霍金与彭罗斯关于“量子引力论”的争论

"量子引力论"是融合广义相对论与量子力学两大基础理论而建立起来的描述微观和宏观世界的理论,目的是解决大爆炸宇宙模型中的奇点问题,即在宇宙的开端(时空奇点),广义相对论及相关理论都"失效"的问题,目前主流的理论是"弦理论"。关于"量子引力论"目前有许多争论,本文考察霍金和彭罗斯关于"量子引力论"的争论。从三方面来进行考察:(1)关于"实在"的争议;(2)关于理论基础的争议;(3)关于科学方法论和科学认识论的争议。通过霍金与彭罗斯的争论,可以略窥当今理论物理学面临的困难和前景。

极小质量物体的引力成功测得

据报道,来自英国、荷兰和意大利的科学家成功测量了质量极小物体的引力,为探索量子引力理论开辟了道路。理解量子引力有助科学家解开一些宇宙谜团,如宇宙如何开始,黑洞内部发生了什么,甚至可能为统一描述和揭示所有力的统一场论提供线索。相关论文发表于2024年2月23日出版的《科学进展》杂志上。

基于量子万有引力搜索的SVM自驾故障诊断

针对自动驾驶仪在实际测试过程中故障样本较少的情况,提出一种基于量子万有引力搜索算法(QGSA)的支持向量机(SVM)故障诊断模型。SVM能较好地解决小样本、非线性问题,适用于自动驾驶仪的故障诊断。为进一步提高万有引力搜索算法(GSA)对参数寻优的收敛速度和收敛精度,将基于GSA的QGSA应用于SVM的参数寻优中,以解决SVM由于参数选取不当导致过学习或欠学习的问题,从而获得最优的分类模型。通过模拟实验分析,当训练样本数量为50时,基于QGSA的SVM故障诊断模型分类准确率便能达到96.530 6%,而基于遗传算法(GA)的SVM故障诊断模型分类准确率为92.040 8%,基于GSA的SVM故障诊断模型分类准确率为91.6327%。仿真实验结果表明,基于QGSA的SVM故障诊断模型具有更好的故障诊断能力。

论当代量子引力的空间时间观念

首先讨论当代诸种量子引力,如超弦/M理论、圈量子引力等,继而研究空间时间量子涨落对量子引力理论的经验检验,最后讨论了有关量子引力时空的物理实在问题.

单圈引力自能对量子Wilson圈的贡献

用微扰方法计算了Ｅｉｎｓｔｅｉｎ引力的量子Ｗｉｌｓｏｎ圈带头项贡献，以及单圈引力自能、引力子三顶点对它的修正．结果表明，当考虑单圈引力子自能及引力子三顶点的贡献后，Ｅｉｎｓｔｅｉｎ引力将获得曲率的激发．

超对称和环量子引力理论与粒子物理中的统一

在超对称理论中引入与自旋无关的超旋、超同位旋和各种超对称变换,从而统一描述玻色子和费米子.同时讨论了超对称和超弦中的各种相互作用及其它方面的统一,导出了环量子引力理论的4个定量结论,提出了可能存在从超弦到宇宙弦等不同尺度的泛弦.

4－导数量子引力的Feynman规则

求出一种４—导数量子引力的Ｆｅｙｎｍａｎ规则和Ｗ—Ｓ恒等式。其中引力子自由传播子和三点顶角与其它文献不同。

量子引力场中纳米颗粒的量子理论

首次给出纳米颗粒哈密顿量的明确表示。根据纳米颗粒的量子自旋特性,得到纳米颗粒质量随时间变化的规律。根据纳米颗粒哈密顿量的守恒条件,得到纳米颗粒的量子平动动量、纳米颗粒的量子转动动量、纳米颗粒所受的量子引力及纳米颗粒与纳米颗粒引力中心的量子距离随时间变化的规律。证明纳米颗粒的量子平动动量、纳米颗粒与纳米颗粒引力中心的量子距离、纳米颗粒的量子能量均与颗粒所处的量子状态有关。对于不同量子状态的纳米颗粒,上述物理量的取值不同。本文中创新一组满足对易关系互为共轭的复量子数算符,建立纳米颗粒的量子算符代数理论,得到纳米颗粒能量的量子化表示。

当代量子引力及其哲学反思

本文从量子引力概念的分析入手,介绍了当代量子引力研究的进展,评析了其取得的主要成就,并对之作了简略的哲学反思。

蛋白质折叠的量子引力理论

基于Ashtekar环理论,在此提出蛋白质折叠的一种新的量子引力理论.由此可以应用已知的结果,并获得4种新的近似结论:蛋白质结构是量子化的,其空间区域有限,各种奇点相应于折叠点和交叉点,存在不同的突变类型.进一步,可以结合Gambini的定义,讨论分形;结合可微动力学,获得分叉;结合规范理论,导出折叠的相变.最后探讨了蛋白质折叠的3种可能起源.这是非线性整体生物学的一种具体机制.

