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评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
但最先想到奇点大学的是迪亚曼迪斯,2007年他读了库茨魏尔写的《奇点临近》后,立即意识到如果建立一个教授指数技术的大学的话,那它一定会有市场的。

    他把这个想法告诉给正在推销奇点思想的库茨魏尔,两人一拍即合。他们要通过这所大学,汇集一群敢于冲破束缚迎接挑战的人群;在这样的一个集体中,问题将变成机会。

    因此,奇点大学从一开始就不是一个常规性的大学。他们没有一个固定的课程表,没有四年的本科学位。课程计划一年会变四五次;有的课程是三天、五天,也有的课程是三周、六周,像是一个高级培训技校。

    而奇点大学的教学方法,是跨学科的;在计算技术、机器人、医学、纳米技术和神经科学之间游走,像是当今技术的实施。

    它的主打班,是夏季8周住校研究生培训班。开始这是一个非常昂贵的班,但到2017年竟然变成了免费。这是由于大财团赞助的结果。

    来自学界或商界的学员,入学研究生培训班后,先用4-5 周时间通过专家讲座、案例研究等方法,学习以上 11 类学科。学习的核心,是那些在全球面临挑战的问题,和一些已经实现了的未来技术。

    创业是重点,学员们把在奇点大学形成的项目继续下去,有些得到了投资,少量的已经开始在改变世界。所以不管你相信,还是不相信,奇点的说法,正如前面王飞跃教授的《人工智能:第三轴心时代的来临》说的观点,人工智能正以极快的速度发展,是一个不可否认的事实。

    所以我们可以不去追究奇点能否出现,只想人工智能也许能无限地接近而永远达不到人脑就行----这似乎也符合数学的极限概念。2016年达沃斯全球经济论坛,阐释人工智能的技术奇点,仅指人工智能超过人类智力极限的时间点;依据库兹韦尔的“加速循环规则”,技术奇点将于2045年到来。

    此后世界的发展,将会超出人类的理解范畴。

    张富春教授是国科大卡弗里理论科学研究所所长,2017年“卓越创新中心”依托国科大,联合中科院物理研究所、半导体研究所和理论物理研究所,北京大学、浙江大学、上海交通大学参与建设,张富春教授担任中心负责人。

    这也类似一所“奇点大学”,因为量子计算作为量子信息科学的重要组成部分,卓越创新中心为建设拓扑量子计算,集中了院内外的量子计算优势力量。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
王飞跃教授最后也明白地说:语言智能根本就说不清什么是“聪明”?什么是“智能”?那完全是想象智能的事!《未来简史》一书称人工智能将使我们变成“无用阶级”。

    但别忘了四百年前,徐光启翻译那本“无用”的《几何原本》时的感言:无用之用,众用之基!实际《几何原本》就是超弦初心“原本”。

    现在媒体和一些报告中所讲的智能,让多数从业人员一无所知。反之,也认为超弦无用。王飞跃教解释智能是“直道平行超车”,是“一带一路”与中国梦。说它比“弯道超车”好。“弯道超车”是客观上加剧了“中国威胁论”的市场。而且中国是13多亿人口的大国,如此大国弯道超车的场面,太容易令外人不安。我们不但要建好自己的“直道”,还应鼓励帮助其他国家和民族换成这一“直道”来实现超车,实现新的全球化。

    其实不管“直道平行超车”好?还是“弯道超车”好?关键是能否有竞争力,实现是领跑者和引领新时代全球化的目的,就都是给中华民族伟大复兴的历史使命和机遇。

    主张“弯道超车”的潘建伟院士就说:他发现德国有着发达的科学技术和精良的制造业,这些都为德国的经济发展起了强大的推动作用;而经济发展,最直接的受益者就是普通百姓。

    “中国从前有个习惯,要么特别重视原理研究,要么特别重视应用研究,中间就会慢慢形成一个‘死亡之谷’”。加强应用基础研究,只有形成一个完整的创新链条,才能更好地推动发展。这里不存在“中国威胁论”,和13多亿人“弯道超车”拥挤的问题。

    奇点大学之说缘起启示

    北师大蒋迅教授2017年在《金融博览》第6期上发表的《奇点大学之窥视》一文中说:“奇点大学”由美国未来学家库茨魏尔和科技企业家X奖基金会联合创始人迪亚曼迪斯发起,并分别担任校长、副校长。而这个大学校名,就来自库茨魏尔在2005年出版的《奇点临近》一书。在书中,“奇点”被用于描述包括生物技术、纳米技术、人工智能、自动化、基因技术和信息技术的科学和技术的加速发展。

    库茨魏尔认为,几个世纪以来,技术一直是以指数级数以复杂的形式增长,正在接近一个奇点。就是这样一个点,从此以后科学技术将代替人类的创造性。2009年库茨魏尔正式提出“奇点大学”这个新概念。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
当然在霍金、彭罗斯的黑洞时空中,类似“奇点”的说法也讲得很多,如说裸黑洞、黑洞裸点。即黑洞坍缩出现无穷大密度的一团均匀球对称的尘埃云,就关联“奇点”。

    霍金说,宇宙在密度很高的早期,每个点过去都出现奇点,这是爱因斯坦的广义相对论也没有提供的准确描述。即按弦论,广义相对论也是可以修正的。

    但类似梅晓春教授式的一些反相对论的物理学家,并不如曹天予知道“奇点”的这种精致与限制,也就直接把均匀球对称体,混淆当作奇点。这是国内最大的一种误解。

    然而20世纪后期,西方的科学家正是基于这种智慧,创造了奇点、视界、黑洞等三个概念。但奇点主要还是指要暗含球面,这也是出于球面与环面直观的区别,可见惠子和墨子弦学的深远。

    目前联合国美俄对立,“政权现象”与“政权人物现象”难以“正义”解决全世界的“难民、饥民、灾民和移民”等问题与现象,有人担心“空头支票”智能时代的来临,也能理解。

    从“码农”到软件工程师、架构工程师、网络工程师等,都不是“政权现象”与“政权人物现象”。对马克思和列宁把共产主义、无产阶级专政、阶级斗争革命、消灭剥削和压迫等思想,与“难民、饥民、灾民和移民”等问题与现象,联系在一起的“正义”解决方法,很少有人论及和研究。

