,場方程對(duì)應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程對(duì)應(yīng)費(fèi)米子方程，在量子力學(xué)中費(fèi)米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,結(jié)合推得粒子等價(jià)于波動(dòng)并推廣到場，相應(yīng)于相互作用經(jīng)廣義等價(jià)原理推廣為非慣性系，它們彼此等價(jià),宏觀引力場、電磁場方程同時(shí)給出場和場源;無源時(shí)就類似量子力學(xué)方程,場方程對(duì)應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程對(duì)應(yīng)費(fèi)米子方程，在量子力學(xué)中費(fèi)米子和玻色子統(tǒng)

5、一，二者都可以是場和場源,結(jié)合推得粒子等價(jià)于波動(dòng)并推廣到場，相應(yīng)于相互作用經(jīng)廣義等價(jià)原理推廣為非慣性系，它們彼此等價(jià),宏觀引力場、電磁場方程同時(shí)給出場和場源;無源時(shí)就類似量子力學(xué)方程,場方程對(duì)應(yīng)玻色子方程，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程對(duì)應(yīng)費(fèi)米子方程，在量子力學(xué)中費(fèi)米子和玻色子統(tǒng)一，二者都可以是場和場源,數(shù)學(xué)推導(dǎo),廣義相對(duì)論和量子理論統(tǒng)一，一方面可以類比于廣義相對(duì)論，使其量子化;另一方面可以推廣量子力學(xué)，使其幾何化,結(jié)合規(guī)范理論這些發(fā)展方法又可以結(jié)合超對(duì)稱、超弦和4種相互作用統(tǒng)一的群GL(6，C)，及引力已結(jié)合量子的Ashtekar環(huán)理論，并且這些還可以彼此結(jié)合,討論,標(biāo)準(zhǔn)模型,相對(duì)論和量子論告訴我們，原始的宇宙誕生于虛無縹緲之中。在最初的1043秒之內(nèi)，宇宙處于一片混亂的“混沌”狀態(tài)，分不清上和下、左和右、先和后，甚至分不清時(shí)間和空間。宇宙就像一鍋沸騰的稀粥，充滿了時(shí)空泡沫。在膨脹過程中，時(shí)空泡沫逐漸演化成大量的“宇宙泡”，宇宙泡之間往往有隧道相連，而且隧道可能不止 一條。也有的隧道并不