广义相对论的推广和应用及量子引力理论

首先讨论引力场中的某些效应.其次探索广义相对论与宇宙,其中Riemann几何可以推广到Lobachevsky几何和Calabi-Yau流形等.第三基于广义相对论研究天体演化.第四探讨量子引力理论等.最后讨论某些重要的问题.

量子引力学与行星距离分布规律

本文应用量子引力学的观点揭示了太阳系内行星距离分布规律的天体演化成因。作者认为:在原太阳星云从自由下落状态进入缓慢收缩阶段的初期,与第一次长波红外耀发所表征的电磁辐射突然增强相伴随,原太阳也发出一系列分立的引力波;落到原太阳外部星云圆盘上的引力波的基波及其各次谐波的波峰,就是各有关引力子的密集处;该星云圆盘正是通过各处引力子的吸积作用才逐渐分裂为多个圆环并继而形成多个行星的。这些结果可能成为引力作用与电磁作用相统一的一个开端。

量子引力的各种探索

相对论和量子理论只是20世纪以来尚未完成的物理学革命的第一步,引力量子化是21世纪物理学中最大的难题。从突破量子场论中点粒子模型框架得到的超弦理论,尽管引入了新的对称性有助于统一四种基本相互作用,但量子超引力的重整化问题并没有彻底解决,目前也没有超对称与额外维的可靠实验证据。随着宇宙暴涨证据的发现,人们被迫重新引入爱因斯坦一度放弃的宇宙学常数,弦论很难解释为何宇宙常数是非常小的负数。从引力规范理论可以延伸出圈量子引力理论,它一开始就假定时空由离散元素构成,而且时空的离散性是结合量子理论与狭义相对论的结果。而扭量理论以因果关系为基本要素,重新构造事件的时空图。目前最成功的量子引力方法结合了三个基本思想:空间是突现的,空间的最基本的描述是离散的,这些描述都以因果性为基本要素,但这些构想如何与粒子物理、量子场论结合仍然是个未解之谜。

有挠引力量子化初探

研究了有挠时空的引力量子化问题；获得了一次型有挠引力的Ｗｈｅｅｌｅｒ－Ｄｅｗｉｔｔ方程，超空间的号差是洛仑兹的。在小超空间近似下，如果宇宙波函数是正规的，或者取无边界边界条件，都得出均匀各向同性量子宇宙以无挠方式演化的结论。

圈量子引力中体积算符对顶角的作用

分析圈量子引力中的自旋结网圈态,用封闭的图形计算法,系统推出了体积算符对自旋结网圈态的顶角作用的图形表达式,并计算9-j符号的数学表达式,得出了体积算符的本征值.

量子引力时空和物质存在形式论

本文首先给出现代物理学中的经典空间时间观念,其次研究当代量子引力理论中量子时空观念,最后探讨与量子引力空间时间本质有关的哲学问题。

圈量子引力和空间分立性

首先简述圈量子引力理论进展 ,继而讨论圈量子引力的主要成果 .

圈量子引力中源于Penrose双元计算的研究途径

利用圈算符中的抓是抓在圈量子引力自旋网腿中圈线上的方法.给出了一种正规化的等距面积谱和体积本征值的代数公式谱.利用这种方法,可实现圈量子引力的微分同胚约束和Hamilton约束方程的计算.同时证明了自旋网态在统一方法下满足这两种量子约束.

量子引力对黑洞隧穿行为的影响

讨论了在量子引力效应下,二维时空中标量粒子和费米子的隧穿行为。通过修改对易关系,得到修正的克莱因-戈登方程和狄拉克方程,然后分别对标量粒子和费米子隧穿辐射进行研究,得到修正后的霍金温度。结果表明:在量子引力效应下,黑洞的霍金温度不仅取决于黑洞自身的质量,还与辐射粒子的质量和能量有关系;同时,修正的温度比原始霍金温度要低,表明量子引力的修正延缓了霍金温度的升高。