    哥德尔后来希望把“哥德尔悖论”推广到哲学和社会学中去,绝不仅是试图证明“人脑超过所有的计算机或者数学不是人脑创造的,或者二者都成立”,而是包括了对马克思和列宁实现“人类命运共同体”和平幸福正义方案的呼唤。

    中国社会从十七、八世纪出现世界范围少见的难民、饥民、灾民和移民等现象,到上世纪80年代理直气壮提出“中国特色社会主义”的明确定义,可以说是对哥德尔晚年的“广义哥德尔定理”的马克思和列宁实现和平幸福正义方案的回应与解答。

    王飞跃教授说:广义哥德尔定理就是“算法智能远小于语言智能,语言智能远小于想象智能”。有趣的是,老子的《道德经》开头话:“道可道,非常道”,有人根据新的出土材料认为,这是三句话:“道,可道,非常道”。

    就是“道”,是算法智能。“可道”是语言智能。“非常道”是人类大脑里的想象智能。其实,“非常道”指的是“最有希望成为统一解释中各种物质与力的终极理论”超弦;“探究时间、空间及宇宙的本质”的超弦;“实现爱因斯坦之梦”的超弦。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
所以,王飞跃教授把人类的智能未来说成“广义哥德尔定理”----即使第三轴心时代是“正和”智能全球化,如果没有弄懂马克思和列宁解决“哥德尔难题”方案,也不能解决由此出现的“难民、饥民、灾民和移民”等问题与现象。

    所以,王飞跃教授也只能是给“智能技术”打包票:空话一句“不会威胁人类的生存和发展,只要合理利用,必将像农业、工业和信息技术一样,造福人类、推动社会发展”。

    反过来,王飞跃教授批评社会上的许多观点,如“技术奇点”、“人类将变成机器人的奴隶”等,实际这正类似“奇点大学”实践。

    例如,历史上社会陷入“贫穷”发生农民起义,解决“贫穷”又现新“贫穷”,不是“技术奇点”?上海科技教育出版社2008年出版的《20世纪场论的概念发展》一书,作者曹天予(1941- )教授在美国、英国等高等研究院校学习工作了21年,该书对“奇点”有两种定义:

    一是“奇点”能分清环面与球面不同伦。这是人民教育出版社1979年出版苏步青教授等,编写的高等学校试用教材《微分几何》一书中就有的经典观点。这是指环面自旋范围是虚与实两种空间共存,环面的实体部分对应实数,是无限可分的,这近乎惠子的“万世不竭”的意思;而微分几何、拓扑学的“连通”也是判别环面与球面不同伦的根据。

    但曹天予教授反其意创新:类似提出环面实体以外包围的中心虚空部分,对应自然数0,不是无限可分的。即无限可分的还是等于0,这类似一个不可穿透的球。所以把离开环面的中心虚空部分,也等价看成“奇点”,那么它即是不容易分割下去的东西;这近乎墨子的“端”的意思。

    这种奇点来源于环又不说环的智慧,微分几何、拓扑学没有讲,也没有定义。这太漂亮了,它解决了王飞跃教授说的第一轴心时代和第二轴心时代统一属于“奇点大学”轴心时代的数理形象说明。

    我们与《20世纪场论的概念发展》一书翻译者之一的吴新忠博士,关于“奇点”的定义有过一场争论。吴新忠博士由于追随赵国求教授不分环面与球面不同伦的量子曲率论,认为环面与球面上都存在“奇点”,我们就用苏步青教授的《微分几何》教材给予反驳。

    但吴新忠博士提出,法国著名数学家托姆的“突变论”,其中在任何地方发生的“分叉点”就类似“奇点”,进行回击;说只要是类似“拐点”都是“奇点”,没有微分几何、拓扑学的严格之分。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
潘建伟院士的说法是:“提到量子力学,不少人都会想:这是个艰深难懂的物理学概念吧?可你知道今天全世界,上到80岁的欧洲老太太,下到美国对婴儿的早教,都在普及量子力学?

    量子信息是一个全新的学科,我们必须学会和习惯做领跑者和引领者……这说起来容易,做起来却很难”。

    潘建伟院士说他曾在国内做过科普演讲,演讲中,他用最生动浅显的方法,讲量子叠加态、量子纠缠,可下面的学生却说:老师,我很认真听了,但是听不懂。然后,学生就不听了,转而去玩游戏、刷朋友圈去了。为什么?

    其实王飞跃教授心里也明白“智能”,只是个包罗万象的智慧概念。他说:开发智能技术通过第三次智能全球化,阻止第一物理世界的“负”增长才能修复我们的生态环境;促成第二心理世界的“零”增长,让人性及人类社会返璞归真,和平幸福;推动第三人工世界的“正”增长,丰富各类有用的知识,通过知识的自动化实现智慧社会。

    这里的“知识”,王飞跃教授并不明白,它和“智能”是一个自我类似的循环。

    王飞跃教授实际想阐述的是“人类命运共同体”的未来向何处去?但不知道“人类命运共同体”下面还有“民族命运共同体”和“政权命运共同体”两个结构。

    王飞跃教授所谓第一物理世界的“负”增长影响生态环境,实际是这两个结构造成的,而不是物理世界本身。王飞跃教授不是也说任何技术都是一把双刃剑,好人拿起来做好事,坏人同样也可以拿来做坏事。其发展不是我们的担心所能制止的。

    我们深信通向“人类命运共同体”未来的和平幸福的武器,是马克思列宁主义。因为马克思和列宁,是把前人的共产主义、无产阶级专政、阶级斗争革命、消灭剥削和压迫等思想,始终与解决“难民、饥民、灾民和移民”等问题与现象联系在一起的。

    但“民族民运共同体”和“政权命运共同体”两个结构下面的“政权现象”与“政权人物现象”,却始终把前人的共产主义、无产阶级专政、阶级斗争革命、消灭剥削和压迫等思想,称为“经典马克思列宁主义”,把由此出现的“难民、饥民、灾民和移民”等问题与现象,责任推给对方的“政权现象”与“政权人物现象”。这本身就是一道“哥德尔难题”。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
没想到,老太太竟说:我读过你在《自然》杂志发表的那篇文章。当时他非常感动,一个80岁的老太太还对科学保持着,这样一种原始兴趣的初心!

