圈量子理论与弦论之争

作者:蔡泽禹 加入书签推荐本书

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sal:何以见得?

simp:因为广义相对论是不可重整的。

sal:这并不说明问题。有许多量子场论可以有明确的非微扰定义,但在微扰展开时却是不可重整的。

simp:但有什么理由认为广义相对论会象那些理论呢?广义相对论倒象是 fermi 理论,经验上很成功却不可重整。因此我们应当改变其高能行为,就象我们对 fermi 理论所做的那样。

sal:您怎么能这么有把握地认为广义相对论就象 fermi 理论呢?这固然是一种可能性,但还有另一种可能性:那就是广义相对论并不象 fermi 理论,它的不可重整是出于别的原因。

simp:什么原因?

sal:弱场微扰展开并不适用于广义相对论。

simp:为什么不适用?

sal:因为弱场微扰展开所依据的 feynman 积分包含了无穷大的动量空间-也就是无穷小的体积。

simp:那又怎样?

sal:简单的量纲分析表明在量子引力中这种区域是非物理的,它并不存在。对比 planck 长度小得多的自由度进行积分是没有意义的。事实上,圈量子引力有力地支持弱场微扰展开不适用于广义相对论的可能性,因为圈量子引力的结果之一就是体积在 planck 线度上是离散的。在这一理论中并不存在比 planck 体积更小的体积。

simp:我想这是圈量子引力的一个假设。

sal:不,这不是假设,而是结果。

simp:这个结果是如何得到的?

sal:体积是度规-即引力场-的函数。

simp:嗯。

sal:而引力场是量子化的。

simp:嗯。

sal:因此体积是一个量子算符。

simp:我在听着。

sal:因此它的取值有可能是量子化的。

simp:但你怎么知道它确实是量子化的?

sal:用量子理论的常用方法:计算体积算符的本征值。

simp:你是说象计算谐振子的能量那样?

sal:一点不错。

simp:结果呢?

sal:结果表明体积算符的本征值是离散的,其中有一个最小的非零体积。因此不存在对任意小体积的 feynman 积分。

simp:我有点糊涂了。如果离散体积是理论的结果而不是假设,那使理论得以定义的物理时空是什么?

sal:它根本不存在。

simp:我不明白你的意思。

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