引力为什么要量子化？
有一个朋友问，有什么论证引力必须量子化的经典文章？我自己真的不知道，以为引力必须量子化是一个folk theorem。
许多人的论证是这样的：如果其它物质都量子化，引力和物质耦合，所以也要量子化。比如我们考虑一个电子产生的引力场，如果电子本身量子化了，不能看成是一个固定的质量源，那么很难描述电子所产生的引力场。我想这是一个很好的论据。反对的人会说，我们可以只考虑电子能－动量在一个量子态中的平均期待值，然后用这个平均期待值计算所产生的经典引力场。例如，制备一个电子的高斯波包，假定能量按照这个高斯波包分布，就可以计算经典引力场了。在广义相对论中，我们可以将爱因斯坦的方程的右边的能量－动量张量用场论中的期待值来代替。这个论点似乎没有任何问题。
仔细想一想，要想实现上面的做法还是有很大问题的。现在我必须用几个简单的公式来说明。在单个电子的情形，假定它的波包的尺度是，能量是
，能量密度就是
。根据测不准原理，密度的涨落是
，这里我们用自然单位。所以，
，如果
本身足够小，就有
，这样，对单个电子或者任何单个粒子来说，引力场的定义是有问题的。当粒子数
很大时，简单的统计告诉我们，
，而
，所以
，用量子平均的方法定义经典引力场只有当
足够大时才是可行的。
从电子产生引力场问题的另一个侧面可以看出引力必须量子化。如果我们将电子产生的引力场完全看成是经典的，我们会遇到当年Lorentz计算电子的电磁质量遇到的问题，在经典的层次上电子的电磁质量就会发散，Lorentz解决这个问题的办法是引入截断，例如假定电子有一个有限大小的尺寸，电荷在这个尺寸内均匀分布，这样得到的电子大小比电子的Compton半径要小一些。如果我们以类似的方法计算电子的引力半径，这个半径就是电子的Schwarzschild半径，远远小于Compton半径。根据测不准原理，在这个半径上电子的能量涨落远远大于电子质量（大约是），这当然不行。当然，我们可以假定电子的引力截断很大，毕竟经典引力的实验验证直到亚毫米。无论如何，我们需要引进一个新的尺度，或者新的能标，在这个能标之下，经典引力才是正确的。可是，另一个问题出来了。我们知道，Lorentz的截断违背狭义相对论，只有现代的质量重正化方案才不破坏狭义相对论。无论是在牛顿理论中还是在爱因斯坦理论中引入引力截断，都要在一个新的能标上破坏相对论性原理。
很久以前，Ted Jacobson写过一篇很有意思的文章，他指出，应用熵正比于视界面积的公式和热力学第一定律，就可以导出爱因斯坦场方程。一般来说，时空中的任一个点并不在事件视界上，但对于一个加速观察者，任何一点都可能成为视界上的一点，只要我们精心选择这个观测者。在他的解释中，爱因斯坦方程成了热力学中的状态方程。这个推导很有吸引力，也许有人会将引力解释成热力学现象。这样的话，我们就要放弃基本粒子会产生引力这个假设，因为任何单粒子都谈不上应用热力学。放弃单个粒子产生引力直接与实验矛盾，考虑一个宏观系统和一个试验粒子，宏观系统自然对试验粒子产生引力，如果试验粒子对宏观系统不产生引力，总系统就会破坏惯性定律。进一步，粒子的引力质量等效于惯性质量，特别是，一个简单系统的相互作用能也对引力质量作出贡献。
我个人最喜欢的一个引力必须量子化的论据（据我所知还没有别人告诉我这个论据），就是类似20世纪初Planck发现量子的那个黑体辐射的紫外灾难。在一个空腔中，假如电磁波处于热平衡态，在波数和
之间，自由度数是
（
是体积，我们忽略了2和
这样的因子），每个自由度的能量大约是
，空腔中电磁波的能量是
这是发散的。Planck解决这个问题的办法是引进量子，也就是光子－虽然光子是后来爱因斯坦明确提出来的。现在，如果我们只承认经典引力波的存在而不承认引力子的存在，我们会遇到和上面完全一样的发散。我们可以引进经典引力的波数截断，就像处理电子的引力质量一样，得到空腔中的引力波能量
要求这个能量不能大到引起引力塌缩形成黑洞，就有一个上限
可见，空腔的尺度越大，的上限越小。让我们夸张一点选择宇宙尺度作为
，我们得到
即使将微波背景辐射的温度带入上式，我们发现波数截断对应的波长截断远远大于1毫米。也许用宇宙尺度作为空腔尺度太夸张了，小尺度会带来小的截断波长，从而和现有的引力实验不矛盾。
除了以上的一些论据，我们熟悉的引力需要量子化的论点如下：
1. 宇宙的开始有奇点，黑洞塌缩有奇点，在奇点附近，经典引力理论完全失效，最有可能的是时空本身也失效，所以引力必须量子化。
2. 黑洞熵的存在隐含引力的全息原理，这个原理包含引力和所有其它相互作用。在一个低维的全息理论中，很难想象产生量子的物质而不产生量子引力。现在熟知的Maldacena理论完全是一个量子理论。