    在欧洲,对于科学,一个乡村老太太都会感兴趣,那时的他就发现:人类对于科学,是有一种天生好奇心的。他觉得:如果现在中国人,对科学都没有这种原始冲动,没有兴趣,那我们怎么可能变成一个真正有创新的国家呢?“假高中、假大学”能少吗?

    潘建伟回国后想方设法去激发学生们的求知欲和好奇心,并送他们到世界上最好的实验室去深造。所以他的弟子们学成之后,没有一个人留在国外,都毫不犹豫地回到他的身边。但王飞跃教授说这类带领,只能实现弯道超车。如潘式团队掌握了国际上最好的冷原子技术,最好的精密测量技术,最好的多光子纠缠操纵技术。2005年和2013年,潘和团队成员陈宇翱,先后获得欧洲物理学会和“菲涅尔”奖。

    王飞跃教授的“直道”平行超车,和潘建伟院士的弯道超车,到底谁好谁差?

    我们想到的是:1970年潘建伟院士在浙江东阳农村出生时,我们正好大学五年本科毕业。虽然其中经历文革的停课闹革命,但我们对爱因斯坦的崇拜,使我们正好利用自学的机会,与量子“纠缠”,没有间断学习和思考过。

    潘建伟院士的奇迹,是他的人生不到17年,1987年他就顺利考上了中国科技大学。1997年潘建伟才27岁在塞林格的指导下,在世界权威杂志《自然》上发表论文,宣布实现了量子态的隐形传输,世界顶级《科学》杂志将这一成就列为1997年度全球十大科技进展。

    就这样,29岁他参与的有关量子隐形传态的研究成果,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”。31岁他被任中国科技大学教授。41岁成为中国当时最年轻院士。45岁获国家自然科学一等奖。2017年12月19日,国际顶尖学术期刊《自然》发布了2017年度十大人物(在过去一年里对科学产生重大影响的十人),“墨子号”量子科学实验卫星首席科学家潘建伟上榜。

    所以不管是“直道”平行超车,还是弯道超车,都好。总之,“人工智能”、“智慧社会”,关键是“智慧”是不是“真”?而不是提“虚劲”、打“冲拳”自恋……
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
三个世界及其三个轴心时代揭示了全球化不但是物理的,也不仅是心理的,而且还是人工的。然而,物理世界的性质导致其全球化只能是“负和”。侵略、压迫和殖民曾是第一次全球化的代名词。

    心理世界还可以实现“零和”全球化,正如当下以自由贸易为代表的第二次全球化所表明的。只有在人工世界借助于新IT智能技术,我们可以实现多赢、包容的“正和”全球化,这就是智能的第三次全球化。

    王飞跃教授把“人工智能”说得天花乱坠,但具体“人工智能”需要什么本事?或者说,王飞跃教授本人,具备的是些什么知识?

    例如,懂量子纠缠信息隐形传输吗?奥地利科学院院长、著名量子物理学家安东•;蔡林格教授是全球量子通信领域的泰斗级科学家,但2016年中国科技大学出版社出版的《宝宝的量子纠缠学》书中,作者加拿大科学家费利博士说:“没人真正懂得‘纠缠’的原因”。

    就是说:察林格教授也不一定真正懂得“纠缠”。费利博士说得有些道理。英国科学家克莱格在《量子纠缠》一书开头就说:量子纠缠是宇宙的结构单元,一旦两个粒子发生纠缠,不管它们是在同一个实验室,还是相距数亿光年。

    就是说,小到在实验室相距物质的最小单位,如“弦”大约10-35米至10-33米的弦长距离,还是大到“宇宙弦”的弦长距离,都属于“量子纠缠”的结构单元。但如今还没人把“量子弦”长和“宇宙弦”长和谐统一起来;这是大小不分的“一朵乌云”。

    蔡林格教授最得意的学生潘建伟院士说:我们国家之所以没有诺贝尔物理学奖,原因也许就在对科学没有真正的兴趣,怎么能培养出诺贝尔奖大师呢?

    因为潘建伟到蔡林格教授的欧洲留学时的经历,一次他曾到阿尔卑斯山山区大峡谷去游历,见到一个80多岁,满头白发坐在轮椅上的老太太。她见到中国人后非常高兴,就问他:你是干什么的?他说:我是做量子物理的。然后她进一步问:你做量子物理的哪一方面?

    他说:我就是做那个叫做量子信息,量子态隐形传输,用英文就叫做,像时空穿越里面的量子信息这么一个东西。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
何为“直道”平行超车?王飞跃教授说:我们人类完全可以“淡定”,没有必要对眼前的人工智能技术过于激动甚至“骚动”。因为把机械替代人力劳作的光辉历史,再一次化为机器替换智力辛苦的崭新征程,就可以看出从技术本质而言,人工智能方法从牛顿的“大定律,小数据”技术范式,再向默顿的“大数据,小定律””技术范式转移。

    具体而言,类似计算机可以利用规则将人类几十万盘围棋博弈的“小”数据,自我“对打”成几千万盘博弈的“大”数据,然后再凝练缩减成“价值”和“策略”两张“小”网,最后战胜人类高手,明白无误地指出了一条利用规则由小数据产生大数据,再由大数据练就“小定律”式精准知识的技术路线。

    将来小数据会越来越少,而小知识也会越来越精。

    即未来的IT,一定是“老、旧、新”三个IT的平行组合和使用。科学哲学家波普尔就认为,现实是由物理、心理和人工世界(或称知理世界、智理世界)等三个世界组成的。每个世界的开发都有自己的主打技术,物理世界是“老”IT工业技术,心理世界靠“旧”IT信息技术,而人工世界的开发必须依靠“新”IT智能技术。因此,人工智能成了“热门”,大数据成了“石油矿藏”;智能技术是解决人类智力面临不对称问题的心脑于烦累的艰巨任务。

