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量子,从力学到场论(2) Leave a comment
量子,从力学到场论(1) Leave a comment
我们这个世界上的物理学,林林总总琳琅满目。比如,我们要描述日常生活中的各种物体的运动,我们就可以拿出牛顿力学;要研究桥梁是否结实,就可以拿出刚体力学;要探索星空中的亿万星辰,就可以拿出相对论与宇宙学;而要深究各种世界的最小基石,则可以挥舞量子力学与量子场论。
在所有这些物理理论中,最成功的,恐怕要数量子场论,及其延伸品,比如粒子物理,与规范场论。
的确,量子场论是目前为止我们手头上所有的物理理论中承受的检验最严苛也是最多的——远胜于相对论。
面对如此成功,或者说已经不足以用“成功”来形容的人类智慧造物的时候,我们不禁要对这门学问的由来,以及当前所面临的处境进行一番回顾与学习。
这篇东西,就是以此为目的,在纤纤小姐的倡议下所写就的。
在开始进入我们的主题,量子场论以前,让我们先来回顾一下量子场论的前身:量子力学。
量子力学的诞生,与狭义相对论一样,源自古典物理大楼即将封顶的年代,以及在那个年代中大楼上猛然惊现的两道狭长裂缝。
这两条裂缝,一条直通大楼的主梁——基本时空观。
基本时空观这根主梁,是整个物理大楼的脊柱,因为我们一切的物理活动都是基于一个确定的时空观的。就好比演员们表演一台叫做“物理”的舞台剧,总要在一个舞台上进行表演:或是翻腾,或是跳跃,或是迭人梯,或是踩独轮,无论如何,都是以一个结实的舞台作为基础的。
如果说,某天一个跳芭蕾的一脚下去,发现舞台上有一个黝黑黝黑的窟窿或者裂缝,那这个下场,可是惨兮兮的——跌将下去,摔个半身不遂,下半生不能自理……
所以,如果某物理理论所跳的优雅芭蕾一不小心就踩到了这条裂缝,呜啦啦,那真要摔了个哭爹喊娘方肯罢休啊。
而这位很不幸的芭蕾舞演员,她的名字就叫做“电动力学”。
电动力学小姐,本名叫“电磁学小姐”,或者我们简单地唤她作“Miss EM”,是通过一系列伟大的人物的努力而降生的——呃,这是一部诙谐的科普文章,不是一篇恶俗的H文章,所以对于“努力”一词万不可心生邪念啊!——而所有这些接生婆中,最后一锤定音的,就是我们伟大的Maxwell先生——当然,我相信现代人对这位高尚的先生的关注更主要与更直接的是来源于咖啡而不是方程式的。
Miss EM自打生出来以后,就体现出了其高超优雅的芭蕾天赋,于是天天都在物理大楼里勤练芭蕾,那是日也练习夜也练习,整个物理大楼里的成员都为之倾倒,正所谓一笑倾人城,再笑倾人国,城与国皆逃不出倾覆命运,何况一楼乎?
Miss EM之所以能有如此高的赞誉与仰慕,主要还是来源于其优良血统:她继承了电氏一族的高雅,也沿袭了磁氏一族的婉约。就仿佛一瓶上好的波尔酒,既有葡萄酒的芬芳,又蕴含了白兰地的辛烈,一缕柔帛滑落喉,怎一个赞字了得!——呃,似乎跑题了……
物理大楼的物业办公室里,有一本书,历届历任的办公室主任都捧着这本书,视若神之谏言,亦曰“约柜”,将其奉为自己的毕生信条。这本书,就叫做“统一”。
从某种意义上说,物理大楼本身的建造目的就是为了统一——盘古大神当年一个想不开,抡起一弯板斧就把天与地分了开来,清气上升谓之宇宙,浊气下沉曰之粒子,中间历经十八层地狱九重天,贯通乳海与须弥山顶。
物理大楼的办公室主任的任务,就是指挥手下一群建筑民工来堆砌一座巴别通天昊天塔,将这至大的宇宙,与那极小的粒子建立起一个统一的框架,来协同管理——简单说,就是构建和谐社会。
因而,当Miss EM出现在物理大楼大厅中翩翩起舞的时候,办公室主任一下子就被她勾走了魂,上海话说就是“魂灵头咯特了”。
就在办公室主任准备拿出盛大的蛋糕与香槟迎接这位新入住的Miss EM的时候,可怕的人间惨剧发生了:正舞到兴头上的Miss EM一个没注意,往那直通主梁的裂缝踩将下去——好一个“世上最大豆腐渣工程!”
于是乎,“嘣吱”清脆一声响,裂缝被踩碎,一条通天黑缝就此诞生,从Miss EM的脚下升起,往着主梁直窜而去。
这条裂缝的出现,导致了整个物理舞台的崩溃灭绝。而没有了舞台,所有的演员都面临了失业的最大囧境。
在这一片哭爹喊娘声中,一位佝偻着身形,盯着个鸡窝的男人站了出来,喊出了他的宣言——我们的目标是,没有蛀牙!
好,我们先把这位形象算不上多么潇洒的伟大男人的事迹留待下回分解,这里先来看一下物理大楼的另一条裂缝。
这条裂缝有所不同。如果说上一条裂缝是上通大楼主梁,那这次的裂缝却是下达巨厦地基。
上一条的裂缝挑战的是Era物理之旅的舞台,而这次的裂缝却是直刺办公室主任的脊梁。
在物理大楼办公室主任的手上,除了有一本叫《统一》的圣经以外,还有一卷手稿,叫做《预言》。
办公室主任希望自己手下的民工们除了可以建造出一幢雄伟的昊天塔意外,还希望这座塔能够像伏羲琴一般操控心神,达到“想摸个一筒,就是个一筒”的至高境界。
而那道直通地基的裂缝,破坏的就是办公室主任手上的这本书。
这一切要从一个灰头蓬脸的男孩的出现:BB Boy。
BB Boy的“BB”表示“Black Body”,而全名叫做“黑体辐射”,是辐射家的小子,但是却很不幸地被辐射家踢了出来,流落到了物理大楼的地下室——最接近地基的地方。
他为什么会被逐出家门呢?起源是这样的:辐射家有一个传统,就是一个孩子出身以后都要验明其血统。BB Boy的出生就因此惹来了麻烦:它既不符合长波分家的血统,又不符合短波分家的血脉,整一个野孩子,谁的血缘都没有,就这么堂而皇之地冒了出来,无怪乎辐射家的族长大脚一踢就把它踹了出来。
可怜的孩子啊,就这么一个人跑啊跑啊,来到了地下室,蹲在角落里画圈圈,结果一个不小心,画啊画啊,凿出了个窟窿,那个窟窿还一个不小心,把地基弄断了……
这下,办公室主任可是伤心欲绝,死的心都有了,于是蹭蹭蹭奔上了108楼,打开窗户大喊:“我不想活了啦,你们不要拦着我~~”
而就在这个时候,一个同样形象不佳的年轻人站了出来,说了一句:“上吊不夺绳,喝药就给瓶。安心上路!”
他,就是传说中的男人——名字下回再说。
关于这两位英雄,以及英雄的故事,请看下回:
Part Two——英雄与英雄的故事,王者归来!