星空浩淼
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关于口袋模型的一个启发性思考
（老板临时给我一个任务，过两天再又来讨论。我在“Re: 关于超光速问题”帖子里面有个单词写错了，应该是zitterbewegung（中文翻译成“颤振”））
我在“Re: 关于超光速问题”那里说“口袋”云云，只是给大家一个启发性思考，给出一种类比，我并没有象斑竹理解的那样说过“电子是光子在口袋中的运动”，没有说是光子，比方说可能是零质量标量场。斑竹要注意的是，一般认为夸克是跟轻子属于同一个结构层次的，因此电子应该跟夸克相提并论而不是跟质子相提并论。“基本”粒子是指夸克，轻子，规范子。
猜想：
不同拓扑结构的真空介质口袋，里面“灌进”类光的（即无质量的）场，构成有质量的不同种类粒子。换句话说，宇宙中只有唯一的一个速度——光速，而亚光速运动只是光速呈“之”字型运动的表观现象；相应地，宇宙中只有零质量场，而质量只是零质量场“之”字型运动时的横向动量，也是表观的。总之类时是类光的表观现象。
且看类比：电磁波在波导内传播时，即电磁波在波导内壁之间来回反射着前进,也有“质能公式”w^2=k^2+m^2，w是能量（频率），k是电磁波沿的动量（波矢在波导方向上的投影分量），而“质量”m是波导的截止频率，对应波矢在与波导传播方向垂直的方向上的投影分量。如果频率w=m，则电磁波不动，在原处来回反射，相当于粒子静止不懂。对于另外一个观察者相对于原来的电磁波运动，他看到电磁波频率大于截止频率，w>m,因此他将看到电磁波在波导内传播运动（动量为k），这相当于相对于粒子运动的观察者看到粒子在运动。如果出现W<m的情形，即光子在截止波导中的传播，此时传播几率跟传播距离呈指数衰减，这是光子的量子隧道穿透过程。这时候可以跟有质量粒子的虚粒子过程对应起来，而且这种虚粒子过程可以是类空的——事实上，光子隧穿过程是超光速的。前面谈到真空介质口袋，对于静止观察者而言，它是口袋；对于与之相对运动的观察者而言，则是一个不断地在运动方向上无限延伸的波导。
这种思路，可能会为粒子的质量之谜提供另外一个启发性思考，尤其是当Higgs机制最后被发现失败的时候。电子的zitterbewegung现象最开始给人以这种思考（电子速度算符的本征值是光速）。固体中的位错运动具有声速下的“Lorentz变换”对称性也是给人以类似思考。
如果有一种智慧生命是由固体中的位错构成，那么它在固体中看到声速是恒定不变的极限速度（如同光速之于我们一样）。它也认为的时空构成四维连续统，只是将我们的光速换成声速！
以上看不出跟现有理论直接冲突的地方，但可能象斑竹所说，是“玄学”。我的目的只是想给大家一个有趣的思考，看起来很初级，没有直接提到量子场论或规范场论里任何具体的技术问题，因为，即使它有意义，这里只是提供一个入口。
希望看到大家对此的看法，其中昌海兄的想法我很想听。
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| 发表时间：2004-03-24, 00:16:59 |
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stefanzhang
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Re: 关于口袋模型的一个启发性思考
搞理论还是比较有意思的，虽然思考问题的时候比较辛苦，而且你能想到的别人差不多都已经想过了，所以很多时候只能做一些缝缝补补的工作。但如果不必为生计发愁的话，还是做理论比较有趣些。
| 发表时间：2004-03-24, 00:47:18 |
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卢昌海
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Re: 关于口袋模型的一个启发性思考
我也觉得这是一个很有意思的思路（当然正如星空兄所说的，目前这还只是一个“入口”，能否成为一个定量的物理理论还有赖于技术性细节）。我想到的一个问题是，比方说对电子来说，依照类似波导的公式，这种“口袋”的线度大约会在电子经典半径的量级上，这比目前实验上显示电子为“点粒子”的线度大了五个数量级。
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| 发表时间：2004-03-24, 08:34:30 |
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星空浩淼
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Re: 关于口袋模型的一个启发性思考
没想到老板的任务我今晚就完成了。
昌海兄分析得是。
如果电子以波导视之，则尺寸在电子的Compton尺寸上（好象还有个1/2因子）,这个尺寸也是电子所能在空间定域的最小尺寸（再小了，就会有粒子对产生）。从电子的zitterbewegung运动来看（即电子在微观上其实是在围绕通常的宏观经典运动路径来回振动着前进的，我们只观察到宏观平均效果），zitterbewegung运动的范围也是这个尺度。
对于昌海兄分析的问题，前人和我自己是这么看的：
1）电子有两种半径概念，即荷半径和质量半径；
2）我们知道如果电子有半径，则与狭义相对论矛盾（方程不协变），因此电子可能在Compton尺寸范围内呈弥散分布，没有一个硬心。由于试图将电子定域到比Compton尺寸更小的范围时会产生正反粒子对，因此可能将电子的Compton尺寸作为等效半径，而且此时可将电子的自旋解释成zitterbewegung效应，即使跟经典自转图象对应，也不会跟狭义相对论矛盾——刚好对应光速转动。
3）可能存在某种“压低”机制，以解决昌海兄所说的问题。想当年，自旋提出时也遭Pauli疑问，
结果还是存在自旋（如果昌海兄生长在那个年代，很难说我们如今课本上学的有些东西是不是
你搞出来的——这个一点也没有虚夸的意思，如今可是一流的科学家做三流的工作啊！斑竹如果在那时也不会放弃理论研究去挣钱吧）
尽管如此狡辩，可能还是会有很多问题。毕竟这只是一个启发性思考，只是看能否引出一些有点意义的东西来。
波导中的电磁波，其群速小于光速，相速度大于光速，二者乘机为光速平方；总能量与等效静质量的关系也是相对论中的那个关系。总之跟物质波完全一样。
惟有与时间赛跑，才能保持一息尚存
| 发表时间：2004-03-24, 11:03:18 |
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星空浩淼
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Re: 关于口袋模型的一个启发性思考
补充一句：
D.Bohm对真空位错模型有所考虑（此人如果没死，据说很可能得诺奖）；
Feynman对波导中的电磁波与物质波类似的行为也是颇为惊讶和感兴趣。
昌海兄和斑竹如果对我刚才那个帖子的补充说明有进一步看法，期待交流。
不过这种想法固然有趣，一般而言多半会“无疾而终”的,不然前人早就弄出来了。
我不知道，如果弦论不是当年有那么几个人坚持不懈地痴迷于那样一个想法，
如今弦论是不是成了漏网之鱼（尽管最终它有可能还是虚梦一场。我觉得昌海
兄对弦论的中立立场是很明智的）。
惟有与时间赛跑，才能保持一息尚存
| 发表时间：2004-03-24, 11:25:21 |
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卢昌海
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Re: 关于口袋模型的一个启发性思考
我暂时没有什么要补充的。星空兄的那些对比很贴切。确实，一开始有谁会想到象弦模型这么土的东东后来竟会变得那么风光？在纯概念层次上对一个理论的思考，无论是肯定还是否定，终究不是决定性的，最终还是要让位给深入的技术性研究并付诸实验检验。
宠辱不惊，看庭前花开花落
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| 发表时间：2004-03-24, 13:47:38 |
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