    他说:就像现代社会需要交通、能源、互联网等基础设施一样,智慧社会也必须有相应的基础设施才能实现。在技术层面,具体而言,就是围绕着物理、心理和人工三个世界建“网”。

    第一张网主体就是交通网;第二张是以电力为主的能源网;第三张是以互联网为主的信息网;第四张是正在建设之中的物联网;第五张网就是使我们进入智慧社会的智联网。

    这五张网把三个世界紧密地整合为一个整体,其中交通、信息、智联分别是物理、心理、人工世界自己的主网。能源网和物联网分别是第一和第二世界、第二和第三世界之间的过渡和转换。这五张网,就构成了人类智慧社会完整的基础设施和平台系统。

    他还说:按照雅斯贝思的观点,“轴心时代”之所以形成,是人类为满足其交流、比较并渴求共识之本质性的需求;源于人类的恐惧、贪婪和懒惰之“天性”,其在世界范围的表现形式就是全球化运动。
2018-01-13
评论对象: 王,天下人所向往的生死与共
从奇点大学到超弦大学的轴心时代
----全息超弦理论的研究与应用(6)
路小栋  习强

    摘要:“中国公众科学”既然包括非职业科学家、科学爱好者和志愿者参与的科研活动,显然“超弦大学”属于“中国公众科学”大学范畴。中国公众科学即使是这样,除“中国民间机构”努力实践在生态学和环境科学相关领域成为专业科学研究的有力支持,产生的价值正在被越来越多的人所看到外,游离的非职业科学家、科学爱好者和志愿者参与的“超弦理论”科研活动,在网络论坛上10多年来也没有停止过发表各自的研究成果。

    关键词: 轴心时代 奇点 智能 系统 超弦大学

    超弦争夺第三轴心时代?

    卡尔•;雅斯贝思在1949年的著作《历史的起源与目标》里,第一次提出到“轴心时代”的概念。但雅斯贝思只是揭示了第一物理世界的“轴心时代”,这是公元前800年到200年之间,人类在三个两河流域独自展现出来的人性大觉醒和人类哲学的突破。

    由此看,第二和第三世界也应该有自己的“轴心时代”:第二心理世界的“轴心时代”刚结束或近尾声,是从文艺复兴到现代物理学为代表的人类理性大觉醒导致科学突破的500多年。

    第三人工世界的“轴心时代”源自哥德尔的不完备定理,则刚开始。这是人类智性大觉醒并将催生技术突破的智能时代,它由维纳、图灵和冯•;诺依曼等,对计算与智能的新认识起步。今天的人工智能和智能技术仅仅是开始,第三轴心时代是迎接“正和”智能全球化。

    以上是王飞跃教授2017年12月,在《文化纵横》杂志发表的《人工智能:第三轴心时代的来临》一文中的观点。

    王飞跃教授是中科院自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任、研究员;青岛智能产业技术研究院院长;国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任、教授。

    他的说法是:在未来如何抓住人工智能所带来的新技术突破,是创立发展智能科技的新“直道”,换道平行超车,实现和平、幸福和奉献世界的智能时代之“中国梦”。
2018-01-13
评论对象: 自然,全息发动的生命源泉
温伯格也把“希格斯机制”运用到他的“弱电统一”模型中,使得SU(2)对称性发生对称性自发破缺,导致左旋电子获得质量,左旋中微子照旧没有质量,反而使W+、W-、Z这三个弱相互作用粒子,还获得质量。

    这是温伯格向格拉肖学习,变通“类似温伯格角”,得到正确的“温伯格角”,才预言了W+、W-、Z这三个弱相互作用粒子的质量大小的。而萨拉姆的“弱电统一模型”,也类似温伯格的模型。

    观察这条物理脑洞链,最后是格拉肖把弱电统一的“轻子”模型,推广到“夸克”版本,并成功的预言了粲夸克的存在。但即使格拉肖的物理脑洞首屈一指,却类似他的导师施温格,也有“老化”的时候,因为在今天超弦理论的竞赛中,格拉肖也不如他的学生兰德尔、桑德鲁姆等新秀。

    但总之,温伯格、格拉肖、萨拉姆定义的弱电统一模型,1978年被欧洲核子研究中心(CERN)的质子-反质子对撞机搜索W+、W-、Z玻色子实验证实,1988年他们三人共同获得诺贝尔物理奖,以非阿贝尔规范场理论为基础的弱电统一模型,已成为粒子物理的标准模型。

    参考文献
    [1][日]大栗博司,超弦理论:探究时间、空间及宇宙的本质,人民邮电出版社,逸宁译,2017年2月;
    [2][日]福田伊佐央,超弦理论:最有希望成为统一解释中各种物质与力的终极理论,科学世界,2017年第8期,魏俊霞等译。
    [3]王德奎,三旋理论初探,四川科学技术出版社,2002年5月;
    [4]孔少峰、王德奎,求衡论---庞加莱猜想应用,四川科学技术出版社,2007年9月;
    [5]王德奎,解读《时间简史》,天津古籍出版社,2003年9月;
    [6]刘月生、王德奎等,“信息范型与观控相对界”研究专集,河池学院学报2008年增刊第一期,2008年5月;
    [7]叶眺新,中国气功思维学,延边大学出版社,1990年5月;
    [8] [日]山村齐,隐匿的宇宙:用基本粒子揭开宇宙之谜,人民邮电出版社,逸宁译,2017年7月;
    [9]陈斌,弦论:实现爱因斯坦之梦,科学世界,2017年第8期;
    [10]陈超,量子引力研究简史,环球科学,2012年第7期;
    [11][英]布莱恩•;克莱格,量子纠缠,重庆出版社,刘先珍译,2017年2月。
2018-01-12
评论对象: 自然,全息发动的生命源泉
格拉肖脑洞大开,不光是利用SU(2)×U(1)得到电磁场,还预言了W+和W-两个带电的弱相互作用粒子。更妙的是,他预言的弱中性粒子Z,还给出了物理量类似的温伯格角。