3. 这个论点也许大家并不熟知，但在我来说是最强的论点。宇宙的微波背景辐射涨落观测数据支持暴涨宇宙论，在暴涨宇宙论中，密度涨落由曲率涨落所引起，而后者与标量场一起作量子涨落才能实现。所以，我们几乎可以说引力的量子化有实验支持。如果未来的微波背景实验完全验证暴涨宇宙论，我们就完全可以说宇宙中的结构的形成是量子和引力的结果，而后者不仅仅是经典的。
4. FengCJ已经在跟帖中指出宇宙学常数问题的解决需要量子引力理论。
……
2008年10月18日 10:11:01
目前好像大多数人认为狭义相对论不需要修改。。。
2008年10月18日 11:36:28
宇宙中，由于我存在导致时空不是平直的，所以狭义相对论是不适用的。
2008年10月18日 12:55:35
李林：
目前只有一种观点认为需要修改，就是所谓double relativity，认为能量也有极限，导致的引力理论叫彩虹理论，rainbow gravity。
2008年10月18日 19:55:54
李老师，您好！
这么长时间直觉似乎告诉我 修改狭义相对论运动学基础以后才可以获得那种基础 进而解决广义相对论和量子力学的矛盾 我也试图获得一种新的时空概念 可是到现在的分析都是失败的 没有办法得到有用的结果 都没有物理意义
也许是我们的时间概念还是太独断了。。。
我还在继续寻找 是我在大一开始就考虑这一问题 rainbow gravity 理论 我不清楚 呵呵 不过名字很好听
2008年11月13日 13:17:32
量子化或许不是解决问题的唯一方法吧。基于连续性的分析学处理离散化的量子现象，导致的统计解释，是不是只是表面现象呢？假如发展另一套自洽的数学体系，能得出确定的量子图像，到时能极其自然的导出统一理论，是否有可能呢？爱因斯坦在《论以太》一文中，对后人提出的，发展一元论思想，是个很有诱惑力的想法呢。
2008年11月30日 4:25:10
這篇真熱鬧，我也來參一腳
話說1980年Witten還在Harvard當(Coleman’s ?)postdoc時，居然跟Weinberg合寫了一篇小文章，Limit of Massless Particles，PLB 96, p.59。我把摘要貼上來：
We show that in all theories with a Lorentz-covariant energy-momentum tensor, such as all known renormalizable quantum field theories, composite as well as elementary massless particles with j > 1 are forbidden. Also, in all theories with a Lorentz-covariant conserved current, such as renormalizable theories with a symmetry that commutes with all local symmetries, there cannot exist composite or elementary particles with nonvanishing values of the corresponding charge and j > 1/2.
多年之後，Witten之後下了個結論：量子重力只有兩條出路，一個是string，一個是induced gravity；因為任何以「粒子」為出發點的理論都不可能滿足具備Lorentz協變性的stress tensor。剛巧就在1984年弦論革命前夕，Strominger跟David證明induced gravity中的Newton constant只可能由finite theory like SuSy 導出，所以幾乎等於宣告induced gravity的死刑(不過近年來又有新論證，見Adler hep-ph/0505177)。
所以Witten這麼傾心弦論不是沒有原因，絕不僅僅是他在SciAm上宣傳弦論有三大優點，其實回頭來看，那三大優點都不是很能說服人：
第一是弦論包含了standard model，問題是未免也包含太大了一點。而且引進更多問題，像是沒有SuSy breaking，moduli problem，以及今日的landscape，Woit的批評其實就是放在弦論基本上沒有給出可信的論據說明如何由first principle導出standard model。
