[论文解读] Quantum Field Mechanics: Complex-Dynamical Completion of Fundamental Physics and Its Experimental Implications

Andrei P. Kirilyuk|ArXiv.org|Jan 29, 2004

Quantum Mechanics and Applications参考文献 61被引用 13

一句话总结

本文提出量子场力学作为一种因果完备、非微扰的框架，从两个原初场之间相互作用所产生的非约化动态复杂性中推导出基本粒子、量子行为以及相对论效应。研究表明，诸如叠加、纠缠和波粒二象性等量子‘怪异’现象，自然地源于多值复数动力学，为标准量子理论中假设的原理提供了一个统一、实在的替代方案。

ABSTRACT

This report provides a brief review of recently developed extended framework for fundamental physics, designated as Quantum Field Mechanics and including causally complete and intrinsically unified theory of explicitly emerging elementary particles, their inherent properties, quantum and relativistic behaviour, interactions and their results. Essential progress with respect to usual theory is attained due to the unreduced, nonperturbative analysis of arbitrary interaction process revealing a qualitatively new phenomenon of dynamic multivaluedness of interaction results and their dynamically entangled structure giving rise to universally defined dynamic complexity (physics/9806002) and absent in usual, always perturbative and dynamically single-valued models with the zero value of unreduced complexity (including substitutes used for "complexity", "chaoticity", "self-organisation", etc.). It is shown how the observed world structure, starting from elementary particles and their interactions, dynamically emerges from the unreduced interaction between two initially homogeneous, physically real protofields (quant-ph/9902015, quant-ph/9902016). In that way one avoids arbitrary imposition of abstract entities and unprovable postulates or "principles", let alone "mysteries", of conventional theory, which now obtain unified, consistent and realistic explanation in terms of unreduced dynamic complexity. We complete the description of fundamental world structure emergence and properties by an outline of experimental implications and resulting causally substantiated change of research strategy.

研究动机与目标

• 解决标准量子论与相对论理论在概念上的不完备性及基础性悖论。
• 以因果一致、动态涌现的框架取代主流物理学中临时假设的公设与‘神秘’现象。
• 发展对相互作用过程的非微扰、非约化分析，揭示其内在的多值性与复杂性。
• 通过根植于原初场相互作用的单一动态起源，统一量子与相对论现象。
• 为量子拍动力学、共振现象及亚量子效应提供可实验检验的预测。

提出的方法

• 采用非约化、非微扰的任意相互作用过程分析，揭示动态多值性。
• 从两个初始均匀的原初场相互作用中推导出基本实体（空间、时间、粒子、场）。
• 将动态复杂性作为基本量提出，普遍适用于所有系统，源自完整的相互作用动力学。
• 以德布罗意的双解概念为基础，构建量子层次上的复动力学扩展。
• 将德布罗意波长与康普顿波长/频率的共振条件识别为量子拍动力学的可观测特征。
• 将该框架应用于预测可观测效应，如电子显微镜中图像清晰度的变化，以及晶体中粒子的共振散射。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不假设抽象原理的前提下，从统一的非微扰相互作用过程中自然涌现出量子行为与相对论效应？
• RQ2 在因果完备的框架中，量子‘怪异’现象——如叠加、纠缠与互补性——的起源是什么？
• RQ3 相互作用结果中的动态多值性能否与粒子系统中的可观测共振现象相联系？
• RQ4 从原初场相互作用中虚拟孤子跃迁的量子拍动力学中，可导出哪些实验特征？
• RQ5 非约化动力学的内在复杂性如何导致封闭系统中经典行为的涌现？

主要发现

• 量子场力学从原初场相互作用的非约化动力学中推导出空间、时间、质量、电荷、自旋及相互作用力，消除了任意假设。
• 该理论将量子现象——包括波粒二象性、不确定性原理与纠缠——解释为源自复杂数学相互作用动力学的自然结果，即动态多值行为。
• 当德布罗意波长等于康普顿波长时出现共振条件，对应总能量为 $ E_r = ilde{E}_0 ilde{E}_0 = ilde{E}_0 ilde{E}_0 $，即 $ E_r - E_0 ilde{E}_0 ilde{E}_0 $，可能产生可观测效应，如在约 211 keV 电子能量下电子显微镜中图像清晰度的变化。
• 在‘黄金分割’速度 $ v/c = ( ilde{v} - 1)/2 ilde{v} ilde{v} $ 处出现第二个共振，此时德布罗意波长与相对论缩放后的康普顿波长相重合。
• 该理论预测在晶体中高速带电粒子散射中存在可观测的量子混沌效应，且已通过通道电子与晶格间距之间的共振，实验证实了量子拍脉动现象。
• 该框架为封闭系统中经典行为的涌现提供了因果坚实、非微扰的解释，其基础是动态纠缠的多值结果。