    但格拉肖的模型不足,是他构造的W+、W-、Z三个粒子的质量,导致破坏了规范不变性;且无法正确预言弱电统一理论W+、W-、Z三个粒子的质量。但格拉肖赛过他的导师施温格,终归说明物理脑洞也有“老化”的时候。

    早在1957年获得诺贝尔物理学奖前的1956年,杨振宁和李政道发现弱相互作用下宇称不守恒时就说:宇称不守恒是因为没有右旋中微子,也没有左旋的反中微子。

    杨振宁早就念念不忘要修改1934年费米的弱相互作用理论,而1958年费曼和盖尔曼发展出不可重整的弱相互作用的“普适V-A理论” ,也是建立在杨振宁和李政道的弱相互作用理论的基础上。朗道构造场论模型描述超导电性时,也早在运用“对称性自发破缺”的概念,对超导电性凝聚态作解释。

    1960年南部阳一郎认为,超导的“对称性自发破缺”是破坏掉了超导电子的“电荷守恒”;电荷守恒被破坏,U(1)规范不变性也破坏;规范不变性被破坏,规范场的质量也就不必再为0。由此超导电子对的数目不确定,超导电子的电荷总量,也就不确定。

    1964年希格斯的物理脑洞正是抓住这一点,将规范场获得质量用于“希格斯机制”,到2013年获得诺贝尔物理奖。1967年温伯格和萨拉姆采用格拉肖关于电子和中微子,是弱相互作用下轻子的不同状态;以及杨振宁和李政道的宇称不守恒,只存在左旋中微子和右旋反中微子等创新,脑洞大开“变通”出正确的弱电统一,是把左旋电子和左旋中微子,也看作同一种左旋轻子的两种不同状态,而右旋轻子只有一种右旋电子的状态 。

    温伯格特别说:弱作用和电磁作用,是同一种相互作用,它们一起使得左旋轻子发生状态改变的。温伯格认为,电子有质量,而中微子没有质量。因为类似于海森堡质子和中子的SU(2)版本,左旋电子和左旋中微子被看作同一种左旋轻子的两种不同状态,那么SU(2)对称性成立,左旋电子和左旋中微子质量应该相同。左旋电子和左旋中微子的质量不等,那么就破坏掉了SU(2)对称性。
2018-01-12
评论对象: 自然,全息发动的生命源泉
杨振宁把他的SU(2) 规范场,用于解释质子和中子的弱相互作用,他从电磁场本身是规范场,如果弱相互作用也是规范场,认为规范不变性很可能导致相互作用之间的统一。所以杨振宁首先想到,质子和中子既然是核子的不同状态,核子从一种状态变化到另一种状态,是可以用SU(2)矩阵变换得到的。

    后来的物理脑洞,正是沿着SU(2)矩阵依赖时空坐标以保证“定域性”时,协变导数的构造要求出现三个类似于电磁场的规范场W+、W-、Z。在这三个规范场中,W+和W-分别带正电和负电,Z不带电。质子和中子之间的互相转化,被考虑为弱相互作用的结果。

    问题是,考虑W+、W-、Z是传递弱相互作用的粒子,这三个粒子也应和电磁场一样,质量必须为0,以保证规范不变性。在1957年获得诺贝尔物理奖后,杨振宁的弱相互作用规范场再推广受到挫折。因为泡利指出:质量为0,暗示的是长程相互作用,但弱相互作用是短程的。

    尽管泡利反对,杨振宁的SU(2) 规范场也被搁置,但物理脑洞是有“传染”性的。第一批“感染”的包括盖尔曼、施温格和他的学生格拉肖,他们都想用非阿贝尔规范场描述核力。第一个描述强相互作用取得成功的是盖尔曼,他的夸克模型可以看作他采用非阿贝尔规范场的前奏。施温格和格拉肖师生学习杨振宁的想法,解释弱相互作用则集中于利用SU(2)规范场。

    施温格最先将Z解释为光子,将W+和W-解释为弱作用粒子。但施温格无法摆脱W+和W-是0质量的问题。好运却被他的学生格拉肖获得,格拉肖不学日本坂田昌一,而学盖尔曼,他把质子和中子不作为是基本粒子。格拉肖说:核子的SU(2)同位旋不变性,并不准确;把它们看作是核子的两种不同状态,也不严格。

    1961年格拉肖把包括电子和中微子的轻子,纳入SU(2)对称性的情形 ,类比SU(2)核子理论分配轻子的对称性。他认为电子和中微子,也可以看作是同一种轻子的两种不同状态;电子带有电荷,必定融入电磁相互作用;电子和中微子具有弱相互作用,如果它们是轻子的不同状态,那么电磁力和弱相互作用,就可以在轻子2重态的图解上统一起来。

    对比韦尔的物理脑洞是电磁场为U(1)规范场,格拉肖是把SU(2)和U(1)这两个矩阵,“变通”为直积SU(2)×U(1),以形成更大的矩阵表示。
2018-01-12
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这如同薛定谔创立量子力学方程,走出韦尔的微积分规范场间隙,不再仅仅限于时空坐标的变换。

    但他却忽视了韦尔的根本出发点,是在数学几何拓扑类似卡西米尔效应平板及量子起伏的形象图解上挖掘。当然杨振宁也联系过,陈省身的拓扑纤维丛图像。但杨振宁的物理脑洞,更迷恋于数学的代数方程形式。当然这也是必要,由此他追随韦尔,在电磁场的规范理论构造协变导数。旧物理脑洞的同位旋守恒,是在球量子面旋的自旋中,对所有相互作用,都认为是在同位旋的变换下,保持不变,以体现球量子面旋的万能。这一观点,真万能吗?

