關于希格斯玻色子的專題系列(共六篇,歡迎討論)

gwjian

對發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”意義的宣傳完全言過其實（專題一）
——就希格斯玻色子致全球知識界的公開信(一)
作者  茍文儉
7月初，F(xiàn)NAL(美國費米國家加速器實驗室)和CERN(歐洲核子研究中心)都宣布發(fā)現(xiàn)了被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子。隨后有大量的跟進報道及相關的科普介紹，其中許多對發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”的意義都做了完全言過其實的宣染，對此作者特別撰寫了六篇系列公開信，盡可能從專業(yè)的角度，使用知識界都容易讀懂的文字，誠實地陳述所有相關事實真象，以供讀者理性化思考之參考。
（一）
希格斯玻色子記為H粒子，它是滿足標準模型演繹需要的一個基本粒子。標準模型是粒子物理學標準模型的簡稱，本系列公開信都用它的英文縮寫“SM”表示。
上世紀30年代，英國理論物理學家狹拉克(Dirac.P.A.M.)等人創(chuàng)建了帶電粒子參與電磁作用的QED(量子電動力學)。SM是以QED為模板，第－性原理是對體系能量的拉格朗日量做規(guī)范對稱變換，具有統(tǒng)一的規(guī)范對稱觀念，包括了用 SU(2)×U(1)群的定域破缺對稱表述的電弱統(tǒng)一理論、用SU(3)群的色對稱表述強作用的QCD(量子色動力學)、以及用幺模幺正群SU(3)×SU(2)×U(1)直積等方式，表述強、弱、電作用的大統(tǒng)一理論。
CERN是在LHC(大型強子對撞機)的上千萬億次強子對撞事例中，觀察到了幾百個能量均集中在125至126Gev之間的粒子共生現(xiàn)象，F(xiàn)NAL是在Tevatron(萬億電子伏特加速器)的數(shù)百萬億次正、反質(zhì)子對撞中，觀察到了數(shù)十個能量范圍在118至132Gev之間的粒子共生現(xiàn)象，由于具有玻色子衰變特征，被認為這可能就是“上帝粒子”。
所謂粒子共生現(xiàn)象，是指高能粒子對撞中同時產(chǎn)生的兩個或多個粒子（包括光子），它們的總能量取值相同。粒子物理學中，粒子質(zhì)量一般用能量單位“電子伏特”表示，“Gev”指10^9電子伏特，本系列公開信用到的“Mev”是10^6電子伏特。對上述實驗發(fā)現(xiàn)的新粒子記為X粒子，它到底是什么將在本公開信系列《（六）》中具體論述。
（二）
在有關發(fā)現(xiàn)H粒子的報道及科普介紹中，絕大多數(shù)文章都說：在SM預言的62種基本粒子中，61種都已被實驗證實，只有唯一的H粒子還未被證實。事實絕非如此。
SM預言62種基本粒子的真象是：在QCD及電弱統(tǒng)一理論的矩陣運算中需要有61個獨立的粒子單元，在與相互作用聯(lián)系時就視為是61種基本粒子：其中有12種正、反輕子，36種正、反夸克，8種傳遞強作用的膠子，一種傳遞電磁作用的光子，三種傳遞弱作用的中間矢量玻色子W^±及Z^0，及賦予粒子質(zhì)量的H粒子。另外還有一種是傳遞引力作用的引力子，它與SM無關，是超引力量子理論的假設（符號“^”表示上標）。
以電弱統(tǒng)一理論在演繹中使用的基本粒子為例：(1)12種輕子及光子，都是在已被實驗證實了以后，理論才在演繹中使用了它們；(2)對 W^±及Z^0的質(zhì)量，是在實驗測量了溫伯格角θˇw以后，理論才計算出了與實驗測量值保持一致的結果，因此說電弱統(tǒng)一理論計算的W^±及Z^0質(zhì)量與實驗值一致，實際只不過是一個實驗對另一個實驗的驗證。對電弱統(tǒng)一理論自身演繹使用的所有16種粒子，理論事先并沒有得到過能夠由實驗證實的任何預言（符號“ˇ”表示下標）。
與電弱統(tǒng)一理論－樣，上述61種基本粒子也都只是SM在演繹中使用了它們，而理論事先也都沒有得到過能夠由實驗證實的任何預言。

（三）
參與強作用的粒子稱為強子，它有重子與介子這兩大類。從上世紀創(chuàng)建SM的探索開始，幾乎所有對強子對稱性的理論分析都得到了很好的實驗驗證。
1、1956年，日本的坂田昌一(Sakata Shyoichi)認為，所有強子均由質(zhì)子p、中子n及Λ重子等三個基礎粒子組成，創(chuàng)建了并不正確的坂田模型，但他在用SU(3)對稱性分析介子時，預言了還有兩種新的中性介子，不久便在實驗中相繼發(fā)現(xiàn)，記為η和η′。
2、1961年，美國的蓋爾曼(M. GellMann)與日本的大久保(S.Okubo)共同得到的SU(3)多重態(tài)重子之間的質(zhì)量公式，以及后來蓋爾曼在討論重子十重態(tài)中，預言的Ξ^*-、Ξ^*0和Ω^-等三種重子，以后也都相繼被實驗證實。
3、1964年，蓋爾曼在對坂田模型的分析中發(fā)現(xiàn)，組成強子的三個基礎粒子帶有分數(shù)電荷，并非是p、n及Λ；他對這種奇怪的基礎粒子取名為“夸克”，創(chuàng)建了夸克模型。后來，主要依據(jù)夸克與輕子參與弱作用的對稱性，粒子物理學家們又預言了第四種c夸克、第五種b夸克及第六種t夸克。從1974年到1994年，實驗先后觀察到了滿足理論這種對稱性表述所需要的相關粒子，于是就認為實驗證實了c、b、t夸克。特別注意：這并不是直接觀察到了c、b、t夸克，而是證實了理論對粒子對稱性的唯象分析。
在粒子物理學領域，說夸克與膠子被實驗證實，一般是指如下這兩個事實：
1、1968年，在用高能電子撞擊質(zhì)子的深度非彈性碰撞中，發(fā)現(xiàn)了電子有大角度散射，這意味著質(zhì)子內(nèi)部有點狀硬結構；粒子理論家認為這就是質(zhì)子內(nèi)部有帶電夸克的證據(jù)。
2、1979年，在正、負高能電子對撞實驗中發(fā)現(xiàn)了強子三噴注，粒子理論家們認為：一對主要強子噴注就形成于一對正、反夸克，一個次要強子噴注就形成于某個夸克發(fā)射的一個硬膠子；強子三噴注也就是夸克、膠子的實驗證據(jù)。
對上述實驗1：開初，理論家們依照質(zhì)子組成于夸克的所有計算，都與電子大角度散射的實驗數(shù)據(jù)完全不符。后來，美國的費曼（R.Feynman）把每個夸克與設想中它周圍的大量正、反海夸克統(tǒng)稱為“部分子”，認為質(zhì)子內(nèi)的每一個部分子都“凍結”在了自己的位置上，電子也是點結構粒子，由此的計算才與實驗數(shù)據(jù)相符。顯然，高能條件下“凍結”的部分子、與QCD的強作用漸近自由的“點”夸克完全相悖。費曼計算的假想前提，就直接否定了QCD最重要的核心內(nèi)容，即高能條件下的強作用漸近自由。
粒子理論家們認為上述實驗2的膠子噴注，就形成于硬膠子破裂成的一組正、反夸克（膠子物化）。對這種解釋數(shù)量化的通常做法是：根據(jù)高能粒子的質(zhì)心系能量及各噴注能量的分布，使用基于“隨機數(shù)”的蒙特卡洛(Monte Carlo)方法、來獲得噴注形成時夸克與膠子到底怎樣分布。在這種分析中，不論是對噴注事件樣本的選擇，還是噴注動力學特征的模擬，QCD自身并不能給出任何有關的初始約束，而都是依照QCD的既定目標做人為假設，如此正、反夸克及硬膠子具體怎么分布，對三噴注做不同的動力學模擬就會有不同結果，得到的都只是一些可能性。因此，說噴注產(chǎn)生于夸克與膠子，實際并沒有數(shù)量化的確鑿證據(jù)，仍然只是理論家們的想象。
對36種帶分數(shù)電荷的夸克及8種膠子，QCD禁止它們單獨存在。事際上，粒子領域是否有這44種基本粒子，從來就沒有確信無疑的實驗證據(jù)；它們連同引力子，占62種基本粒子的三分之二，都還只是QCD及超引力量子理論在形式化表述中使用的一組數(shù)學符號。
事實非常清楚：說SM預言了62種基本粒子，其中的61個都已被實驗證實，沒有尊重最起碼的基本事實，完全言過其實。
（四）
相關報道及科普介紹幾乎都歡呼說：H粒子的發(fā)現(xiàn)，不僅使人類可以弄清宇宙質(zhì)量是怎么形成的，也實現(xiàn)了對SM的最后驗證，物理學將會因此迎來重大突破。
對粒子參與作用的實際存在，就稱是粒子的動力學存在，當代對其描述的主流與時尚即是SM。人們都認為：規(guī)范對稱變換不僅給出了SM簡潔優(yōu)美的形式化表述，它也還有與實驗數(shù)據(jù)相符的定量計算。但事實上：對粒子動力學量的所有計算，SM都只能是近似的微擾處理，都有不可避免的無窮大，都只能通過人為的重新定義(即重整化)來消除，也還要引入眾多自由參數(shù)；對所有實際的具體問題，也都只能象費曼“凍結”的部分子模型那樣，要根據(jù)實驗測量選擇特定的計算模型，都要使用實驗測量結果做人為假設，而不是從該問題自身的初始條件出發(fā)，由SM計算出與實際相符的結果。即對具體的計算問題，SM總是讓人為的計算服從實驗結果，從來都不是理論自身的計算預言了實驗結果。
考察從SM得到實驗驗證的所有結果，包括對實驗數(shù)據(jù)的處理分析，它們都源自對粒子動力學存在對稱性的唯象分析。因此對這種唯象分析，就稱是SM成功的一面；但這些唯象分析到底根源自粒子什么樣的實際存在，SM卻是一無所知。這又證明：SM成功一面的唯象分析，只是一種對粒子動力學存在對稱性的等效描述。
真正了解SM的學者都清楚如下的事實：
1、對粒子參與強、弱作用的動力學存在，如果完全從規(guī)范對稱變換的第一性原理出發(fā)，對任何實際問題都絕不可能做有確定結果的定量計算，并不具有計算的有效性；對諸如參與強作用的夸克與膠子該如何分布等等這些非微擾問題，更是一籌莫展。
2、大多數(shù)粒子物理家也都普遍認為：SM并非是完全正確的最后理論。這方面，本公開信系列《（二）》的論證結論是：SM具有非實在性的丑陋本質(zhì)。
3、對粒子質(zhì)量及宇宙質(zhì)量的形成，希格斯機制早在43年前就已經(jīng)做出了唯象解釋，如果把X粒子視為H粒子，SM需要的22個自由參數(shù)仍然不能由理論本身確定，仍然不能對希格斯機制做完全有效的數(shù)量化表述，SM非實在性的丑陋本質(zhì)依然存在。
另外，依照希格斯機制(Higgs mechanism)的論述，粒子質(zhì)量直接形成于希格斯場，H粒子在形成粒子質(zhì)量的希格斯機制中相伴出現(xiàn)的，它并不直接賦予其他粒子質(zhì)量。
上述事實必然的邏輯結論是：說發(fā)現(xiàn)了H粒子就弄清了宇宙質(zhì)量是怎樣形成的，是對SM正確性的最后驗證，將會迎來物理學的重大突破，都是完全不能成立的偽命題，這都只不過是當今人們對發(fā)展理論物理學的美好向往與一廂情愿。
（五）
在物理學的歷史上：由于當時拉瓦錫(Lavoisier.A.L）、拉普拉斯(Laplace.P.S)等權威科學家支持了與熱現(xiàn)象表象相符的“熱質(zhì)說”，一直到18世紀它都還是物理學的主流與時尚。對真空的“以太說”，由于滿足了光波傳播的需要，受牛頓（I.Newton）等物理學權威贊賞，直到19世紀末也都還是物理學的主流與時尚。
SM的規(guī)范變換以QED為模板，源自QM(量子力學)與SR(狹義相對論)，有成功的唯象分析并可計算，又是眾多理論物理學權威參與創(chuàng)建的，自然也就成了當今的主流與時尚。
今天，人類已經(jīng)離開了“熱質(zhì)說”和“以太說”，明天，人類會不會也離開SM及希格斯機制呢？對此，本公開信系列《（三）》、《（五）》將會有具體論證及明確答案。
歷史需要繼承，但觀念總在不斷更新；對此我們不僅要知道，更需要實事求是地思考！
【注】：對一些常見內(nèi)容的參考文獻，本公開信系列均省略了對它們的注釋。
                                       完成于2012-08-30

