Alena Tensor——物理学统一的新希望

Josiah02

量子引力的探索已经持续了 100 年，但它并不是物理学中唯一的统一挑战。我们许多人相信，有一天会出现一个统一理论——一个能调和许多不同物理理论的理论。
我们在Physica Scripta上发表的新文章为这种理论的存在带来了新的希望。它表明，使用某种称为 Alena Tensor 的数学对象可以调和各种物理理论，包括广义相对论、电动力学、量子力学和连续力学。这最终能让科学家统一物理学中使用的描述吗？
什么是 Alena Tensor？
任何受力影响的运动都可以用数学表示为沿弯曲路径的运动。使用微分几何，人们同样可以假设轨迹是直线，而移动发生的空间是弯曲的。这听起来可能很复杂，但可以假设存在一个数学变换，使我们能够将弯曲的时空等效地描述为某些力作用的平坦时空。
人们长期以来一直怀疑这种变换是存在的，尽管对此事的看法不一。一些物理学家认为度量张量（描述时空曲率的数学对象）只是时空的一个特征。一些物理学家（通常是数学物理学家）认为这种变换应该存在。
Alena Tensor 提供的正是这样的转换。简而言之，Alena Tensor 可以拉直弯曲的时空，同时保留广义相对论的所有结论。仅凭这一特性，Alena Tensor 就成为一种极其有价值的工具，但这仅仅是个开始。
平坦和弯曲时空中的 Alena Tensor
我们使用 Alena Tensor 来描述一个具有电磁场的系统，获得平坦时空中的三种力：电磁力（这并不奇怪）、“对抗引力”和辐射反作用力。
辐射反作用力是物理学中已知的，它保证了能量守恒定律，确保加速物体的能量不超过物理系统可用的能量。
“反引力”的力量推广了经典牛顿引力方程，提供了平坦时空中引力的相对论描述，与广义相对论完全一致：
它忠实地再现了弯曲时空中所描述的运动。
根据等效原理，这种力在自由落体中不起作用。
在这个描述中，重力不是一种力，但对重力的反作用却是一种力。
Alena Tensor 可以平滑过渡到电磁理论中使用的描述，然后得出以下结论：
带电粒子不能保持完全静止，而应该具有自旋，这与量子力学相一致。
带电粒子的质量（和能量）存在的原因是磁矩。
上述结果基本上解释了物质是什么，尽管目前它只适用于带电基本粒子，需要推广到其他领域。
Alena Tensor 还允许平滑过渡到广义相对论方程。获得的结果为长期困扰物理学家的一些问题提供了一些答案，例如黑洞奇点、宇宙常数、暗能量和暗物质。
我们最终拥有了量子引力吗？
迄今为止，寻找量子引力的大多数主流努力都集中在试图将量子力学定律转化为弯曲时空。阿莱娜·张量完全颠覆了这种方法。现在，用数学方式再现广义相对论，然后使用已知的量子力学工具来描述平坦时空中的引力要容易得多。
因此，在文章中，我们推导出了描述整个物理系统以及所有前面提到的力的量子方程。事实证明，这是目前已知的三个主要量子方程。这导致了一个完全令人惊讶的结论：这意味着引力从一开始就存在于量子力学中。必须承认，可能没有人预料到这个难题会有这样的解决方案。在文章中，我们还解释了为什么在量子方程中很难发现引力。
接下来会发生什么？
未来将会是有趣的时代，但没有人应该期待革命会立即到来。科学的发展速度并不是社交网络上消息的速度。这篇研究论文需要几个月的时间才能引起人们的注意，研究人员需要几个月的时间才能对它产生兴趣、阅读它并使用其结果。使用新的数学工具进行和描述研究，然后经过同行评审并发表，也需要数月的时间。
在第一篇文章中，我们应该期待有人试图证伪 Alena Tensor，因为在物理学中，就像在所有科学中一样，我们需要确保我们的下一步朝着正确的方向发展。如果证伪成功，进一步的研究和实验证实了从 Alena Tensor 获得的结果，我们可以希望在未来三到十年内，这将导致物理学中目前使用的许多描述的统一和协调。
文章也可能无人关注，或者没有人会继续研究，就像科学创新中多次发生过的那样。与普遍看法相反，对于大多数读者来说，文章的创新性是一个缺点——它更难阅读、理解和接受。漫长的出版过程中的困难也表明，许多科学期刊认为发表创新研究风险太大，尤其是当作者不是广为人知的科学家时。
幸运的是，这篇文章最终被一家备受尊敬、包容性强的期刊发表，该期刊对科学价值的评估高于非功绩标准，我谨公开对此表示最崇高的敬意。编辑和审稿人提出了建设性的批评，他们的实质性评论帮助显著改善了这篇文章，这正是科学应该发挥作用的方式。然而，研究非主流的统一物理学方法（Alena Tensor 就是其中之一）似乎需要更多的时间和毅力。
我们仍然希望，未来的物理学家能够克服障碍，完成这种方法的开发，并在 20 到 40 年后，Alena Tensor 将激励科学界统一物理学。
本报道是Science X Dialog的一部分，研究人员可以在此报告其已发表研究论文的发现。访问此页面可了解有关 Science X Dialog 的信息以及如何参与。