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科学前沿哲学研究解开千年“质量缺口”之难题

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12月12日,辽宁社会科学院哲学研究所原所长张思宁研究员利用科学前沿哲学研究解开千年“质量缺口”之难题。


据悉,千年难题“杨—米尔斯理论的质量缺口假设”属于物理学问题,也是科学前沿问题。之所以称为千年难题,是因为这个问题可以追溯到柏拉图关于物质是什么的追问。“杨-米尔斯理论”是物理学家杨振宁和R.L.米尔斯在1954年首先提出的,被誉为20世纪下半叶最重要的理论物理成就。从实践的角度而言,杨米尔斯方程已经获得巨大成功,但是,其相应的数学理论没有建立起来,特别是在数学上需要确定的“质量缺口假设”。实验与计算机模拟和某些理论计算使物理学家相信,真空激发一定存在一个"质量缺口",即存在一个非零的最小能级,亦即不存在无质量的粒子波,“杨—米尔斯理论”的千年难题对数学界提出了严峻的挑战。

然而,张思宁用数学证明了“杨—米尔斯理论的质量缺口假设”,其证明给出了量子力学经典实验的数学解释。当粒子接近光速时,质量不等于零,但是,质量之和等于零。她认为这个问题之所以成为千年难题,是因为物理学家忽略了一个最直观也是最重要的事实,就是量子化质量与经典物理学中的质量的不同。她用薛定谔方程推导出了质量的数学表达式,给出了粒子在高速运动时,质量存在于四个维度。这与唯物辩证主义认为的物质是变化的,可以无限分割相一致,这种分割不是物理意义的分割,而是质量的自禀性。


张思宁表示,她是在做课题“统一场论的哲学研究”时,发现了量子化质量的数学表达式,也就是用薛定谔公式推导出的量子化质量。这是通过哲学研究取得的物理学的突破,而后,她用量子化质量的数学表达式推导出了量子纠缠、波粒二重性的数学表达式,证明了量子化质量的自禀性与波粒二重性、(粒子)波的传播、测不准原理、叠加原理、空间反对称性、薛定谔佯谬、粒子自旋与角动量、全同离子交换、质能公式和几率的关系,给出了量子力学经典实验的数学解释。


据了解,张思宁研究员1983年毕业于辽宁大学数学专业,在读大学期间,旁听了理论物理课程。她的一个研究方向是物理哲学,在人民出版社出版了著作《统一场论的哲学研究》(2016年),论文《量子纠缠的数学解析》发表在《辽宁大学学报(自然科学版)》(2019年第3期),论文《用量子化质量数学形式解析质量缺口等经典问题》发表在《辽宁大学学报(自然科学版)》(2020年第4期),论文《量子化质量视域下的量子力学理论与实验》发表在《辽宁大学学报(自然科学版)》(2021年第4期)。

图片来源:社科院

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