再來是弦論具備finiteness這個誘人的特徵，可是Periwal跟Gross已經證明string perturbation不具備Borel summability，這可是比QED還糟糕啊，難道一個號稱TOE的理論居然比不上一個 low energy effective theory？以前有人在Woit那裡反擊說這件事不重要(好像是SB的人)，問題在於，人們至今也只能在弱耦荷去算string spectrum跟gauge theory的對應，請問gauge theory都可以有Borel summability，而弦論沒有，那麼string/gauge怎麼對應的起來？講到這點，就又不得不提四五年前其實就有跡象顯示，這個string/gauge對應在高階(大於或等於3圈圖)上面是有問題的，Callan最後的工作就是這個，也有其他人從不同方向得到類似結論，也就是Beisert他們的工作，Tseytlin猜測可以用operator reordering解決，但是我追蹤沒有發現下文。這件事目前似乎又有新發展，看來stringists仍未死心，拭目以待。
第三個，也是我個人認為最重要的，就是弦論宣稱可以得到重力，因為低能極限是Einstein theroy。也就是在這一點上，我覺得弦論危機四伏。基本邏輯是若A則B，那麼非B則非A。萬一好死不死，這宇宙大尺度的重力並不是由Einstein theory所描述，那怎辦？另一方面，加速膨脹的宇宙更讓人傾向於修改Einstein theory，這幾年各式各樣的大尺度修正都出現了，可是沒有一個能從弦論得到，弦論低能極限給出Einstein action，加上圈圖修正也只給出Gauss-Bonnet項，請問萬一大尺度的重力是由一個怪怪又複雜的f(R)所描述，那麼非B則非A，弦論怎麼自圓其說？
所以從一個TOE該具備的條件來看弦論，似乎不是那麼樂觀，當然量子重力本來就很難，其他的理論都不像弦論這麼容易得到結果，自然冷熱有差，但是套用當年Fermi回應Dyson的理由，作為一個好理論，要不在數學上嚴謹，要不在物理上合理，弦論兩方面都不讓人滿意，而這已經消耗了多少聰明腦袋！
2008年11月30日 9:21:13
kk:
woit要求的直接从第一原理给出SM,我觉得有点要求过高，因为弦论
本身都不是第一原理，而是M理论的有效理论。从弦论导出SM的过程
中出现了很多人都接受不了的landscape,因为我们不知道如何定义弦
论真空，所以直接把supergravity的真空当作弦论真空，这样做是否
正确值得怀疑。所以在从弦论导出低能物理这个问题上，我的观点是等
待LHC的结果，在作进一步的判断。
至于Borel summability的问题，polchinski的书简单谈了一下，其中
有这么一句话：Thus, we should expect that string theories will
have interesting nonperturbative phenomena。言外之意，就是
nonperturbative phenomena可能能解决Borel summability的问题
，或者说弦论里的Borel summability的问题并非不能解决。
另外在大尺度修改Einstein theory，只是解释dark energy众多理论中
的一个，现在担心它会给弦论带来冲击还为时过早。所以我觉得还要等我们
直到暗能量是什么再作判断。王云教授期望这个问题能在20年内解决，届时
我们对LHC的新物理也研究的比较透了，再加上20年内弦论可能的发展，我
觉得在20年后在对弦论做一个判断更为准确。
2008年11月30日 10:18:17
maldacena粉丝：
1.)姑且不論弦論是否成為第一原理，也暫且把landscape放一邊，但是不可否認的是，既然宣稱是TOE，總要對SuSy breaking做個交代吧，難道連這個也要外求？說實話，我讀物理的感覺是，好的理論往往能以非常簡潔的方式解決固有的基本難題，反觀弦論至今，有對任何重大問題提出足以讓人覺得「非此莫屬」的解決之道嗎？hierachy？4 macroscopic dimensions？更別提弦論自己帶來的難題，e.g. existence of massless dilaton。觀諸兩次弦論革命，第一次是anomaly cancellation，第二次是nonperturbative background，都只是牽涉理論內部的consistency，對於整個物理世界其實是decoupled。真正算得上牽涉到physical reality的，大概就是針對部分特殊的black holes，給出microscopic interpretation，不過就如同我提到的，考慮到高階效應，這些結果是否成立都成問題。
2.)Polchinski那些話都是sales talk，沒有哪一行的人會洩自家人的氣的。他的書出版十年了，對這問題可曾看過一絲絲進展沒？難道這個問題不夠基本不夠重要嗎？坦白講，任何像是「這問題我們xx年之內定能解決」這種信心宣告，每年甚至每場會議都有人在講，除了當成隔年計畫申請的說詞，還有其他作用嗎？