gwjian

標準模型并不能有效解決它的基本問題（專題二）
——就希格斯玻色子致全球知識界的公開信(二)
作者  茍文儉
標準模型見本公開信系列《（一）》的介紹，仍記為SM。
物理理論描述的都是現(xiàn)實中的實際存在，對此就稱是物理理論描述對象。SM的描述對象是粒子實際參與的強、弱、電這三種作用，屬于粒子的動力學存在。
用數(shù)學表述的物理理論描述對象的規(guī)律、如果與描述對象的實際存在完全一致，就稱是有效數(shù)學表述。物理理論對描述對象的規(guī)律做有效的數(shù)學表述時，都會涉及下文(一)所述的三個問題，它們就稱是物理理論的基本問題。
下文(二)的論證充分說明：SM并不能有效解決它的基本問題。
（一）
物理理論描述對象的規(guī)律都要使用數(shù)學表述。如QM，它的描述對象是微觀粒子運動，對其量子化規(guī)律所做的數(shù)學表述，就有求解波動方程、用波函數(shù)Ψ貓述微觀粒子運動的波動力學，以及將運動方程中的坐標與動量當成算符，使用矩陣運算的矩陣力學。
物理理論的基本問題，是對描述對象的規(guī)律做有效數(shù)學表述決定的，有如下三個：
1、描述對象是怎樣形成的？數(shù)學表述的邊界條件，確定具體計算初始條件的依據(jù)是什么？前者是總結發(fā)現(xiàn)描述對象規(guī)律的依據(jù)，后者則是數(shù)學表述有確定性的保證。
2、描述對象規(guī)律的數(shù)學方程是什么？這是對物理規(guī)律做有效數(shù)學表述的基礎。
3、數(shù)學演繹的數(shù)量化結果、與表述對象之間的實際關系到底怎么樣？這是檢驗物理規(guī)律數(shù)學表述是否有效的依據(jù)。如在電子束縛態(tài)的邊界條件下求解QM的波動方程，就可以得到原子中價電子實際定態(tài)運動的分立的量子化本征譜，這也就證明了QM對微觀粒子量子化規(guī)律的數(shù)學表述有效。
對上述這三個問題，牛頓力學、經(jīng)典熱力學、麥克斯韋電磁理論，以及QM及SR等等都有明確有效的答案，對此就說這些物理理論都能夠有效解決它們的基本問題。
對一個物理理論，只有能夠有效地解決它的基本問題，物理規(guī)律的數(shù)學表述才具有有效性，這樣的物理理論也才值得我們信賴。
（二）
對SM中描述強作用的QCD、及描述弱作用的電弱統(tǒng)一理論，它們對自身基本問題解決的簡要情形如下。
1、強、弱作用是怎樣形成的？對強、弱作用表述的邊界條件，以及具體計算中確定初始條件的依據(jù)是什么？這些在SM中就并沒有與實際相符的有效答案。
QCD描述的強作用形成于帶色夸克之間相互傳遞了色膠子，強子整體無色荷。注意這是類比QED的強作用形成原因，而實際的強作用則是發(fā)生在原子核內(nèi)無色的核子之間，雖然也有使用QCD描述核子強作用的所謂新核理論，但QCD的強作用漸近自由，與核子之間實際強作用的近程排斥、中程平衡、遠程吸引的事實完全相悖。
電弱統(tǒng)一理論描述的弱作用與電磁作用類似，也形成于有弱荷的粒子之間相互交換了弱規(guī)范粒子。這也是類比QED的弱作用形成原因。該理論中弱荷為中性，不可能必然排斥，這就完全有可能象其它作用那樣也可以構成束縛態(tài)。參與弱作用的任何粒子均無束縛態(tài)。即電弱統(tǒng)一理論中的弱作用形成原因、與實際弱作用始終不能構成束縛態(tài)的事實完全矛盾。
QCD與電弱統(tǒng)一理論中表述強、弱作用的邊界條件，以及具體計算中確定初始條件的依據(jù)，要涉及輕子與夸克為何只有三“代”，強、弱作用的耦合具體是怎樣實現(xiàn)的，參與耦合的相關粒子分布規(guī)律是什么，為什么不同輕子與夸克會有如此的差異，等等這些非微擾問題，QCD及電弱統(tǒng)一理論均不能做任何回答。
2、對強、弱作用體系的動力學方程是什么，QCD及電弱統(tǒng)一理論都只能做一些猜測，雖然也有表示體系能量的拉格朗日量，也都能夠根據(jù)猜想與假設做規(guī)范變換，但所有這些變換都只有抽象的數(shù)學表述意義，根本不知道這些變換在粒子動力學存在中表示的實際存在到底是什么。
3、對強、弱作用的具體計算，本公開信系列《（一）》的結論是：SM總是讓人為的計算服從實驗結果，如果完全從規(guī)范對稱變換的第一性原理出發(fā)，它們并不能做與實際相符的任何有意義的計算；SM自身并不具有計算的有效性。
上述事實就清楚說明：QCD及電弱統(tǒng)一理論根本不能有效解決它們自身的基本問題。也即是SM不能有效解決它的基本問題。
（三）
用g表示不同作用的耦合系數(shù)。SM中g是隨作用體系動量變化的曲線。在同一動量坐標系中，如果不同作用g的演化曲線相交于了一點，就視為是這些作用實現(xiàn)了統(tǒng)一。當代主流的超對稱理論給出的強、弱、電、引力作用統(tǒng)一的能標為10^19Gev，推算說這只能出現(xiàn)在宇宙大爆炸的10^-44秒瞬間，隨后引力便首先分離了出來；到了10^-36秒，溫度降到強、弱、電三種作用統(tǒng)一的能標10^15Gev后，就會再發(fā)生強作用與電弱作用的分離。
上述主流物理理論的不同作用統(tǒng)一，是指它們的強度相等，稱是不同作用強度統(tǒng)一。不同作用這種統(tǒng)一的力程也特別小：四種力統(tǒng)一的力程為10^-36m，強、弱、電作用統(tǒng)一的力程則是10^-28m，它只是原子核中核子觀測半徑的約萬萬億分之一。
現(xiàn)實世界，與不同作用統(tǒng)一相關的實際存在事實是（符號“^”表示上標）：
1、任何一個帶電的不穩(wěn)定強子，都會參與四種不同性質(zhì)作用，它們實際都是同一個粒子動力學存在的不同方面。即四種不同作用的實現(xiàn)機制、有屬于同一個粒子動力學存在的統(tǒng)一性；對此就稱是不同作用機制的統(tǒng)一。
2、正、負電子對撞產(chǎn)生出不穩(wěn)定強子，也就實現(xiàn)了從電磁作用到強、弱作用的轉(zhuǎn)變。通常能量條件下的粒子對撞及不穩(wěn)定粒子衰變，隨著不同種類新粒子的產(chǎn)生，也就實現(xiàn)了不同作用的相互轉(zhuǎn)變；對此就稱不同作用相互轉(zhuǎn)換的統(tǒng)一。
不同作用機制與相互轉(zhuǎn)換的統(tǒng)一，是不同作用統(tǒng)一的實際存在，其主要事實是：(1)都是通常的能量條件；(2)總是以粒子為單位，發(fā)生在粒子之間；(3)作用強度差異巨大，如同樣具有無限長程性的電磁作用與引力作用，其強弱程度就相差了約33個數(shù)量級。
顯然，不同作用統(tǒng)一的實際存在的事實，都與不同作用強度統(tǒng)一的高能標、極小力程完全相悖。由此就自然有如下的合理結論：
當代主流物理理論中不同作用強度統(tǒng)一，相對于粒子的動力學存在，它所做的數(shù)學表述與計算，都只是遠離了實際存在的純粹的數(shù)字游戲。
（四）
考慮SM只表述了強、弱、電三種作用統(tǒng)一，而不是實際的四種作用統(tǒng)一，因此相對于粒子動力學存在，SM只是對其部分內(nèi)容做了純粹的數(shù)學表述。
相對于粒子動力學存在，SM數(shù)學表述遠離了實際存在，并不真實，對此就稱是非實在性。即主流的SM對強、弱、電三種作用的強度統(tǒng)一，其數(shù)學表述具有非實在性。
物理學是實證科學，這就特別要求：它的數(shù)學表述必須與描述對象的實際存在保持一致，對任何涉及具體問題的計算，理論自身都應當提供有確定意義的初始條件，以此實現(xiàn)的自主計算結果都應當與描述對象的實際存在相符，而不是人為的計算服從實驗測量。
語言只是人類相互交流的一種語言形式邏輯工具，相樣，數(shù)學也只不過是人類相互交流的一種數(shù)量演繹邏輯工具，它們都具有人為的抽象性，而不具有物理學的實證性。
實際上，數(shù)學并不是自然科學，純粹的數(shù)學表述當然也絕不是物理理論。
還容易理解，也正因為SM數(shù)學表述的非實在性，它才不能有效解決它的基本問題，才不可能依據(jù)第一性原理對強、弱作用的具體問題做有效計算。
注意本公開信系列《（一）》的論述還證明：SM對粒子動力學存在對稱性的唯象分析雖然很成功，但并不是粒子動力學存在對稱性的實際存在，同樣也具有非實在性。
我們知道，QM與SR對各自基本問題的解決都很有效，QED在使用了對相關動力學量重整化的人為定義后，它的數(shù)學計算也與電子參與電磁作用的實際相符。QM與SR、及它們綜合形成的QED都值得我們信賴。但以QED為模板創(chuàng)建的QCD及電弱統(tǒng)一理論，以及SM，它們不論是數(shù)學表述還是唯象分析，為什么又都具有非實在性呢？對此，在本公開信系列《（五）》將做具體回答。
（五）
作為當代的主流與時尚，SM有如下非常突出的兩面性。
1、如本公開信系列《（一）》所述，它具有很好的可驗證性，形式化體系簡潔、優(yōu)雅、漂亮，對數(shù)百種紛繁雜亂的粒子，也做了卓有成效的分類；這些也都是它成功的一面。
2、另一方面，對作用體系動力學量的微擾計算總會有無窮大、需要有不知來自何處的眾多自由參數(shù)、不能包括引力、有自然性問題及微調(diào)問題等等這些涉及物理本質(zhì)的問題，同時也還有如無法準確計算粒子質(zhì)量、無法理解宇宙為什么只有正物質(zhì)星等一系列難以解決的諸多疑難，也就構成了SM失敗的一面。
綜合已有的證據(jù)容易理解：構成SM失敗一面的根本原因，是它用純粹的數(shù)學表述代替了物理理論描述對象的實際存在，不論是數(shù)學表述還是唯象分析都具有非實在性；對此也稱是它具有了非實在性的丑陋本質(zhì)。對SM成功的一面，因為無法改變它遠離了描述對象的實際存在，無法改變非實在性的丑陋本質(zhì)，只不過是一種靚麗的外在假象。
隨著人類社會的進步、認識的進一步發(fā)展，相信人們最終會看透SM成功一面的假象，識別它在簡潔、優(yōu)雅、漂亮的純粹數(shù)學包裝下非實在性的丑陋本質(zhì)！
                                       完成于2012-09-03

