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第508章 通用型物理学圣剑(3/3)



    在物理学的研究中,微扰理论是非常成熟的研究方法。

    关键特征是将问题分解为“可解决”和“扰动”两部分。

    比如对太阳系这个系统的研究,需要涉及到太阳、八大行星、上百颗大质量卫星与矮行星,以及亿万体之间的复杂影响。

    这是一个极其复杂的模型,微扰理论则对这个问题做近似处理,主要处理占据绝对主要地位的太阳的引力作用。

    然后在此基础上,继续思考原先忽略的细节,从而系统地提高近似的程度。

    在量子色动力学的理论研究中也是如此。

    真空不空,想要精确描述基本粒子的行为,自然就要考虑粒子与真空中量子涨落诞生的虚粒子对之间的相互作用。

    用于解决这种复杂的相互作用的就是微扰理论。

    夸克具有渐进自由的特性,在近距离、高能量的状态下,夸克之间的相互作用会变得极为微弱,也即是具有的耦合常数。

    耦合常数越,虚粒子对瞬时产生的可能性就越,基本粒子与真空中量子涨落的关联就越。

    体现在具体的计算公式中类似于泰勒级数。

    公式中最靠前的项对于计算结果有最大的贡献,越往后的项对结果的影响就越。

    因此可以忽略掉后续影响较的项,对计算结果进行近似处理。

    但在中子星内核与夸克集团星等低能情形下,因为夸克渐进自由的性质,距离较远的夸克就像被拉长的橡皮筋。

    夸克之间的相互作用会变强,也即是具有大的耦合常数。

    此时计算公式中后续的项就无法被忽略了,因此无法再使用微扰法得出有效的结果。

    即使是李恒对此也没有什么解决办法。

    在这些计算公式中,粒子与真空之间的相互作用涉及到各种无限。

    想要纯靠蛮力计算,除非他真正踏入无限领域,化身为人形超图灵机才校

    人类的理论物理学家解决这个问题的方法被称为“对偶性”。

    通过对偶,将那些看起来不同,实际可以证明描述完全相同物理状态的理论模型联系起来。

    就像是将冰和水统一为h2o,电和磁统一为电磁相互作用一样。

    低能情形下的夸克具有大的耦合常数,无法使用成熟的微扰方法进行计算。

    既然如此,那就寻找一个与量子色动力学对偶的理论模型。

    强耦合图景的量子色动力学能用另一个理论模型的弱耦合图景来描绘。

    这被称为“强弱对偶性”。

    通过这种方式,将无法使用微扰方法计算的理论转换为了另一个可以使用微扰方法计算的理论。

    这样的转换让物理学家得以分析原来认为超越了人类能力的理论。

    难题就此解决,人类文明从此完全掌控了强相互作用力。
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