    其实这不是爱因斯坦“广义协变原则”的自然扩展,因为即使狭义和广义相对论使用球量子,但它们并需要不认真区别球量子的自旋是面旋和体旋两类,环量子的自旋是面旋、体旋和线旋三大类。杨振宁的功劳,主要是同位旋不变性,被规范不变性这一术语所替代。1954年杨振宁在米尔斯的协助下,创立非阿贝尔规范场理论。杨振宁对韦尔规范场的创新和超越,是类似吸收卡西米尔和伦敦兄弟“二流体模型”解释,把韦尔规范场只是实数的一种相因子,推广为实数与虚数两种相因子结合。即将U(1)规范群的协变导数,在电磁场起就构造成复数情形。这也只需添加一个矩阵“场”函数,作为“联络”,就可以推广到SU(2)矩阵的平凡情形。

    但要构造一个麦克斯韦方程的SU(2)“矩阵版本”,必须反映是所有矩阵类型规范场的统一数学结构,构造SU(2)规范场“矩阵版本”的非阿贝尔规范场理论,以区别于平凡的阿贝尔规范场理论,刚开始困难是很大的。

    这类似墨比乌斯圈带是不平凡圈带,不是平凡圈。而且它的圈带扭转,还要分左斜和右斜;左斜和右斜分别的旋转,还要分正转和反转,复杂类似李群结构。杨振宁和米尔斯只是沿用了韦尔规范场的提法,把包括复数和矩阵在内的导致波函数描述内部空间变换的全体,称之为“规范变换”。所有增加的相互作用在规范变换下保持不变的相应“联络”,仍然称为“规范场”。

    这样去跟上发展核子弱相互作用量子场论版本的费米脑洞,杨振宁开始把目标,也定在规范场理论可以描述核的强相互作用与弱相互作用上,这也他和李政道1957年在弱相互作用上,能获诺贝尔物理奖的早先基本功。
2018-01-12
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1935年这兄弟二人根据超导体的两个基本性质的许多事实,即卡西米尔和戈特1933年至1934年最初关于超导体的热力学提出的二流体模型:超导体中的电子由两部分组成,一部分仍与普通导体中的电子相同,称为正常电子,遵从欧姆定律;另一部分具有超导电性,运动时不受任何阻力,称为超导电子,而独立于卡西米尔和戈特也提出了类似二流体模型的称为,描述超导电子运动规律的两个伦敦方程。

    特别F•;伦敦早在1929年,他就认为:韦尔所考虑的“标度变换”,能被复数变换U代替的话,那么麦克斯韦方程组,就可以在量子力学中自动的出现。如此,电磁场就可以被解释为“规范场” 。

    他这一工作引起泡利的注意 ,1941年泡利总结量子力学规范变换的物理意义时说:波函数的规范不变性,事实上保证了电荷守恒。泡利这个说法,也直接影响到杨振宁:规范电荷守恒,联系到电子波函数的相位不变性。1943年至1946年杨振宁还在昆明和芝加哥做研究生时就想:越来越多的介子和各类相互作用的陆续发现,要建立一个原则来统一描述。

    他联系到1932年海森堡的SU(2)核子理论,也想把核子的同位旋守恒纳入规范变换的范畴。因为海森堡就把质子和中子,看作“核子”的两种同位旋状态。杨振宁认为,既然电子的电荷守恒,可归结为电子波函数的规范不变性导致电磁场的出现,那么核子的同位旋守恒也可由规范不变性决定。

    按海森堡的质子和中子被考虑为核子的两个不同状态,核子波函数可以用2维的向量来表示,它是SU(2)表示的基。这个2维向量在常值的SU(2)矩阵变换之下的不变性,可导致核子的同位旋守恒,也类似于狭义相对论的情形;和对应麦克斯韦方程在L变换下保持的形式不变,导致广义相对论诞生的洛伦兹矩阵L,是时空坐标的函数。

    杨振宁的物理脑洞,是考虑核子的同位旋守恒性还成立,也要把常值的SU(2)矩阵,换成依赖于时空坐标的SU(2)矩阵。只不过洛伦兹矩阵L的角色,被SU(2)矩阵替换。杨振宁把广义协变的思想,推广到了波函数的内部空间。

    与广相对论的“定域化”一致,杨振宁也考虑将“牛顿-莱布尼兹导数”修改为“协变导数”。
2018-01-12
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这是爱因斯坦把韦尔张量的“连续光滑积分间隙量子起伏,类似的卡西米尔效应平板链”的不变性,与列维-齐维塔的老师里奇的“张量引力圆周运动,两端有卡西米尔效应平板堆链” 的不变性,等同或不懂。

    爱因斯坦认为“不变性”的尺度没有更深层具体机制的图像配合,任意变换尺度,意味着长度会受到电磁场的影响,会不确定。爱因斯坦批评,几乎断送整个旧物理脑洞的未来,而且首当其冲的受害者,其实就是韦尔和他自己。

    但旧物理脑洞虽因爱因斯坦的影响,暂时放弃了韦尔的规范理论。但韦尔的“连续光滑积分间隙有量子起伏”的波动形象,思维毕竟光彩照人。

    1926年薛定谔创立量子力学的“波动版本”,就是对这种间隙量子起伏波动形象的首次“变通”;而且是走出“间隙”,具有局域和非局域的普适性。

    这一情况的改变,是电子可以用一个复数波函数来描述。其实复数描述微观物质,开创的是新物理脑洞的未来。但遗憾的是,此时该复数波函数,只是作为可以经历任意一个模为1的复数变换U,可保证波函数的模不变。

    这里旧物理脑洞之所以没有未来,是因为环量子的三大类自旋能证明:粒子波只能是一种概率波。

    因为要观察一个粒子,类似在一个环面上作一个标记,在环面质心不动的情况下,环面作三旋运动,在时空观察的粒子,是成几率波出现的。因为环量子的三大类自旋,可以同时连续与相互间不会影响的。

    而粒场波,是指路径积分局域或非局域波;它联系“0”量子起伏。由此海森堡测不准原理,与测量仪器的精度和技术的未来进步无关,只与“0”量子起伏的无数对实数和虚数,在路径积分的某时空观察有关。

    粒子波和粒场波两者天然合一,像复数是实数和虚数的天然合一,所以薛定谔的量子力学方程不影响波函数的概率解释。而首先意识到这一点的,应该归功于德国科学家F•;伦敦和H•;伦敦两兄弟运用在超导电性上。
2018-01-12
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早在1918年韦尔受爱因斯坦创新引力理论,改“牛顿-莱布尼兹导数”为“列维-齐维塔协变导数”,也脑洞大开,要再创新力学理论。

