沈致远:爱思生梦游实境

　　两个月前，编辑部收到沈致远先生兴奋地寄来的一篇文章，是他最新研究成果的“通俗版”，但编辑看后觉得专业性太强，不适合笔会；一个月后沈先生传来改稿，认为已经改得能让“高中生看懂大部分，理工科学生能看懂全部”；但编辑仍然很遗憾地反馈他，看不懂；结果我们就在日前收到了沈先生“面目全非”的第三稿。

　　沈致远先生长期为笔会撰写科学散文。这一次，编辑亲眼见证了他为了将物理学研究前沿内容普及化，所花的功夫。如他所说——“为撰写此文构思数月，字斟句酌，反复推敲，五易其稿。”希望“能引起公众注意，吸引有志者共襄盛举”。

　　尽管这篇探讨“万物之理”的文章仍有编辑不能懂的内容，也难以判断，但感于沈先生的努力，愿刊发此文，请有心者留意。

　　——编者

　　爱思生是物理系研究统一场论(通称万物之理)的博士生，专攻沈教授创立的SQS理论(Stochastic Quantum Space理论之简称，详见Journal of Modern Physics,2013,4,p.1213-p.1380)。爱思生经常苦思一些基本问题，怡然自得乐在其中。

　　爱思生躺在床上冥想：如能亲历奇妙的微观世界该有多好，想着想着……感到身子开始缩小，周围的景物也随之不断变化。

　　爱思生的身子缩小到约十万分之一米时，他看见细胞。继续缩小，穿过细胞膜进入细胞内，看见细胞核以及其中的染色体，发现染色体是由DNA分子双螺旋长链构成，他心想：这和生物学课学过的一模一样，有幸亲眼目睹。

　　初尝甜头，爱思生继续缩身到约一百亿分之一米时，他看到了由两个氢原子和一个氧原子构成的水分子。实际上，他既未看见三个原子核也未看见个别电子，看到的只是一片像云雾般朦胧的电子云，是从电子云两分支之104.45度特征夹角才认出是水分子。爱思生再缩身到约一千万亿米时，穿过电子云看见原子核。发现氢原子核就是质子，氧原子核由8个质子和8个中子构成。他心想：这和教科书所述的一模一样，竟能亲历其境，三生有幸！

　　爱思生继续缩身，进入质子内部，发现有三个类似点状的东西，他心想：这大概就是构成质子的三个夸克。

　　身不由己，爱思生继续缩小到约八十亿亿分之一米时，发现前面有一条康庄大道，路旁一石柱上书：“大道一统”。

　　爱思生沿着康庄大道走下去，到达约三亿亿亿分之一米时，发现路旁老梅树下有一石柱上书：“梅开并蒂”。

　　当缩小约到约一千万亿亿亿分之一米时，爱思生发现路旁又有一石柱上书：“以弱并强”，他心想：只听说过以强并弱，怎么反过来了？

　　当缩小约到约十亿亿亿亿分之一米时，爱思生面对一座巨大石拱门，额书曰：“四大皆空”，他惊呼：“这不就是佛门圣境吗？我虽然不是佛教徒，但不妨进去游览一番，开开眼界。”

　　当缩小约到约一千亿亿亿亿分之一米时，爱思生知道这就是著名的普朗克长度，一定有精彩好戏可看。果不其然！周围云雾翻腾波涛起伏，在一片混沌中似乎有规则可循。细察之，他看到四种不同的拓扑形体：第一种像无孔之球；第二种像轮胎，中心有一个孔；第三种像两个轮胎合并成8字形，有两个孔；第四种像三个轮胎合并成三叶草形，有三个孔。这些拓扑形体表面有许多互相隔离的轨道，无数个极其微小的粒子沿着轨道运动，并不时从一条轨道跳跃到另一条轨道。偶尔发现，从一种拓扑形体上的轨道跳跃到另一种拓扑形体上的轨道。爱思生看得眼花缭乱目不暇接，却看不懂究竟是什么东西，唯有默记在心。

　　爱思生心想：这是毕生难逢之良机，不妨再仔细观察。他发现：三叶草形体和球体总是成对呈现，其上之轨道运动方向相反；三个单孔轮胎体一起呈现时，其上之轨道运动方向相同；两个单孔轮胎体一起呈现时，其上之轨道运动方向相反；8字形轮胎总是在轮胎体和三叶草形体之间互相变换时，才瞬时呈现。从未看到一个单孔轮胎单独呈现。正当他将这些细心观察到的现象默记在心时，一个高速球体突然朝他迎面飞来，爱思生躲避不及惊呼：“啊！”睁开眼，原来是做了一个梦。连忙穿衣起床，早餐也来不及吃，奔向大学去请教沈教授。以下是两人之间对话——

　　爱：沈老师！昨夜我做了一个怪梦，梦见自己不断缩身亲历微观世界，看见许多千奇百怪的情景。

　　沈：你究竟看见了什么？

　　爱：先是看到细胞及其内部结构，随后依次看到分子、原子、原子核。这些和教科书上所述一致。再缩小下去，似懂非懂；当缩小到普朗克长度时，所见千奇百怪匪夷所思。

　　沈：不妨详细道来，让我也开开眼界。

　　爱：从八十亿亿分之一米起，沿着康庄大道一路上看到三个石柱，依次写着“大道一统”、“梅开并蒂”、“以弱并强”。在十亿亿亿亿分之一米处看到一座巨大石拱门额书：“四大皆空”。我以为是佛门圣境。