gwjian

希格斯機制并不具有合理性(專題三)
——就希格斯玻色子致全球知識界的公開信(三)
作者  茍文儉
對物理理論表述的合理性，世界著名的理論物理學家溫伯格（S.Weinberg）于1974 年就提出了這兩個標準：(1)要自然，它包含的參量不是手放進去的，而是可計算的；(2)要現(xiàn)實，它的預言要能夠得到實驗的驗證。
物理理論描述對象都實際存在，這就決定了物理理論描述的每一件事、以及演繹所得的每個結果，“都是真實的自然而然的”。因此，“要自然”與“要現(xiàn)實”理所當然就是判定物理理論合理性最根本的標準。
對一個離開了描述對象實際存在的物理理論，它的數(shù)學表述當然無任何實際意義。
希格斯機制是具體由希格斯場與物質(zhì)場的湯川(Yukawa)耦合表述的物理理論，是SM的關鍵內(nèi)容，判定其合理性的根本標準，當然也就應當是如上溫伯格所述的“要自然”與“要現(xiàn)實”。
（一）
上世紀60年代中期，蘇格蘭物理學家希格斯（P.Higgs）提出希格斯機制的目的，就是為了在使用Yang-Mills場描述電弱作用統(tǒng)一時，實現(xiàn)電弱作用對稱破缺：使在SU(2)對稱表述中使用的弱規(guī)范粒子獲得質(zhì)量，形成弱作用的短程性，而在U(1)對稱表述中使用的光子質(zhì)量仍為零，與電磁作用無限長程性相符。
希格斯機制中，真空普遍存在非零期望值的希格斯場，它有四個自由度，在用SU(2)×U(1)群表述的電弱作用對稱性破缺中，有三個自由度被弱規(guī)范粒子吸收，成了質(zhì)量很重的中間矢量玻色子W±及Z0，余下的自由度即是H粒子。
特別說明1)雖然希格斯場不等于H粒子，但由于H粒子是希格斯場的一部分，它們必然“同生共亡”；這就如電磁場有三維矢量勢A與一個標量勢Φ，電磁場不等于Φ，但電磁場與Φ必然“同生共亡”的存在相同；(2)由(1)，H粒子的壽命也就應當與希格斯場的壽命相當，希格斯場形成粒子質(zhì)量的湯川耦合過程，自然也就會與H粒子壽命相當。
由此就自然有如下合理結論：
有湯川耦合形成粒子質(zhì)量的地方，必然有H粒子；希格斯機制中湯川耦合形成粒子質(zhì)量過程，都應當與H粒子壽命相當。
希格斯機制的數(shù)學表述要引入非零真空的平均值ν，及構成H粒子質(zhì)量的希格斯場自作用耦合系數(shù)λ。但希格斯機制自身無法確定ν、λ的取值，如果要讓ν有確定值，對相關的其它一些原始參量就必須做無法想象的精細調(diào)整，使它們都成了完全是由“手放進去的”；對此一般就稱是SM的自然性問題。
另外，SM的希格斯機制還有如下更嚴重的問題：(1)希格斯場自作用的累積必然導致H粒子質(zhì)量為無限大，而且參數(shù)λ也總是要隨作用體系能量標度的變化而變化，即使不考慮希格斯場自作用的累積，也只能根據(jù)演繹的要求估計H粒子質(zhì)量；(2)無法由希格斯機制得到輕粒子質(zhì)量；(3)如果要使用希格斯機制計算不同粒子質(zhì)量，對每一個粒子就還必須引入一個與質(zhì)量成正比的待定耦合參數(shù)，這樣的待定參數(shù)不僅都完全由“手放進去的”，其數(shù)目也比質(zhì)量未知的粒子個數(shù)還多；(4)對希格斯機制形成質(zhì)量的所有過程，都不能做有唯一確定結果的計算，不能進行完全有效的數(shù)量化表述。
非常清楚，希格斯機制雖然滿足了SM演繹的需要，也成功給出了粒子質(zhì)量的唯象解釋，但依據(jù)溫伯格的上述兩個標準去考證，它根本就不具有任何合理性。
（二）
為了解決希格斯機制的上述不合理性，天才的粒子理論家們便提出了一些改善SM及希格斯機制的新物理模型，基本思路就是引入突破SM的新觀念，具體可以分成如下兩類：
1、在SM原有的規(guī)范對稱基礎上再添加超對稱（SUSY）。這是一種玻色子與費米子整體規(guī)范變換不變的對稱，由此創(chuàng)建的新模型就統(tǒng)稱是超對稱新模型。
引入了超對稱后：(1)可以把SM無法描述的引力包攬在同一個數(shù)學體系，可實現(xiàn)四種作用強度統(tǒng)一；(2)超對稱伙伴粒子對費曼圖閉合圈的貢獻大小相等，符號相反，這就自動解決了SM中因此形成的發(fā)散困難；(3)能夠使H粒子的質(zhì)量穩(wěn)定在可觀測的費米能標（大約100GeV）；(4)在宇宙學領域可以實現(xiàn)宇宙初期的暴漲，這就抹平了大爆炸帶來的不規(guī)則性，從而消除了關系到傳統(tǒng)宇宙大爆炸理論生死存亡的一塊心病；(5)演繹給出了電中性的長壽命超對稱輕粒子，據(jù)稱這就為宇宙暗物質(zhì)粒子提供理想的候選者。
在所有超對稱新模型中，最受關注的是MSSM(最小超對稱標準模型)，它只含有最基本的粒子譜，在標準模型的基礎上引入的新參數(shù)也最少，但滿足演繹需要的是十個H粒子：兩個帶電、三個為電中性，另還有五個超對稱的希格斯微子。
SUSY SM(超對稱標準模型)的H粒子都是一組，有多個，而非SM中的一個。
所有SUSY SM都有如后這四個明明白白的問題：(1)它克服的所有疑難都出自SM的數(shù)學演繹需要，并非出自SM描述的粒子動力學的實際存在；(2)現(xiàn)實所有粒子的超對稱伙伴粒子，因為質(zhì)量極大而不可驗證；(3)在低能標再回到SM時，那些難以解決的困難、非實在性的丑陋本質(zhì)仍然存在；(4)在高能標，它的人為性及不可計算程度遠遠超過了SM。
2、在突破SM的研究中針對某個不可克服的疑難，對量子場或粒子存在添加某種新內(nèi)容，再通過對SM的數(shù)學表述自身的調(diào)整來克服它的該疑難。這種不使用超對稱觀念創(chuàng)建的新模型，針對的是某個特定的專門問題，就稱是專題新模型。