3.)我之所以提到modified gravities，主要是提醒大家，萬一大尺度的重力行為不是Einsteinian，那麼弦論立刻陷入非B則非A的危機，因為這正是弦論專家一再拿來自衿自伐之處。Gell-Mann曾說過，他之所以相信弦論，正是因為能給出spin-2 excitation，只是大自然似乎比spin-2要得更多。
2008年11月30日 12:10:18
时间空间的概念似乎要放弃了。。。熵和信息似乎是最重要的。。“真空”应该是信息量最少的态。 也许引力无法用量子力学来描述，是我们随便的外延量子力学而造成的困难。。。
2008年11月30日 14:26:18
kk：
Borel summability不是问题，因为string的耦合常数是1/N，和规范理论的耦合常数不一样。
2008年11月30日 15:27:52
to KK:
如果我的理解是对的话，AdS/CFT对应中可积性在三圈的问题有很大的进展了。
也许已经解决了。
2008年12月3日 9:54:54
或许引力只是其他力的一个影子，统一引力与电磁力就成了水中捞月。
2008年12月29日 11:57:58
我觉得吧，既然QED都不能宣称是绝对理论，那应用范围就不应该试图延伸到引力上。广义相对论也不是绝对理论，已经由爱因斯坦亲自动手试验过，不能外推到电磁力。那么，在现有的理论上，量子化真是解决问题的良药？值得怀疑啊。
2009年2月6日 11:54:30
李老师:我关注您的博客很长时间了，现冒昧将我写的将微观“电子质量子”几何化的帖子请教您（写的十分民科）。它有何硬伤，能否与引力关联。谢谢！
带电的“质量子”会编程
元素之首是氢，占整个宇宙质量的大多数是氢，氢的核也叫质子，因带1个整数正电荷，也叫正电子，而氢核外的负电子质量，是核质量的1836.267268分之1单位.（误差值万分之0.83）
（本文将负电子质量，定为1个质量单位（质量是引力之源），同时它带1个电荷单位（电荷是电磁力之源），整数的质量单位与整数的电荷单位，以1：1重叠于一体。）
量子是能量单位，带一个整数能量，与能量场相关；电子质量是一个质量单位，可能与远距的引力场有关。
质子是重粒子类中之质量最轻、因而也是最稳定的粒子，它带1（整数单位）正电荷；
电子是轻粒子类中之质量最轻、因而也是最稳定的粒子，它带1（整数单位）负电荷；
宇宙中的粒子有N多种，但带有1整数电荷的，只有这2种。
以上是宇宙中2个质量最轻、因而也是状态最稳定的粒子。大自然用这带电的哥俩，编制了元素表软件。
元素表的原子序数由质子数（正电子数）确定，化合价由负电子数（价电子数）确定，没有中子什么事儿，这说明带电粒子才是编程的原材料，就像人类利用电子编制软件一样的道理。
一对肢体残缺的夫妇可以生出四肢健全的孩子，这是因为他们的生殖细胞核内含有生命的全部遗传信息。质子核内呢？也含有丰富的自然软件遗传信息。
请看电子质量在质子核内摆下的几何之谜:（1质子= 1836电子）
一个平方+半个平方=1836电子质量【1764（42*42）+72（12*12的半数）=1836】
一个立方+半个立方=1836电子质量【1728（12*12*12）+108（6*6*6的半数）=1836】
电子质量是2个乘积之和：“1836比1836”同比。（木星是2个乘积：140.7比140.9，同比）
古典数学有几朵奇芭，1.勾股定理，2.黄金分割，3.弃9法，巧合的是，1836电子质量竟与“弃9法”有缘：（以下的得数全部是9）
一个平方+半个平方：1764=1+7+6+4=18=1+8=⑨，72=7+2=⑨
一个立方+半个立方：1728=1+7+2+8=18=1+8=⑨，108=1+0+8=⑨
电子/质子之质量比值：1836=1+8+3+6=18=1+8=⑨
（百度百科：弃九法条目，还有“数学黑洞条目”——黑洞数相加全部是“9”）
科学的基本前提是提出问题，之后是用实验来验证。
万物最最深隧处竟有这样高水平的巧合？怎样解释这种核内质量的DNA分列，这种神奇造化？
不禁想起曾被冷落的孟德尔的整数3比1遗传律，后人据此顺藤摸瓜，找到诸如人类特定23对染色体，猴子特定27对染色体等遗传数据，普朗克发现量子（以最小整数值放射的能量团）后，曾被打入冷宫12年，后来在此基础上生发出量子力学，特别之数必有特别之用。特别之数1836，等待着超高速粒子加速器打开质子核的那一天。
2009年2月23日 16:41:21
二稿，请老师评论
三： 质子对数模对应行星同比率数模
数模是什么?大自然的数学软件！
我只知道可以这样计算，不知道为什么要这样计算——狄拉克
自由落体加速度率是1次方（自然数）时间比2次方长度，用元素表可以对应；
行星同比率是时间2次方乘积与长半径3次方乘积同比守恒，质子对核内有这两个东东。 行星同比率中的2乘积不是力而是能，+能∶-能=0
质子对是行星平方立方同比律的全息强子对，用电子质量简单计算，恰巧核内分别含有3个正平方，3个正立方，它们的乘积和，同比。