    韦尔从微积分求导看出破绽:微积分的连续、光滑,却离不开微分的间隙,由此他也考虑通过“导数”,改为更广义的“列维-齐维塔协变导数”联络方式,来推导连续光滑积分间隙量子起伏类似的卡西米尔效应平板链,使引力和电磁力统一归化为几何效应,甚至是时空“几何效应”。

    他知道老师希尔伯特1915年挑战爱因斯坦广义引力方程失败,就学把牛顿-莱布尼兹导数类比列维-齐维塔联络,再把“L联络”和“矩阵L”类比电磁势的“联络”写的方程:
Dt=∂;t+Γxtx+ A t                           (2-1)

    这里韦尔创新的Dt=∂;t+Γxtx+ A t  (由于韦尔原公式角标在网上不好写,与原公对照,只是角标t=μ,x=λ),Dt为协变导数,∂;t为牛顿-莱布尼兹导数。从牛顿-莱布尼兹导数变化到“协变导数”,只是多增加一项函数Γxtx为列维-齐维塔联络。这里联系麦克斯韦尔方程的是A t为电磁势,称之“规范变换”。因为A t作为“联络”,可以保证物理量在标度(尺度)变换下的不变性。

    反过来看里奇的学生列维-齐维塔,是把里奇张量“收缩”变通为“联络”,表面上能自圆其说,是为保证物理方程在坐标变换下,保持形式不变。但他不如韦尔用电磁势的“联络”,除能说明尺度变换下保证不变性外,还有磁场磁力线和电场电力线这类形象,可联系解读“联络”。

    但从列维-齐维塔到韦尔、从爱因斯坦到希尔伯特的数学-物理脑洞,都没有注意到里奇说的圆周运动,与直线运动引力机制不同,即使杨振宁教授在青少年时代,一开始学物理时,就有这方面的天才。

    作为希尔伯特学生的韦尔,“韦尔张量”学却类似在创新引力,成为规范场的先声。

    爱因斯坦心里不是滋味,他揪韦尔的“规范变换”理论是跟列维-齐维塔的抽象思维转,而不看见韦尔张量也有的形象联系,批评韦尔是“每次围着一个圆周跳舞时,量杆都伸长了,那长度就没有意义了”。
2018-01-12
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数学从“L联络”与“矩阵L”都含有“L”,到“矩阵L”与列维-齐维塔导数即L协变、L联络的内在联系,非常紧密,但海森堡不是去追随爱因斯坦,而是追随列维-齐维塔,从“L联络”重新回到“矩阵L”,从旋量研讨球量子的自旋。

    海森堡想:具有几乎相同质量,只是质子带电,而中子不带电,那么忽略电磁相互作用,质子和中子不就可以看作,是同一种粒子所处在两个不同的状态吗?正是从这一点,海森堡反过来类比泡利的SU(2)“自旋”理论,将SU(2)群用于描述核子。

    海森堡是最先把球量子面旋转轴方向,倒位的上、下自旋,仍坚持类比“自旋”,提出“同位旋”概念的。这又深远影响到1954年,杨振宁的物理脑洞。

    其实这一切类比,全息的协变、联络起点,是从这时开始,就把质子和中子统称为“核子”的。

    后再定义质子,是核子同位旋向上的状态,中子是核子同位旋向下的状态。

    这是把一种球量子自旋转轴方向不同,出现自旋符号也不同,用于最先开发的微观粒子的编码方法,它又深远影响到我国上世纪60年代,国内产生的环量子自旋三旋编码基本粒子的发明。再说早在海森堡基础上的量子场论版本,是1934年费米拿来描述核子弱相互作用的 衰变。

    由此在二战中,费米和海森堡也分别转入美国和德国的原子弹研发。这让爱因斯坦当然也知道其中的一些奥秘,他发明狭义相对论的质能公式,就与原子弹的能量威力有关。“L联络”等价“矩阵L”,使爱因斯坦认为,所有物理法则都应该在矩阵L变换下保持形式不变。由于矩阵L的形式可以是任意的,爱因斯坦推导“广义相对论”也缘于这种“广义协变原则”想法。

    费米和海森堡的脑洞当然不曾放过学他推导“广义协变原则”:他们从质子和中子近似,类比引力质量与惯性质量相等近似,引力效应本身也可以被等价为时空坐标的变换L,由此任何物体都受到引力作用L联络,就是普适性。

    这又深远影响到另一对数学家师生的奇迹发生,他们就是希尔伯特和他的学生韦尔(H. Weyl)。
2018-01-11
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也许是巧合,“L联络”与“矩阵L”都含有“L”;列维-齐维塔(Levi-Civita)协变导数,就是L协变、L联络。因对空间任意两点做测量,必须依据“定域”的原则,求导数也有“牛顿-莱布尼兹导数”方法。

    爱因斯坦聪明,是用了列维-齐维塔协变导数代替牛顿-莱布尼兹导数,这只是多增加一项函数“L联络”。“导数”说是纯数学,说L协变、L联络,还含引力的形象思维。“变通”,能在社会“吃通”,我们不反对;但前提要有人攻关去硬碰硬。

    因为引力的直接形象机制是“收缩”,引力场、引力波、“协变”、“联络”等说法以及数学公式,仅类似“信息”,只可含引力收缩的意思。这里类似一个统帅的作战进攻指令信息,传到前方没有官兵动手,就能完成消灭敌人的任务吗?