如最近美國的斯塔克曼（G. Starkman）等四人就共同提出了修正SM的一個設想，其要點是：把希格斯場的四個自由度視為四個粒子，H粒子是其中的一個，其余三個粒子在弱作用尺度下被“吃掉”、與弱規(guī)范粒子合并成了W^±和Z^0，再使用戈德斯通定理(Goldstone’s Theorem），通過恰當?shù)臄?shù)學處理就避免了H粒子質(zhì)量的二次發(fā)散，這樣就解決了SM中因H粒子質(zhì)量問題構成的危機（符號“^”表示上標）。
所有專題新模型也都有如后這兩個明明白白的問題：(1)假設的某種新內(nèi)容所依據(jù)的，既非SM的第一性原理，也不是實驗觀察事實，完全是由“手放進去”的人為假想；(2)這樣的人為假想只能消除SM的某個特定問題，既不能解決SM的所有不可克服疑難，更不能對它非實在非的丑陋本質(zhì)有任何改善。
上述這些明明白白的問題都證明：為了克服SM及希格斯機制不合理性的所有新模型，它們完全由“手放進去”的東西及不可計算的內(nèi)容，與SM相比不是減少了，而是增多了，根據(jù)“要自然”與“要現(xiàn)實”的標準，它的不合理程度不是降低了，而是更高了。
（三）
當今物理學的主流對希格斯機制還有如下重要描述內(nèi)容。
1、對形成粒子質(zhì)量的物理機制普遍解釋是：由于帶電輕子、夸克等所有這些粒子游弋在了希格斯場的“海洋”，它們的物質(zhì)場與希格斯場就會發(fā)生的湯川耦合中粒子會受到“拖拉”，從而就構成了粒子的物質(zhì)慣性，因此也就使粒子獲得了質(zhì)量。
2、SM中粒子質(zhì)量有這兩個部分：(1)所有基本粒子的自有質(zhì)量，它形成于希格斯場的湯川耦合；(2)在相互作用中，由拉格朗日量決定的能量構成的質(zhì)量。
在強子質(zhì)量組成中，上述(2)的部分都超越了(1)的部分。
3、希格斯場與能量場的耦合是禁戒的；這也是電弱作用對稱破缺的依據(jù)。
4、湯川耦合賦予粒子質(zhì)量的使命早在宇宙大爆炸開初就已經(jīng)完成，現(xiàn)在我們只有在高能粒子對撞機中模擬宇宙開始時刻，才能使H粒子在實驗室“復活”。
對希格斯機制的上述重要描述內(nèi)容，都與如下所述的可觀察事實完全相悖。
1、以實際的原子運動為例：它運動是原子整體位置移動，它的慣性即表現(xiàn)為阻礙原子整體運動的變化，而構成粒子質(zhì)量的湯川耦合是對組成原子的每個粒子而言的，都只能是原子的內(nèi)力，由力學基本規(guī)律它就絕對不可能阻礙原子整體運動的變化，這與原子內(nèi)的電磁作用不會阻礙原子整體運動變化的道理相同。即希格斯機制構成質(zhì)量的機制、與受力物具有慣性的事實嚴重相悖。
    2、依照宇宙大爆炸理論，大爆炸開始的“奇點”空間線度趨于零，什么結構都沒有，大爆炸生成的只是一團能量，而希格斯場與能量場耦合是禁戒的，由此顯而易見的結論是：宇宙物質(zhì)不可能有由湯川耦合構成的慣性，這就與我們觀察到的宇宙事實完全不符。
另一個事實是：高能粒子對撞中的能量可以毫無阻礙地轉(zhuǎn)變成有慣性的粒子固有質(zhì)量，這也就與希格斯場不與能量場耦合的理論描述完全矛盾。
3、由狹義相對論，粒子因運動增加的質(zhì)量也有慣性，但此時粒子固有質(zhì)量不增加，增加的運動質(zhì)量都實現(xiàn)于動能，屬于相互作用能的部分，但它并不形成于希格斯機制，因此運動質(zhì)量也就不可能有慣性。這也就與運動質(zhì)量有慣性的事實嚴重相悖。
4、以重輕子μ±的衰變?yōu)槔�。SM描述的事實是：只有實驗室的μ±衰變中，才會有希格斯場使電弱作用對稱破缺。因此，說湯川耦合賦予粒子質(zhì)量的使命宇宙大爆炸初就已經(jīng)完成，與電弱統(tǒng)一理論的描述事實完全相悖。
由于希格斯機制的重要描述內(nèi)容均與相關的事實完全相悖，這就證明它并不是粒子形成質(zhì)量的實際過程，由此的合理結論即是：為了滿足SM演繹需要的希格斯機制，實際只不過是理論家們的人為加工品而已。
（四）
粒子質(zhì)量并非形成于希格斯機制，還可以用J/ψ介子衰變這樣的實驗事實來證明。
我們知道，J/ψ介子近200種衰變道所產(chǎn)生的，有正、反重輕子e、μ及質(zhì)子p，它們的總質(zhì)量差異很大，但從主流粒子理論考察：(1)J/ψ介子衰變的真空條件相同，即希格斯場相同；(2)都實現(xiàn)于帶電中間矢量玻色子W^±，質(zhì)量場也都相同。如此相同的希格斯場與質(zhì)量場的湯川耦合結果(即粒子總質(zhì)量)也就應當相同，即來自W^±的粒子總質(zhì)量都相同，但與實驗事實完全矛盾。這就證明粒子質(zhì)量并非形成于希格斯機制，H粒子當然子虛烏有。
當代主流的粒子物理學，除了對上述基本事實置若罔聞以外，對希格斯機制的理論表述也還沒有遵守最起碼的邏輯常規(guī)。如在電弱統(tǒng)一理論中，為了實現(xiàn)電弱對稱破缺，希格斯場與能量場耦合是禁戒的，但在大爆炸產(chǎn)生宇宙時，這種耦合確要允許發(fā)生。這種依照理論家的主觀需要，對要表述的內(nèi)容做完全矛盾的人為規(guī)定，就是不遵守最起碼邏輯常規(guī)的典型例證！
基本事實無法否認，最起碼的邏輯常規(guī)必須遵守。但作為當代主流的希格斯機制卻是逆行其道，它自身不僅有一系列違背實際存在的事實、不遵守最起碼邏輯常規(guī)的錯誤，而且還總是要把這些錯誤強加給當今人類社會，這不僅嚴重損害了理論物理的尊嚴與美妙，也造成了物理學觀念的極大混亂及社會資源的嚴重浪費，對此我們決不應該視而不見！
                                    完成于2012-09-06