质子对核外的电子对，在元素各壳层的平方排列，可对应重力场自由落体时间/平方比，核内又有这么个东东与引力场行星2乘积同比率对应，好奇妙！？
在行星运行的质量能中，可按其数学属性一能二分，分解出驱动公转的平方分能T^2【行星公转时间的2次方乘积】牵制半径的立方分能R^3【行星半径长度的3次方乘积】
根据物理常数，1个质子质量pe =1836份电子质量me (这是整数化比值，与实验值偏差仅为万分之0.83，见注1）
2个质子质量(2pe)=3672份电子质量me（质子对，见注2）
大自然在3672份电子质量me内预设有2套几何图，堪与体积气体分子整数比比美。 第一套： 3672me 可恰巧分割为3个平方【1764（42*42）+1764（42*42）+144（12*12）=3672】 以上述3个平方的叠加平方乘积，做行星【时间】平方乘积的属性源。对应宏观行星同比律中的“T^2” 。 (微观粒子meⅠ+meⅡ+meⅢ=2pe. T^2，对应宏观行星同比律中的T^2
第二套： 3672me可恰巧分割为3个立方【1728（12*12*12）+1728（12*12*12）+216（6*6*6）=3672】以上述3个立方乘积的叠加立方乘积 ，做行星【半径】立方乘积的属性源，可对应行星行星同比律中的“R^3”。 (微观粒子meⅠ+meⅡ+meⅢ=2pe.R^3，对应宏观行星同比律中的R^3)
行星同比律公式：周期 T^2∶半径R^3(宏观太阳行星质量能)
质子对数模：（2pe）T^2∶R^3（微观质子电子质量能）
这是源自带整数电荷粒子之质量自身的2种属性，自有它也有，以太阳为核心，任意行星都可以互为参照坐标，这就是说，用地球作为参照，可用乘积同比推算出其它行星的周期和半径，用其它任意行星，也可以推算出地球的周期和半径。
2乘积同比律是一种源自质子对核内，用电子质量排列的2个分能，它总是正负能为0，对称守恒。
行星的6次方数模与能量守恒
任何6次方乘积都可以分割为平方立方2乘积同比。（2*2*2*2*2*2=64 。64=8*8.64=4*4*4）
递增的质子数n（1.2.3等）可以合成不同的元素，（进一步合成分子、高分子、物质、天体）递增的质子对数n达到任意6次方数,可以用来解释行星2乘积同比，解释公转时间能T^2/半径长度能R^3正负守恒。
行星同比率可以用2种方法描述: 以地球为参照，设它距的太阳半径为1（立方根），公转周期的为1（平方根）,它们的2个乘积：1*1*1=1∶1*1=1，同比。 假设某行星距太阳半径为4（立方根），公转周期为8年（平方根）它们的2个乘积：4*4*4=64∶8*8=64，同比。
换个天体质量能内部的时间能/半径能正负守恒说法： 某行星半径递增到地球的4/1，那么，它的角速度必然递减到地球的1/8，半径与角速度成反比，立方根与平方根成反比，2个属性的正负能量守恒，正负乘积同比不变:+64/1∶-1/64=0。
这就是说：{质量总能}内部的【时间分能】/【长度分能】正负守恒。而（时间分力）和(半径分力)却表现为“此消彼长”成反比。
以上设成条件有3：1.太阳,2.地球，3.某行星。即站在3个不同的星球上，对其他星球2个分力的表现会有不同的看法，上面的举例是站在地球上的看法（具有相对性），而不管你站到哪颗星球上，能量的正负总是+1∶-1=0。
明面的2分力会此消彼涨或此涨彼消，暗藏的分能量之间不会串门。（牛顿推证万有引力定律，实际是用开普勒行星公转时间的平方分力（公转是可见的），作为自由落体的时间加速度平方比分力（可见的），用半径的立方分能（不可见的）转化为重力g（不可见的）。自由落体在下落过程中，一直处于失重状态，这等于n个不同轨道上分能量守恒中的0状态。）
以上是基于实物质子电子质量之比为“能数重叠”论据，并以此为据的关联猜想。
附篇：古典数学有几朵奇芭，1.勾股定理，2.黄金分割，3.弃9法，巧合的是，1836电子质量竟与“弃9法”有缘：（以下的得数全部是9）
一个平方+半个平方：1764=1+7+6+4=18=1+8=⑨，72=7+2=⑨
一个立方+半个立方：1728=1+7+2+8=18=1+8=⑨，108=1+0+8=⑨
电子/质子之质量比值：1836=1+8+3+6=18=1+8=⑨
（百度百科：弃九法条目，还有“数学周期黑洞条目”——黑洞数相加全部是⑨。）
【注1】根据最新物理常数，电子质量1836.15267268∶质子质量1。
如果将上述比值量子化，改为整数比的18361∶1，偏差值为万分之0.83。即1836份电子质量加在一起，与整数理论值只偏差万分之0.83，这是很小的偏差值。
物理理论都是建立在实验数据之上，实验数据都是理论的近似值.(物理常识之一)。
请比对下列经典理论的偏差值：
开普勒的行星调和律
行星（平方立方）乘积同比测量数据表：
行星 周期T /长半轴a///T^2/////R ^3