    今天旧物理脑洞对引力、引力波的说法和各种数学,并没有类似官兵如何动手的机制,这是量子引力终极理论吗?旧物理脑洞迷信列维-齐维塔,是有“变通”协变、联络之术。

    但爱因斯坦跟着列维-齐维塔的“变通”转,还真完成了20世纪物理学创举。

    爱因斯坦写出物质分布影响时空几何的引力场方程,不容易。要图说非欧黎曼、里奇张量的“变通”,不容易。

    里奇张量引力整体收缩,牵连时空难以言说。

    他不明言列维-齐维塔变通的手法,就是证据。爱因斯坦是把时空的协变、联络,类比纤维线网织,从非欧黎曼时空本身明言是四维弯曲时空出发,空间弯曲结构自然仅取决于物质能量、动量密度,在时空中的分布。反过来时空的弯曲结构,会决定物体的运动轨道。

    这类似当沿着茶碗侧面抛入一个玻璃球时,玻璃球就不会马上落入碗底,而是沿着侧面滚动一会儿。同理,地球会沿着太阳所造成的时空弯曲,滚向太阳周围,又因地球是在几乎为真空的宇宙空间里公转,所以不会停止运动。

    列维-齐维塔和爱因斯坦相继打造的导数“变通”协变、联络之术的物理脑洞,深深影响和熏陶了所有旧物理脑洞的“后来人”。这首先就深远到1932年海森堡转向开发的核物理领域 :即使当时实验,才发现构成原子核的质子和中子。
2018-01-11
评论对象: 自然,全息发动的生命源泉
列维-齐维塔1902年就成帕多瓦大学教授,1914年结婚.1918年受聘罗马大学高等分析教授和理论力学教授,直到1938年因法西斯政策离职,三年后卒于罗马。

    列维-齐维塔的父亲贾科马•;列维-齐维塔是一名律师,1908年起任参议员。做官要现实,要善避开矛盾,趋利避害。列维-齐维塔在学术上也运用这一手,所以在旧物理脑洞中吃香。爱因斯坦也大学毕业就失业,要面对现实;加之“不变量”在相对论中的重要,是观测者的坐标系各不相同,而客观的物理规律对每一观测者都成立,这使绝对微分学成为爱因斯坦广义相对论的数学工具。

    相对论数学公式都有虚数,但在平常语言表达上,爱因斯坦学列维-齐维塔避开现实争论,就是不说。

    列维-齐维塔变通里奇的“收缩”张量,早如此:他用“联络”、“协变”等概念,近似引力张量的拉力。爱因斯坦当然心领神会。在定位里奇张量的概念上,从1913年时起,对R_uv-(1/2)g_uv R=-8πGT_uv方程,他先把R视为里奇张量;g_uv视为弯曲空间中距离测度的黎曼度量张量;T_uv为能量--动量张量;G为牛顿引力常数和π为圆周率数;到1955年去世他也没有说R_uv是里奇张量。

    直到1965年,彭罗斯发表拓扑学方法提供的宇宙大爆炸时空奇点定理,1981年古斯发表暴涨宇宙论,人们才确定R_uv是里奇张量,R是它的迹,其他不变。恢复爱因斯坦的带宇宙常数λ的方程R_uv-(1/2)g_uv R-λg_uv =-8πGT_uv,成共识。

    爱因斯坦在里奇的“收缩”张量和列维-齐维塔变通的“联络”、“导数”的说法之间,闪烁其词;以及爱因斯坦在里奇和列维-齐维塔两人之源的“黎曼张量”上,模糊,是要等待新物理脑洞才能明确里奇张量是“收缩”,也对。

    这里还有爱因斯坦更多的是看到,麦克斯韦电磁方程组为在匀速的运动之下保持其形式不变,时间坐标和空间坐标要采用一个常数矩阵L的变换。这个矩阵的变换,可以保证光速在不同惯性系是不变的;洛伦兹群的那个4维表示,正是这个矩阵L。爱因斯坦脑洞打开,也认为常数矩阵L不必真的是一个常数,而是时间坐标和空间坐标的函数。

    但爱因斯坦也需要重新定义空间导数,因为反过来,是不保证麦克斯韦方程在矩阵L变换下保持形式不变。
2018-01-11
评论对象: 自然,全息发动的生命源泉
但新物理脑洞和旧物理脑洞大开分道扬镳,早发生在1900-1911年意大利数学家里奇和他的学生列维-齐维塔之间。

    因为研究类似“藏象拓扑象”与“藏数量子数”的黎曼几何和黎曼代数,1884-1894年里奇通过研究黎曼、李普希茨以及克里斯托费尔微分不变量的理论,萌发了现称张量分析的绝对微分学思想。

    1890年列维-齐维塔考入帕多瓦大学数学院,师从里奇,1894年毕业后留校任教。“变量”和“不变量”联系光速,几乎成了类似政治“分水岭”。

    因为超光速存在实数超光速和虚数超光速之分,实数光速如果作为“不变量”,它只能存在于实数类似的时空;它作为实在事物,这是一个可测量计算的唯一标准。

    但在语言、信息领域,实数超光速可作为谎言、笑话、计算错误等存在。因此在科学理论推测中,这成两难问题。

    以牛顿万有引力和麦克斯韦电磁场波计算为例,光速不变,就难以解决“如设绕着星球作圆周运动物体的半径为1米,它到星球表面最近距离为30万千米,当星球的半径大于30万千米时,要速度只有光速大的引力子,传到星球表面的信息才开始让里奇张量引力,产生整个星球体积的同时理想收缩,那么就不能使星球直径另一端的表面也同时开始收缩。

    因此必然有产生一半对一半的实数光速引力子和虚数超光速引力子,并以实数引力子到达时为准”才行。引力是拉力,不是推力,说到底类似“收缩”。里奇要用“收缩”解释黎曼张量包含的引力,但说不清楚具体的收缩机制。列维-齐维塔主张现实,说不清楚就模糊化。但两人矛盾并没有公开。

    1901年他们还合写了《绝对微分法及其应用》,发表在《数学年鉴》上,成为张量分析的经典著作,为张量分析和拓扑学的发展开辟了道路,给出在欧氏和非欧氏空间特别是黎曼弯曲空间下,如何把某些偏微分方程及物理规律表示成张量的形式,以便使它们与坐标系无关。

    但两人的矛盾,还是在爱因斯坦要使用里奇“收缩”思想上,被间接暴露扩散开来。究其原因,列维-齐维塔是受父亲熏陶,做事现实。

    做名星科学家不现实不行。广义相对论R_uv-(1/2)g_uv R=-8πGT_uv方程因用张量分析,受到普遍重视。旧物理脑洞大开,推崇是学习列维-齐维塔,而不是里奇。
2018-01-11
评论员简介

风行九天简介:原名薛英俊,笔名晓竹,工科学士。男,汉族。

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创建: 2009/11/26 11:58:20
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