gwjian

新發(fā)現(xiàn)的粒子與希格斯玻色子毫不相干(專題四)
——就希格斯玻色子致全球知識界的公開信(四)
作者   茍文儉
新發(fā)現(xiàn)的粒子，即是CERN和FNAL在7月初宣布發(fā)現(xiàn)的粒子，對此我們確信無疑。這種新粒子仍稱是X粒子，希格斯玻色子也仍記為H粒子。
本公開信系列《（三）》的充分理由已證明H粒子子虛烏有，它當然不可能被實驗發(fā)現(xiàn)。本文還將根據(jù)理論描述的H粒子屬性進一步分析指出，它與X粒子毫不相干。
（一）
在CERN與FNAL的實驗中，科學家們把共生粒子視為是X粒子的衰變生成物，與H粒子掛鉤所做的分析是如下三個方面：
　　1、理論描述的H粒子是一個玻色子，它的自旋是0或1的整數(shù)倍，而不是半整數(shù)倍。因此要分析共生粒子的總自旋是否具有H粒子的自旋屬性。
　　2、測量X粒子質(zhì)量取值，看它是否具有理論描述的H粒子質(zhì)量屬性。
　 3、分折X粒子的衰變方式、電荷、宇稱等，看它們是否也是理論描述的H粒子屬性。
特別說明以下兩點：
1、共生粒子的定義見本公開信系列《（一）》。CERN發(fā)現(xiàn)X粒子依據(jù)的共生粒子主要是雙光子。對形成粒子質(zhì)量的湯川耦合與H粒子的關系，本公開信系列《（三）》已指出：有湯川耦合形成粒子質(zhì)量的地方，必然有H粒子；希格斯機制中湯川耦合形成粒子質(zhì)量過程，都應當與H粒子壽命相當。
2、不同理論有不同的H粒子。對SM的H粒子就記為(SM)H粒子，SUSY SM的H粒子也記為(SUSY)H粒子。所有H粒子屬性實際都形成于各自理論數(shù)學演繹的特定需要，并非是理論自身演繹結果的預言，因此作者就稱它們是“理論描述的”而不說是理論預言的。
本文以后所述的H粒子屬性，也都是“理論描述的”。
（二）
在CERN與FNAL實驗中，已經(jīng)確認的X粒子屬性是：
1、它的質(zhì)量在H粒子質(zhì)量范圍，特別是CERN已給出了125至126Gev的精確值。
2、它的自旋是0或1，屬于玻色子，但還不知道自旋到底是0還是1。
根據(jù)SM對粒子的區(qū)分：如果X粒子自旋是0，它就只有電中性這一種，與(SM)H粒子自旋屬性相符；如果X粒子自旋是1，表明它有同位旋三重態(tài)，有三種不同電荷（+1、-1、0），這就是(SUSY)H粒子的自旋屬性。
由X粒子的自旋屬性，還無法確定它到底是(SM)H粒子還是(SUSY)H粒子。
由本公開信系列《（三）》：(SM)H粒子質(zhì)量無法確定；如果忽略希格斯場自作用的累積，假定規(guī)范變換到普朗克尺度都有效，有的理論家估計它的質(zhì)量可能在115至180 Gev之間，也有理論家估計它的最大質(zhì)量可能達到1400Gev。
(SUSY)H粒子質(zhì)量均可以有具體取值。《2008年粒子物理手冊》公布的一組(SUSY)H粒子質(zhì)量是：中性H0的質(zhì)量大于110.0或92.8Gev，兩個帶電H±的質(zhì)量大于79.3Gev。
如下的論證與結論都很容易理解。
1、見本公開信系列《（三）》，根據(jù)希格斯機制不合理的事實可知，如果認為X粒子是(SM)H粒子，由于它的質(zhì)量確定，意味著要對其它原始參量做不可想象的精細調(diào)整，SM的自然性得到了實驗證實，即希格斯機制完全不合理得到了實驗證實，這自然也就證明不存在有(SM)H粒子。
2、如果認為X粒子是(SUSY)H粒子，它就絕對不只是一個，而且更容易發(fā)現(xiàn)的只能是質(zhì)量較小的帶電H粒子。由于X粒子是唯一的電中性粒子，它也就絕非(SUSY)H粒子。
因此，根據(jù)對X粒子已經(jīng)確認的屬性就可以確定，它與H粒子毫不相干。
（三）
在理論描述中，H粒子有不同衰變形式，也稱是衰變道，通俗的說法是它可以有不同的碎片粒子；它除了主要的雙光子衰變道外，也還有小幾率的輕子衰變道，或可轉(zhuǎn)換成夸克的強子衰變道。
主流粒子物理對H粒子衰變原因的解釋是：因為它只存在于宇宙大爆炸之初的非常狀態(tài)，高能粒子對撞機中它只能瞬間被“復活”，所以只是曇花一現(xiàn)，實驗都只能看到它的衰變生成物；而且讓H粒子重新“復活”的機會也非常稀少，估計至少要每萬億次正、反高能強子對撞才可有能出現(xiàn)一個衰變的H粒子。
以上的理論描述就稱是H粒子衰變屬性，對此就很容易有如下所述的分析與論證。
1、粒子衰變的電弱對稱破缺，由于發(fā)生了希格斯機制，必然有H粒子；還有在實驗中新產(chǎn)生有質(zhì)量粒子時，其質(zhì)量也只能形成于新粒子的產(chǎn)生過程，這些事實也都無可辨駁地證明：任何現(xiàn)實的粒子反應幾乎都有H粒子出現(xiàn)，而且也還是通常的能量狀態(tài)，這就與H粒子特別稀少、又只能瞬間出現(xiàn)于高能粒子對撞機的理論描述完全相悖。  
2、質(zhì)子或電子也可以在實驗室產(chǎn)生，它們均有長期保持不變的精確質(zhì)量值。由于湯川耦合形成粒子質(zhì)量的過程與H粒子壽命相當，如果X粒子是H粒子，它壽命極短，并不具有可觀測性，這就說明湯川耦合在還來不及形成可測量的結果時它就已經(jīng)終結了，這自然也就不可能測量到有長期保持穩(wěn)定的精確質(zhì)量值。這顯然不是事實。
3、如果X粒子是H粒子，根據(jù)形成粒子質(zhì)量的湯川耦合過程就很容易估計，它的力程一定小于弱作用，說明與湯川耦合相伴的H粒子一定深藏于粒子的電荷分布半徑內(nèi)，或緊挨著夸克。這樣每一個有質(zhì)量粒子產(chǎn)生時就都會觀察到有H粒子衰變，但這絕非事實。
4、理論描述中，中性H粒子無色無夸克，無電磁結構，形成質(zhì)量的湯川耦合也并非電磁作用或強作用。由此進一步就可以確定：
(1)與介子不同，中性H粒子由于無電磁性，它就絕不會有直接輻射光子的電磁衰變，如果是聯(lián)級衰變輻射了光子，就一定有參與電磁作用的時間。實驗中雙光子事件并沒有這樣的時間，都是大幾率的直接衰變。因此，把雙光子事件看成是H粒子衰變毫無依據(jù)。
(2)實驗中高能雙光子都可以通過聯(lián)級衰變形成小幾率的有質(zhì)量粒子衰變。因此，在CERN與FNAL的實驗中，小幾率的衰變道與H粒子之間并沒有必然的相關性。
綜合上述事實就必然有這樣的合理結論：從理論描述的H粒子衰變屬性考證，它與實際觀察的X粒子絕對扯不上任何關系。
（四）
CERN實驗中，一位負責分析CMS項目實驗參數(shù)的科學家對媒體說：如H粒子這樣，它“往往被某一種理論預言，你必須選擇信仰一種理論，然后通過海量實驗去尋找它”。他還說：因為人們信仰SM，它“現(xiàn)在就缺這么一個希格斯粒子，這就讓全世界的幾千人找了40多年才找著”；說“希格斯粒子找著了，剩下的事兒就是繼續(xù)找”，去找電子里面、夸克里頭還有沒有更小的結構？
這位科學家的言語，也代表了當今一些主流粒子物理學家們的思想，同時也給我們透露了如下兩個明確信息：
1、在CERN與FNAL實驗中，科學家們認為X粒子可能就是H粒子，出自對SM的信仰。盡管許多事實都充分證明，理論描述的H粒子、與實驗發(fā)現(xiàn)的X粒子毫不相干，但由于信仰SM，因此相信“就缺這么一個希格斯粒子”一定會存在！
把X粒子看成可能就是H粒子，原來，科學家們早就有了信仰SM的心理暗示，以及發(fā)現(xiàn)它的強烈愿望。
2、當最終確定了X粒子就是H粒子后，在實驗方面，當然也會在理論方面，當代物理學的主流還會沿著SM的規(guī)范對稱觀念繼續(xù)走下去。
對本來就是人為制造的H粒子，當代物理學的主流為什么就深信不疑、全世界的幾千人競找了40多年呢？細心琢磨，其理由不外乎是如下這三個方面：
1、SM有很好的實驗支持，滿足了“要現(xiàn)實”的要求，它可信賴。對此，本公開信系列《（二）》的論證結論是：SM的可驗證性是一種假象，它并不能有效解決自身的基本問題，具有非實在性的丑陋本質(zhì)，根本不值得信賴。
2、希格斯機制使SM具有了更為簡潔優(yōu)美的數(shù)學表述，從美學的角度也使人不得不相信有H粒子。但事實給出的結論是：SM的純粹數(shù)學表述已遠離了被描述粒子動力學的實際存在。因此，盡管希格斯機制為SM的數(shù)學表述增添了靚色，這實際只不過是在稻草人的驅(qū)體上穿戴了漂亮的服飾而已。
3、它根源于QM與SR，出自名門權威。對此我們也必須明確：任何物理理論形式化體系不完備性是普遍規(guī)律，它們都有由形式化體系的自身邏輯前提所嚴格規(guī)定的適用條件；物理學絕非宗教，只有滿足某種心理需求的宗教，才會不顧及事實真相而以信仰為本。
對具有實證性的物理理論，與描述對象的實際存在完全相符，才是信賴它的最高原則。在當今的粒子物理學領域，置SM失敗一面的非實在性丑陋本質(zhì)于不顧的盲目信仰，無異于是崇尚并不具有任何有效性的數(shù)學游戲，是在欣賞穿戴漂亮服飾的稻草人，是把物理學視為了滿足某種心理需要的宗教。
為一個不存在的H粒子，人類已經(jīng)付出了高昂代價，難道我們智慧的當代人還要沿著純粹數(shù)學的道路，為了穿戴漂亮服飾的稻草人，毫無意義地再追加更為巨量的成本嗎？
                                     完成于2012-09-09