水星0.241 //0.387/// 0.05808// 0.05796 = 2个乘积同比 (与理论比对，偏差值万分之20.7)
金星 0.615 //0.723 ///0.3782// 0.3779 =2个乘积同比 （偏差值万分之7.93）
火星 1.8 81 //1.524/// 3.538 //3.539 =2个乘积同比 （偏差值万分之2.8）
木星 1 1.86//5.203 ///140.6//140.8=2个乘积同比 （偏差值万分之14.22）
土星 29.46 //9.539// /867.8/ 867.9 =2个乘积同比 （偏差值万分之1.15）
用万有引力理论计算月亮向心加速度为：2.72×10ˉ3/S2，测量值：2.74×10ˉ3/S2，（偏差值万分之75）
孟德尔的整数3：1遗传律实验数据
P 黄圆 × 绿皱
↓
F1 黄圆
↓
F2 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱
315 101 108 32
（黄园1/3=105：101，与整数理论比对，偏差值为万分之396.0，绿园1/3=36：32，偏差值为万分之1250.0）
注2：因为1个质子会出现半平方半立方，这也可能是氢原子（含1个质子）不稳定，一般用共价键合方法，以质子对（H2）面貌出现的原因吧。
一个平方+半个平方=1836质量粒子【1764（42*42）+72（12*12的半数）=1836】
一个立方+半个立方=1836质量粒子【1728（12*12*12）+108（6*6*6的半数）=1836】
电子/质子之质量比值：1∶1836
2009年3月21日 17:27:58
我是一位对此十分热爱的人 请教一下有关真空能量的情况
2009年4月15日 13:48:42
关于引力场能量量子化的一个建设性意见
拜建军
（北京相对论联谊会会员）河南沁阳 454550
【摘要】：提出二个假设：1.相对静止或低频简谐振子质量对应的引力场能量确立后，其能量大小随振动频率增大而量子化减小；2.量子力学关于最低能级的理论不完善，不适于引力量子化研究。从这二个假设出发,对引力场量子的最小能量理论及相关实验做了阐述。
关键词：引力场 能量 量子化 振动频率 量子力学最低能级 引力量子化研究
1引言
丹尼斯·玻尔喜欢说:“我们是悬吊在文字上的”[1]。而作者在不远处看到,人们在用文字.数字以及图形编织成的绳子上荡秋千。量子力学这根绳子已不堪引力量子化的重负!普朗克提出量子论已百余年,其间爱因斯坦将量子论与光辐射理论结合[2];丹尼斯·玻尔将其引入原子内部;薛定鄂等人共同建立起量子力学大厦.但引力量子的研究目前是停滞不前，是二十乃至二十一世纪物理学晴朗天空上的一片乌云！作者基于摘要中提及的二个假设,认为量子力学对电磁场量子化的成功经验,不适于对引力场性质的描述。或者说普朗克的能量子假说以及量子力学零点能量理论,针对引力场量子的最小能量理论需进行深化。狄拉克认为引力场是束缚态的.本文认为引力辐射也是约束态的,不存在自由引力波,否则引力的性质将荡然无存.目前还没有找到一个领域内同量子论矛盾的理论和实验.但有迹象显示量子力学测不准原理可能是理论的突破点，虽然其数学推导看似合理与无懈可击。但问题出在哲学基础上，不符合中国哲学理念:一木日取其半,万世不竭!如将量子力学“零点能量”看做是由能子组成的能包,因而是无限可分的.目前乃至未来相当长时间,由于实验设备分辩率的不足, 量子力学认为普朗克常数h与频率为1时的乘积或量子力学“零点能量”，表达的能量是不可简约的物理量，此认识将像人类起初认识原子不可分那样，会被以后历史与实验手段的进步所理性批判.量子力学或相对论同牛顿机械论一样不可能是终极的理论，基于此，作者进行以下引力场能量的量子化理论探讨与实验建议。并以此文献给北京相对论联谊会！
2理论推导
量子力学给出简谐振子的量子化能量，
E=(n +1/2)hν (2-1)
令n=0， ν=1 则最低能级可表示为，
E=（1/2）h~ （h~=hν， 其中ν=1） (2-2)
作者认为2-2式表达的能级不是孤立的,存在更低层次能级，具有以下的数学形式，
E=h~/N (N为正整数) （2-3）
相对静止或低频的简谐振子受迫高频振动，能级的基态或稳定态被打破，据此2-3式中N值的物理意义在于，可对应认为是由受迫高频振动频率ν的变化决定的，则有，
E=nh~/ν (n为正整数) (2-4)
其中n含有时间单位，单位为：总次数/秒(1/S), E的量刚与右边相同为焦耳（J）。由于万有引力相互作用是四种相互作 用当中唯一既有很长的作用.又永远具有相同的符号一种，关于这个事实，肯定是没有争议的。
假定引力场的最小能量,当引力场之间每秒交换介子的总次数n=1（次/秒）时可写成：
E=-nh~/ν (2-5)