　　沈：这就是大统一之路。

　　爱：既然如此，“大道一统”石柱所在之八十亿亿分之一米，就是电磁力和弱力统一之尺度。石拱门所在之十亿亿亿亿分之一米，即为电、弱、强及万有引力四种作用力大统一之尺度。

　　沈：对！四种作用力统一于由弯曲空间代表的万有引力，“四大皆空”是借用佛说之戏称。你梦游的并非佛门圣境，而是科学实境。

　　爱：如此看来，在一千万亿亿亿分之一米处的“以弱并强”，就是强力和电磁力统一之尺度。但我不明白，为什么弱能并强？

　　沈：电磁力随距离缩短而增强，强力随距离缩短而减弱，两条变化曲线相交处，强力为原先较弱之电磁力所并吞，故曰“以弱并强”。

　　爱：我懂了，谢谢开导！“梅开并蒂”是什么意思？

　　沈：这是我的SQS理论所专有，难怪你不懂。在三亿亿亿分之一米尺度上，电子有一个高能激发态，其质量超过费米子质量极限，电子及其反粒子两个激发态合并为一个称为“暴涨子”的玻色子，在宇宙暴涨时起到关键作用。天文物理学家为寻找暴涨子而费尽心机，至今仍然众说纷纭莫衷一是。SQS理论并非专为此量身定制，却在无意中得之。

　　爱：那里一株老梅树上朵朵梅花连理并蒂，原来是象征粒子成双配对。想不到科学也有浪漫之美。

　　沈：有道是：科学求真，真中涵美；文艺唯美，美不离真。真和美也是一对并蒂花。爱：好！但我不明白，你是怎么确认暴涨子的？

　　沈：问得好，后生可畏！我是有根据的，暴涨子质量所对应的尺度三亿亿亿分之一米，就是暴涨发生时的宇宙尺度；所对应的时间一亿亿亿亿分之一秒，就是宇宙暴涨开始的时刻，这难道是巧合？再者，宇宙学标准模型之暴涨理论虽然与天文观测符合得很好，但存在一个严重问题：暴涨一旦发生就不会停止，这显然与事实不符。SQS理论的暴涨子是短命粒子，一旦发生衰变，暴涨就嘎然而止。据此，我才认定它就是暴涨子。

　　爱：有根有据，我信服了。SQS微观理论怎么会和宏观宇宙学搭界呢？

　　沈：万物归一，至大至小两极相通。

　　爱：原来如此。

　　沈：你在普朗克尺度处看到些什么？

　　爱：我看到四种不同的拓扑形体，分别具有三孔、两孔、一孔和无孔。

　　沈：好极了！这就是SQS理论基本粒子之模型。三孔、两孔、一孔和无孔之拓扑形体分别代表带电轻子、Z或W粒子、夸克和中微子。

　　爱：我发现模型不像实体，而是由许多互相隔离的轨道所构成。轨道中有无数微粒在快速运动，并不时从一个轨道跳跃到另一个轨道，偶尔会从一个模型跳跃到另一个模型。

　　沈：SQS理论中真正代表粒子的是轨道，许多轨道共同构成模型。轨道是基本的，模型是轨道之集合。跳跃有两种：一种是相互作用，例如电子放出或吸收光子代表电磁相互作用；另一种是不稳定粒子通过衰变转换为另外的粒子，例如缪轻子衰变为电子和电子反中微子以及缪子中微子。

　　爱：我懂了。怪不得我在梦中看到三叶草形体和球体总是成对呈现，其上之轨道运动反方向；原来是在衰变时，轻子及其所对应的反中微子一定同时出现。

　　沈：说得对！孺子可教。

　　爱：我还看到粒子总是从一条轨道上某一定点跳到另一条轨道上另一定点。

　　沈：你观察得很仔细。这两个定点对粒子间的相互作用具有重要意义，SQS理论据此找到了量子论标准模型的两个著名三角形，由此算出的结果均与实验符合。

　　爱：好！SQS理论言之成理持之有据，万物之理当之无愧。

　　沈：这还不够。SQS理论提出25项预测，如其中几项关键预测被实验证实，这才大功告成。

　　爱：拭目以待。

　　沈：你的这梦游堪与“爱丽丝梦游仙境”媲美，但有一重要区别：爱丽丝游的是幻境，而你游的是实境。你这一梦竟纵观微观世界之大略。

　　爱：我正想请教：为什么我能美梦成真？

　　沈：你跟我学SQS理论已好几年，学习很认真，思考很深刻，日有所思夜有所梦。和贾宝玉一样，梦游太虚幻境，竟能观其一生之大略。这些都应验了太虚幻境入口处那副对联：“假作真时真亦假，无为有处有还无”。

　　爱：照此说来，难道真假不分有无混淆？

　　沈：非也！个中哲理听我道来。真空是无，万物是有，SQS理论认为宇宙万物皆为真空之激发态，这不就应了“无为有处有还无”？恩格斯在《自然辩证法》中说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说”。SQS理论已有许多结果与实验符合得很好，但严格地说，目前还只是统一场论的假说，待到几项关键预测被实验证实后，才能成为众所公认反映真实的理论。“假作真时真亦假”，即此之谓也。

　　爱：曹雪芹远见卓识！

　　沈：曹雪芹不可能预见数百年后的科学发展，他是从人生哲理悟出之远见卓识。“英雄所见略同”重在“略”。不同领域中之同，只是哲学高度之略同，切不可过分引申。

　　爱：谨受教！

　　沈：万物之理还会继续发展。寄厚望于后起之秀青出于蓝胜于蓝。

　　(作者电子邮件：zyshen@comcast.net)