gwjian

粒子物理學需要全新的起點（專題五）
——就希格斯玻色子致全球知識界的公開信(五)
                            作者  茍文儉
粒子實驗的測量事實是：任何自在的粒子，均占有半徑約為10^-17m的空間位置。對不大于該實驗值的粒子存在區(qū)域就稱是粒子內(nèi)部空間，大于了該實驗值的區(qū)域也稱是粒子外部空間。相應地，對力程不大于10^-17m的粒子動力學存在，就稱是粒子內(nèi)部存在，力程大于10^-17m的粒子動力學存在，也稱是粒子外部存在（符號“^”表示上標）。
QM、SR、QED的描述對象都屬于粒子外部存在，其規(guī)律稱是粒子外部物理規(guī)律，也稱它們是粒子外部理論。QCD及電弱統(tǒng)一理論的描述對象都屬于粒子內(nèi)部存在，其規(guī)律也稱是粒子內(nèi)部物理規(guī)律，對它們也統(tǒng)稱是粒子內(nèi)部理論。
（一）
所有粒子及由粒子組成的所有存在物之集合，就稱是現(xiàn)實世界。
對粒子內(nèi)部理論，本公開信系列《（二）》所述的、它的第一個基本問題必須要首先弄清楚，具體也就是粒子內(nèi)部存在形成的原因、表述的邊界條件、及具體計算中初始條件怎樣確定等等，這就必然要回答這樣一些問題：粒子的物質(zhì)、電荷、自旋、正反等等，它們各自到底表述了粒子內(nèi)部什么樣的動力學存在？在粒子動力學存在中，左右手性及對稱性、不同性質(zhì)作用、運動與物質(zhì)波等等，各自形成的原因到底是什么？
上述所有這些“是什么”都涉及了現(xiàn)實世界的本源，對在這些問題表述中使用的基本概念，就統(tǒng)稱是本源性概念；它們所表述的粒子動力學的實際存在，就稱是它們的實在性定義。在對粒子動力學存在的探索中，當代物理學主流理論的基本事實是：
1、對本源性概念，粒子外部空間理論均只有數(shù)量化表述意義，沒有實在性定義。
2、QCD與電弱統(tǒng)一理論作為當代粒子內(nèi)部主流理論，它們使用的所有本源性概念，實際都只是根據(jù)數(shù)學演繹的需要做了數(shù)學定義，都是以實現(xiàn)理論純粹數(shù)學形式化體系的自洽與完備為目的，也都具有了保證數(shù)學演繹自圓其說的數(shù)學表述意義。
由此就容易理解，當代粒子內(nèi)部主流理論有如下典型的邏輯學錯誤。
1、數(shù)學協(xié)調(diào)性理論指出：形式化理論絕不可能去解決超越概念定義域的任何問題。
對本源性概念，QED等粒子外部理論都沒有實在性定義，而粒子內(nèi)部物理規(guī)律揭示的最重要內(nèi)容，就是相關本源性概念之間的關系如何。因此，當代粒子內(nèi)部主流理論以QED為模板，也就是要使用粒子外部理論的本源性概念，去解決涉及本源性概念實在性定義域的某些問題，顯然就具有了違背數(shù)學協(xié)調(diào)性理論的邏輯學錯誤。
2、1931年，數(shù)學與邏輯學家哥德爾(K.Godel)發(fā)現(xiàn)并證明的不完備性定理指出：形式化體系概念的不完備不協(xié)調(diào)不可避免，相容性不可判定，自身的邏輯起點或前提均不可證明。但在粒子內(nèi)部主流理論的表述中，不僅本源性概念的數(shù)學表述意義以保證數(shù)學演繹自圓其說為宗旨，還有如強子構成于三代夸克，不同場量子是什么模樣，粒子質(zhì)量形成于希格斯機制，超對稱實現(xiàn)于10維或11維時空等等對這些非微擾的論述，也都是以理論形式化表述的自洽與完備為依據(jù)人為假定的，這也就在形式上具有了理論自身形式化體系的協(xié)調(diào)性。顯然，這也就具有違背哥德爾不完備性定理的邏輯學錯誤。
（二）
實際上，SM在滿足自身純粹數(shù)學協(xié)調(diào)性的需要中，對許多本源性概念的數(shù)學表述意義、也都與實際存在的事實完全不符。對此本文僅舉如下兩例。
首先是“物質(zhì)”概念。SM表述中，粒子物質(zhì)也即是粒子實現(xiàn)的存在。粒子實際存在除了有用質(zhì)量量度的物質(zhì)外，也還有用半徑量度的內(nèi)部空間，二者無任何邏輯關聯(lián)，絕對不等同。因此，粒子物質(zhì)根本就無法與粒子實現(xiàn)的存在劃等號。
再說“真空”概念。SM表述中：真空是一無所有的“虛空間”；任何具有實際粒子所有特性的正、反成對的粒子，都可能在任意真空“點”位置突然冒出來，由于它們來自真空，湮沒迅速，在還來不及輻射時，就在湮沒中再回到了“虛空間”。
事實是：正、反粒子對湮沒輻射光子的能量，是正、反粒子固有能相加的總和；真空漲落有不可避免的零點能。因此，如果任意真空“點”位置真的都有正、反粒子冒了出來，真空漲落使它們湮沒輻射能量也就不可避免，而且這種輻射能的累積將會與宇宙同在，現(xiàn)實的宇宙真空必然會成為大火爐。但實際上，現(xiàn)實宇宙真空的溫度都極低。
任意真空“點”位置均可被激發(fā)產(chǎn)生出粒子，真空就絕不是一無所有的“虛空間”！
（三）
對粒子內(nèi)部存在的描述，主流理論以QED為模板，最核心的內(nèi)容，就是認為對粒子內(nèi)部存在的動力學體系也都可以使用經(jīng)典力學的拉格朗日量。
經(jīng)典力學中，拉格朗日量可以表征體系能量的前提，是保證守恒定律成立的時空平移不變及旋轉(zhuǎn)不變。在粒子外部，這種表述確實與空間的實際特性保持了一致，但在粒子內(nèi)部卻完全是另一回事。
1、實驗表明，粒子內(nèi)部的弱作用空間存在著某種有方向的“螺旋”，以及弱作用宇稱不守恒。這就證明，對弱作用規(guī)律做空間旋轉(zhuǎn)不變性的表述，就與粒子內(nèi)部弱作用存在的實際完全矛盾。
2、強作用有“漸近自由”及“夸克囚禁”又證明，對強作用規(guī)律做空間平移不變性的表述，也就與粒子內(nèi)部強作用存在的實際完全矛盾。
3、除中子外，所有不穩(wěn)定粒子一秒鐘后就都不復存在了。這又證明，對粒子內(nèi)部實現(xiàn)存在的規(guī)律做時間平移不變性表述，也就無法與這種存在的實際時間保持一致，這種情形，也類似熱力學的熵增規(guī)律不滿足時間平移不變性。
弱作用、強作用及粒子內(nèi)部實現(xiàn)存在規(guī)律，即是粒子內(nèi)部物理規(guī)律。上述事實表明：粒子內(nèi)部動力學體系根本不能使用經(jīng)典力學的拉格朗日量。因此，雖然QM與SR都很有效，QED也與實際相符，但以QED為模板創(chuàng)建的SM就只能做非實在性的數(shù)學表述。
也正因為如此，當代以SM規(guī)范對稱觀念為依據(jù)的進一步探索，就仍然只能依賴于猜測與想像，一個又一的所謂“突破”，如從一個H粒子增加到多個H粒子這樣，其結果總是使未知因素與理論自身的疑難更多了，不合理程度更高了；這是地地道道的倒退！
QED的規(guī)范對稱觀念只適用于粒子外部存在。當代物理對粒子內(nèi)部存在及現(xiàn)實世界本源探索，以QED為模板是一條走不通的“死胡通”。
（四）
粒子外部理論不是創(chuàng)建粒子空間理論的依據(jù)，要創(chuàng)建與粒子內(nèi)部存在保持一致的有效物理理論，就需要全新起點；即粒子物理學需要有全新的起點。在對這種全新起點的探索中(1)，作者的依據(jù)是主流粒子物理學已有的如下兩個普遍結果：
    1、不論是實驗事實還是理論分析，都顯示了粒子是由某種更基本的單元組成。對組成粒子的基本單元作者就稱是基元，并用字母“V”表示。
2、基元要組成粒子，而粒子又都產(chǎn)生于受激發(fā)的真空“點”位置，由此即可以確定：基元一定來自真空，也一定有真空態(tài)V與非真空態(tài)V這兩類。
作者根據(jù)真空“點”位置受激發(fā)的可判定事實(2)，認識了真空態(tài)V有物質(zhì)元素a、廣延元素s，及a在s內(nèi)受制約的真空信息i，再以真空態(tài)V的實際存在為唯一依據(jù)，就歸納總結了所有物理理論的全新起點及形式化表述平臺，對此稱是IV模型。
根據(jù)本公開信系列隨后論述的需要，特別介紹IV模型的如下四點相關結論(3)：
1、V有nˇ0個用字母“f”表示的結構自由度；固有存在的真空態(tài)V記為Vˇ0，它的nˇ0個f各向同性，有完美的對稱性，是一切基元V的原始基態(tài)（符號“ˇ”表示下標）。
2、Vˇ0存在漲落會發(fā)生對稱破缺，就轉(zhuǎn)變成了有左、右手性的不對稱真空態(tài)V，有多余的右手性真空態(tài)V，并且有的a也可能在V之間發(fā)生轉(zhuǎn)移。
在a轉(zhuǎn)移中，有的真空態(tài)V就可能獲得多余a，它也就因此成了非真空態(tài)V。
3、在全宇宙真空，大量多余的右手性真空態(tài)V構成的真空演化，最終會產(chǎn)生出特殊的非真空態(tài)Vˇc，它的nˇ0個ｆ因為都有多余a的可動性而實現(xiàn)了各向同性。左右手性的Vˇc分別記為Vˇcl和Vˇcr。對在Vˇc的nˇ0個f實現(xiàn)了各向同性的多余a都記為aˇi。
4、有質(zhì)量粒子就是Vˇc在nˇ0個f追求Vˇ0對稱的過程中，把相反手性V組織起來的最小V集團。(1)粒子的固有物質(zhì)或靜止質(zhì)量物質(zhì)，就是在粒子V集團聚集的ai，它們在Vˇc實現(xiàn)的各向同性存在中就形成了物質(zhì)慣性，并通過aˇi生成的真空信息i的傳遞就形成了引力場，以此為依據(jù)就可以測量到完全等效的慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量（4）。(2)以左右手性Vˇc為基礎，也就可以組成正、反成對的粒子。