2-4与2-5式的物理含义，明显不适用于解释电磁场的能量规律！然而作者认为其能诠释引力场能量量子化规律。指出引力场之间由于单位时间内交换了总n次个引力介子，所获得的相互引力势能总能量只能取E=-nh~/ν（n=1））的成正整数倍递增的确定值。
普朗克假说与分立的引力总能量区别如下：
- - - -
- - - -
————— E=4hν —————- E=-4nh~/ν
————— E=3hν —————- E=-3nh~/ν
————— E=2hν —————- E=-2nh~/ν
————— E=hν —————- E=-nh~/ν
———————— E=0 ———————— E=0
(普朗克假说) （引力相互作用交换能量的量子化规律）
3实验建议
本文引入的第一个假设，实质揭示了一个振动频率趋于或等于零时的质点，与质量对应的引力场能量确立后，其能量应视为整个物理过程中的最大能量。并随振动频率的增大而量子化减小；第二个关于量子力学并不是完善的假设，揭示了测不准原理并不是量子理论的终极里程碑，从哲学角度为引力场的量子化能域拓展了量子力学新的理论空间。结合引力的特殊性质认为，必须通过对单位时间内对所交换的引力介子总次数进行统计比较，才能度量出引力场能量的量子化大小。基于此建议以下实验—-
3-1目的：
1.绘制出二质点间，不同振动频率下的万有引力势能变化曲线图。分析数据找出规律性；
2.在引力势能随频率变化的三个可能性规律中（加大，不变，减小）选定其一；
3.检验量子力学理论体系，对这个实验结果的适用性；
4.得出或验证引力量子最小能量的数学表达方式，并了解与振动电磁场的量子最小能量的数学表达方式不同之点。
3-2原理：
二质点间相互作用的万有引力势能场（引力子）在各自振动频率为零时，其引力势能的变化规律服从引力势能方程。如其中一个质点在接近另一个质点时分别做频率ν为1.2.3—-以至更高频率的简谐振动，它们之间的引力势能将不会再遵从引力势能方程！必需考虑到振动频率对引力势能的影响。这种影响不同于电磁辐射能量的，分立总能量用普朗克常数与频率的乘积来表达。要计算到引力介子（引力子）在振动过程中所获得的额外动能。这个额外动能将迫使引力子争取扩大并逃逸到更广阔的能域空间，即比在相对静止或低频时的能域空间，所有引力子之间距离会分散开来。这将使总的引力场能流密度随其振动频率的加大而量子化减小。这时引力子受二种能量影响，一是引力源对引力子的约束力；二是额外动能赋予其逃逸引力源的能力。我们要获得引力量子的能量资料，必须在理论和实验中理清头绪双项考虑。显然在量子力学中无对应描述和解释！因此这个实验有做的必要性 (希望实验人士能有更好的技巧)！
设备及实验方法：将分辨率极高的测定引力常数的扭秤加以更进，令其中一个大球以不同频率振动并匀速接进小球，小球的移动通过激光束反射并打到标尺上，分别绘制整理出不同的数据变化图。
3-3分析预测：
1，质点引力场能流密度是随其振动频率的加大而量子化减小的；
2，量子力学理论体系对这个实验结果不能予以解释，因而不适用；
3，引力量子最小能量数学表达方式有新的理论能域空间。
4结束语
在牛顿超距作用看来由于二物体间存在万有引力（超距作用），所以物体以万有引力定律为规则运动；法拉第以场的概念，告诉我们力是通过场传递的；以量子论观点引力场是通过交换所谓引力子来显示能量的量子化。因而我们看到的应是：在二物体间有“无数个”引力介子被二个质点（引力源）相互争夺。正如振动的电磁场是量子化那样，振动的引力场也应是显示量子化的途径。这也是本文理论及实验建议的初衷！量子力学认为引力子自旋为2，作用范围很长。正在死亡的恒星坍缩成为黑洞时发射出的是不是引力子，还是个有争议的问题。种种争议说明关于对引力子的论述只是一个未被实验证实的理论。作者认为阿尔伯特·爱因斯坦在广义相对论研究中并于后半生，为电磁力和万有引力统一工作所付出的劳动未果的原因在于，是不是没有考虑到“自由引力子”与束缚引力子之间的关系。本文虽然不认为存在自由引力波但有理论显示，引力介子受二种能量影响之一的额外动能，赋予其逃逸引力源的能力趋于无穷大时将辐射出来，虽不能再成为名副其实的引力子，但其有可能为电磁力和万有引力统一工作提供一个新的契机！
为什么引力相互作用2-5式中,单位时间交换引力介子总次数n是含时间单位的物理量？这同万有引力永远具有相同一种符号有关。保罗·费依阿本德的多元方法论宣称：没有“混乱”，就没有知识；不经常排除理性，科学就没有进步 [3]。虽然这句话具有片面性，但我们应辩证的求同存异。这些都是黎明前的黑暗，只等新的决定性实验发现带来曙光—
参考文献：
【1】理查德·罗兹，“原子弹出世记”[M].北京：世界知识出版社，(1990) ，56
【2】A.Einstein,Annalen der Physik,17(1905),132-148.