                                       完成于2012-09-12

gwjian

新粒子是所謂“t夸克”的同胞小弟（專題六）
——就希格斯玻色子致全球知識界的公開信(六)
作者  茍文儉
本文所述的新粒子，也即是CERN和FNAL在7月初宣布發(fā)現(xiàn)的粒子，仍記為X粒子。所謂“t夸克”，即是SM中第三代的top quark，它是FNAL在1994年4月6日宣布發(fā)現(xiàn)的。當年，F(xiàn)NAL共找到了56個t夸克事例。
《2008年粒子物理手冊》公布的t夸克質(zhì)量實驗值為171.2±2.1Gev。
（一）
IV模型中粒子的Vc在n0個f追求V0對稱時，傳遞的真空信息i有三種（1）：(1)只有縱向分量的iˇl；(2)另有兩個橫向分量的iˇt；(3)iˇl與iˇt在f轉(zhuǎn)錄時相互疊加的iˇs。
根據(jù)Vˇc在nˇ0個f傳遞的i不同，就可以對粒子內(nèi)部存在做如下分類：
1、每個f只傳遞iˇt的Vˇc記為Vˇct，它在每個f追求實現(xiàn)的Vˇ0對稱記為iˇt對稱。
2、每個f可傳遞iˇl的Vˇc記為Vˇca，它在每個f追求實現(xiàn)的Vˇ0對稱有兩種情形：
(1)在每個f獨立傳遞了iˇl實現(xiàn)的Vˇ0對稱，就記為iˇl對稱（符號“ˇ”表示下標）；
(2)在每個f傳遞的是iˇl與iˇt疊加的iˇs，實現(xiàn)的Vˇ0對稱就記為iˇs對稱。
當一些轉(zhuǎn)移的a進入粒子的Vˇc沖擊了某個區(qū)域時（2），Vˇc會發(fā)生單向形變，并會產(chǎn)生Vˇc或粒子運動；這種多余a記為aˇct，它們沖擊Vˇc某個區(qū)域時，都有nˇe個f指向了同一方向。
費米子是以單手性Vˇc為基礎的粒子，它們有如下四類（3）：
1、以左、右單手性Vˇct為基礎，每個f在實現(xiàn)的iˇt對稱中就組成了負的或正的電子。
2、以左、右單手性Vˇca為基礎，每個f在實現(xiàn)的iˇl對稱中就組成了正、反重子，在實現(xiàn)的iˇs對稱中就組成了負的或正的μ重輕子或τ重輕子。
3、對單向形變的運動Vˇc，當nˇ0個f的aˇi不能滿足實現(xiàn)Vˇ0對稱的特定需要時，它就會以持續(xù)轉(zhuǎn)移aˇi的方式孤立存在。由于每個f可以傳遞三種i，孤立的Vˇc就可以有三種類型，它們均為單手性，穿透性極強，具有三“代”中微子的所有特性，即是中微子。
一對左、右手性Vˇca相互擠壓中，它們之間在單一方向?qū)崿F(xiàn)的個體Vˇ0對稱就記為Iˇc對稱，以此為基礎就可以組成玻色子，有如下三類（4）：
1、在一對Vˇca相互擠壓的相離方向，每個f仍然各自實現(xiàn)了Vˇ0對稱的，稱是介子。
2、一對Vˇca只在相向方向?qū)崿F(xiàn)了Iˇc對稱，相離方向每個f沒有單獨實現(xiàn)Vˇ0對稱的，稱是類粒子，有三種，分別記為iˇc粒子、iˇt粒子及iˇr粒子。
3、粒子衰變中，如果粒子V集團的Vˇca在Ic對稱中轉(zhuǎn)移了多余a，它們就只能以aˇct的可動方式通過真空持續(xù)轉(zhuǎn)移，并在aˇct的持續(xù)轉(zhuǎn)移中組織了一大群左、右手性的真空態(tài)V；這也就是我們常說的光子。
（二）
在每個f實現(xiàn)各向同性的Vˇ0對稱時，粒子的Vˇca個體在單一方向整體形成Iˇc對稱的所有aˇi實現(xiàn)的存在，稱是單向縱向要素，記為lˇe，其質(zhì)量記為lˇe質(zhì)量，有如下四種（5）：
1、Vˇca在每個f保持了獨立存在的，稱是理想lˇe0，其質(zhì)量用Δmˇe0表示。
2、受 Vˇca在每個f實現(xiàn)iˇl對稱影響的，稱是l型lˇel，其質(zhì)量用Δmˇel表示。
3、受 Vˇca在每個f實現(xiàn)iˇt對稱影響的，稱是t型lˇet，其質(zhì)量用Δmˇet表示。
4、受 Vˇca在每個f實現(xiàn)iˇs對稱影響的，稱是s型lˇes，其質(zhì)量用Δmˇes表示。
對各lˇe質(zhì)量，IV模型的計算值分別是Δmˇe0=70.025243Mev、Δmˇel=76.866552Mev、
Δmˇet=72.081880Mev、Δmˇes=67.48830Mev。
上述(一)的三種類粒子中，iˇc粒子與iˇt粒子的主要屬性如下。
1、iˇc粒子。是正、反高能粒子碰撞時， 一對左、右手性Vˇca在各向同性條件下實現(xiàn)個體Iˇc對稱的類粒子（6）；產(chǎn)生它的條件固有動量為Pˇc0，計算值為9595.9785Mev/c(c為真空中的光速)。ic粒子質(zhì)量計算值為9460.3005Mev；這即是由正反b夸克組成的Υ(1S)介子。
iˇc粒子有五種l激發(fā)態(tài)、六種t激發(fā)態(tài)。由質(zhì)量計算可知，它的五種l激發(fā)態(tài)就是實驗中的五種Υ(1S)介子共振粒子，六種t激發(fā)態(tài)即是實驗中的六種Χˇb介子共振粒子。
所有這些粒子質(zhì)量計算值均與實驗值高度一致。
2、iˇt粒子。是正、反高能粒子碰撞時，一對左、右手性Vˇca在只有縱向傳遞i的條件下實現(xiàn)個體Ic對稱的類粒子（7）；產(chǎn)生它的條件固有動量為Pˇt0，計算值為60.2933Gev/c。
it粒子不能被激發(fā)，但由于iˇt與iˇl在同一方向做相同傳遞要相互疊加，通過衰變生成物可區(qū)分它有五種：(1)三種分別表現(xiàn)為正、負、及電中性的iˇtl粒子，它們的質(zhì)量相等；(2)表現(xiàn)為電中性的iˇts粒子；(3)所有多余a都只能以aˇct的可動方式轉(zhuǎn)移的、表現(xiàn)為電中性的iˇtt粒子，這也即是觀察中的光子。
lˇe是Vˇca的每個f都實現(xiàn)了Vˇ0對稱的單向縱向存在，是類粒子實現(xiàn)Iˇc對稱的基礎。因此，類粒子實現(xiàn)的Iˇc對稱存在，都只能以lˇe為基礎，相關質(zhì)量具有線性的正比關系。
只考慮以不同le為基礎實現(xiàn)Iˇc對稱存在的理想情形，計算得到的iˇtl粒子理想質(zhì)量為80.2348Gev，iˇts粒子理想質(zhì)量為91.3843Gev，質(zhì)量不確定的iˇtt粒子質(zhì)量中心理想值為88.1479Gev。根據(jù)《2008年粒子物理手冊》公布的W^±與Z^0質(zhì)量實驗值可以確定：