【3】郑杭生，魏金生，“现代西方哲学主要流派”[M].北京：中国人民大学出版社，(1988)，151
学术动态№5145 北京相对论研究联谊会学术委员会主办
主编：吴水清 2008/04/01 p. 17731-17733
李老师您是一位博才的理论物理工作者，附寄浅文希望能得到指正为盼！在我看来客观世界理应是一种简单和谐统一的美。如附寄浅文不清请进入我的网页—
2009年7月19日 21:22:52
问候SAD：现在可好？一定要坚强
我有钱的话会做一个物理济学会
2009年10月1日 10:22:59
磁力 电力 引力都是非常简单的东西: 电从哪里来,当然是从发电机中产生出来的,而发电机生电的原理是非常简单的,即导线的运动(切割磁力线运动),众所周知,导线如果不是在磁力线中间运动的话,无论如何运动也生不出电来的,由此看来,电还是从磁力中产生出来的,看来磁与电区别虽有,但并不大，即将磁力中的微粒（电子）通过导线运动而使它们都获得了一项新的运动后就变成了电，电一旦失去此运动后就会还原成磁，而磁力中的粒子其实就是一种缺少切割运动的电子，而且还是集体定向流动的电子，一般而言，不是定向移动的电子运动是不能形成磁力的，为什么磁力不能发光而用于照明？为什么磁力能穿透绝缘材料而无法形成高压电？因为磁力中的粒子（电子）比电力（压力电或电压电）中的电子缺小了一种切割运动，所以运动起来就显得单一而狭小（活动的横向跨度），于是穿透力就极强，它甚至能穿过有着特殊结构的绝缘材料，而不会因受阻而形成电子挤压—–电压，打个比方，有一个很小的门隙，如果你要是不乱动的话，你刚好能挤过去，若要是乱扭的话你就通不过，凡是穿过针眼的人都会明白此道理，假如地球中没有绝缘物的话，人类也休想发出电来。如果人们能找到磁力的绝缘材料，那么磁力也可直接成为压力电了。 引力是如何形成的?它与质量是什么关系?斥力又是什么?引力的本质是光作用力，由于光的作用无处不在，而且任何物质的四周所受到的光作用力是不一致的，于是就产生物质的向阴移的引力趋式。另外,引力在某种意义上,其实就是质量.只于斥力则是由于在平衡引力的基础上,强行破坏其原有平衡状态而遭遇到原有运动惯性力的抵抗力罢了.其实引力之所以在达到平衡状态后只存在一种引力的趋势,也是因为原有运动惯性作用的结果.(注:我是为了读者别于使用传统知识来理解.才使用惯性一词的,其实今后该词是要消失的).如果大家对此文章感兴趣的话还推茬一个全面了解作者思想的地方:那就是将<<真理付的博客>>或<<真理付的空间>>放在酷酷123网址之家里面的框栏内搜索一下即可得到我的全部博文.
联系地址：湖南省武冈市湾头镇山青村九组：张声付。邮码：422401。电话：0739-4531785。
2010年1月11日 13:01:54
李老师，我是一个大二学生，看到你的博客，感觉你挺无奈的，太多民科式的问题，还有一些问题根本就不靠谱。我很佩服你的耐心和礼貌。
现在我也来问点肤浅问题吧。小时候我看果壳中的宇宙，以为超弦就是TOE，现在定性地觉得无论是超弦还是圈量子引力都很难真正做到统一，请问理论家该如何看待未来潜在的失败？我觉得从弱电统一和标准模型之后到现在这段时期，很像1925年之前那段量子论在挣扎的时期。当未来有一个真正的理论，像狄拉克预言正电子那样的理论出现，我觉得现在的理论家会很难受，似乎自己的工作都是为以后的正确铺路。