正負itl^±粒子就是所謂的中間矢量玻色子W^±(實驗值為80.398Gev)，中性的its^0粒子也就是所謂中間矢量玻色子Z^0(實驗值91.1876Gev)（符號“^”表示上標）。
（三）
正、反高能粒子碰撞時，一對左、右手性Vˇca個體在保持相對獨立條件下實現(xiàn)了Iˇc對稱的類粒子，也即是iˇr粒子；產(chǎn)生它的條件固有動量為Pˇr0，計算值是120.5865Gev/c。
由于iˇr粒子的一對左、右手性Vˇca保持了相對獨立，就具有了以理想lˇe0為基礎形成Iˇc對稱存在的可能：不以lˇe0為基礎的記為iˇrn粒子，以lˇe0為基礎的記為iˇry粒子。又由于一對Vca沒有實現(xiàn)i的相互傳遞，它們轉(zhuǎn)動各向同性的橫向存在將始終占主導。
1、設iˇrn粒子的固有動量為Pˇrn。不以理想lˇe0為基礎也即Vˇca在每個f保持的獨立存在不影響Iˇc對稱，因此每個f仍有追求Vˇ0對稱的縱向存在。Pˇrn有如下兩個獨立分量：
(1)有Vˇca轉(zhuǎn)動各向同性存在的橫向方向分量，用Pˇrt表示；它首先是Pˇr0支配的結果，必等于Pˇr0，同時也還要以t型lˇet為基礎；即有Pˇrt= Pˇr0∝Δmˇet；
(2)每個f有追求Vˇ0對稱的縱向存在，這也就又構成了Pˇrn的縱量，用Pˇrl表示；由于Vˇca轉(zhuǎn)動各向同性的橫向存在占主導，形成Pˇrl的基礎仍是t型lˇet，但同時還有縱向l型lˇel要通過nˇe個f構成影響，其取值就有Pˇrl∝(Δmˇet+Δmˇel/kˇα)(kˇα=nˇ0/nˇe）。
kα取值等于原子超精細常數(shù)的倒數(shù)（8）。使用Δmˇet、Δmˇel的計算值及kˇα實驗值，以及動量公式Pˇrn^2=Pˇrt^2+Pˇrl^2，就可計算得iˇr粒子的質(zhì)量為171.2002Gev。因此，所謂SM的t夸克，也就是類粒子中的iˇˇrn粒子，它的理想壽命為4.309793×10^-25s（8）。
2、設iˇry粒子的固有動量為Pˇry：(1)以lˇe0為基礎，一對Vˇca在每個f也就沒有追求Vˇ0對稱的縱向存在，無縱向分量；(2)在橫向方向Pˇry受Pˇr0支配時，因為iˇt與iˇˇl通過f轉(zhuǎn)錄的情形相同，會疊加成iˇs。Pˇry取值決定于如下兩個獨立因素：
(1)首先要以理想lˇe0為基礎，其取值就有Pˇry∝Δmˇe0。
(2)同樣也要被Pr0支配，同時其存在也還要以s型les為基礎，則有Pry=Pr0∝Δmes。
即有Pˇry/Pˇr0=Δmˇe0/Δmˇes，進一步計算可得iˇry粒子質(zhì)量為125.1194Gev。這也即是CERN和FNAL發(fā)現(xiàn)的X粒子。因此，屬于玻色子的X粒子，它并非“上帝粒子”，而是所謂“t夸克”的同胞小弟。根據(jù)iˇr粒子具有的實際存在，對它還容易有如下認識：
1、正、反高能粒子碰撞產(chǎn)生ir粒子時，形成理想le0的機會少于實現(xiàn)的個體Iˇc對稱，因此與iˇrn粒子(即t夸克) 相比，iˇry粒子(即X粒子)產(chǎn)生的幾率更少。
2、由于始終是Vˇca轉(zhuǎn)動各向同性的橫向存在占據(jù)主導，衰變中一對Vˇca的多余a就都只能以aˇct的可動方式轉(zhuǎn)移，即只有輻射雙光子的直接衰變。當然，其聯(lián)級衰變也還可以產(chǎn)生出有質(zhì)量的其它任意正、反粒子，但這些都只能是小幾率衰變。
（四）
粒子中的Vca追求V0對稱的存在方式，就稱是Vˇca狀態(tài)。
作者計算了77種有不同質(zhì)量的粒子質(zhì)量（9），包括所有穩(wěn)定與不穩(wěn)定常見粒子，都與實驗測量值準確相符。如μ重輕子質(zhì)量，計算值為105.658369Mev，實驗測量值也就是105.658367Mev。計算所有粒子質(zhì)量有統(tǒng)一公式，每一個粒子質(zhì)量計算通過Vˇca狀態(tài)分析的初始條件都是確定統(tǒng)一的，都只使用了包括kˇα在內(nèi)的、由Vˇ0存在決定的四個實驗常數(shù)，也都象iˇr粒子質(zhì)量的計算那樣，異常簡潔。
主流SM的粒子質(zhì)量計算涉及了非常復雜的非線性運算，盡管使用了不知源于什么的二十多個自由參量，但卻只能近似估算與這些自由參量相關的粒子質(zhì)量，使粒子質(zhì)量的計算成了最具根本性的世界難題，但在IV模型中這卻是水到渠成的簡單問題。
IV模型能夠精確而又非常簡潔地計算所有粒子質(zhì)量，這決非偶然巧合。
對粒子質(zhì)量，事實又擺在了我們面前：到底應該選擇精確而又簡單的有效計算，還是繼續(xù)復雜而又完全無效的非線性操作？
對粒子內(nèi)部存在及現(xiàn)實世界的本源，當代物理的主流探索依據(jù)SM的規(guī)范對稱觀念，不僅毫無收效的耗費著全世界的巨大資源，也還總是表現(xiàn)出絕拒接受－切離開規(guī)范對稱觀念的新思想，這既是當代物理學的不幸，也更使先輩們培育的物理學精神蒙冤受屈！
遵重實際存在的基本事實，是物理學最寶貴的品質(zhì)。作者期盼：在對粒子內(nèi)部存在及現(xiàn)實世界本源的探索中，物理學家們能夠從規(guī)范對稱觀念的羈絆中解脫出來。

參考文獻：
1、茍文儉，《粒子及其質(zhì)量計算》，香港科學教育出版社2008年11月第一版，第139、140、142、200頁。該書對IV模型有具體表述。
2、同上，第136、95頁。
3、同上，第170、224、212、213 頁。
4、同上，第217、220至221、260頁。
5、同上，第202、411至413頁。本文使用該書中的符號lˇel0、Δˇmel0等四個表示符號時，均省略了符號右下標的第二個字母“l(fā)”。
6、同上，第220、381、404、447、449頁，
7、同上，第221、372、405、447頁。原書只陳述了四種iˇt粒子，對第五種表現(xiàn)為電中性的iˇtl粒子，是在去年的進一步研究中發(fā)現(xiàn)的。
8、同上。kˇα取值的意義見該書的第96、329頁；iˇrn粒子的理想壽命，即是該書第259頁所述的時間量子τˇc的取值。對iˇr粒子的認識，對該書的介紹本文有較大改進。
9、同上，第411頁至459頁。
                                      完成于2012-09-15  qq  55 UFO

wangxiajun

這些小知識不容忽視的

woriii

留點痕跡下。然后繼續(xù)潛水去～