第372章 在起跑線上睡覺
「不止普林斯頓。」
周忠把自己手機上的郵件列表也翻出來，劃了幾下，「我今天下午刷arXiv的時候注意到的，還沒來得及跟你們說，馬普物理所也組了一個團隊，領隊是克勞斯·華格納，做拓撲量子場論的。
還有巴黎高師的洛朗·薩拉芒卡，他是肖宿論文在法國最早的推廣者之一，昨天也在推特上公開說正在組建專門的團隊，目標就是攻克質量間隙問題。」
「他們動作都這麼快？」葉臻皺眉。
「可不是嘛。」任長峰苦笑了一聲，把手機轉過來讓大家看屏幕。
屏幕上是一封郵件，發件人署名是詹姆斯·杜邦，郵件里用正式而克制的語氣寫著普林斯頓團隊已經完成了第一階段的文獻調研，即將方向論證階段。
郵件的最後一句寫得很客氣：
「我們非常期待與京大團隊保持密切的學術交流，共同推動這一重要問題的解決。」
但是誰都知道，這句話真正要表達的意思是：我們在盯著你們的進度，你們也要小心別被我們甩下了。
「畢竟，」任長峰放下手機，聲音里多了一絲沙啞，「這可是千禧年七大難題啊。
前面有一百萬美元的獎金激勵，後面有開創物理學歷史的學術地位。
哪一樣不是讓全世界最聰明的那批人趨之若鶩的？
更何況，誰先拿下質量間隙問題，誰就等於搶占了從標準模型到量子引力這一整條理論物理鏈條的戰略制高點。
你覺得有哪個一流團隊會心甘情願地把這個位置讓給別人？
留給我們的時間不多了。」
這話一出，幾個人的臉色都微微變了。
楊-米爾斯存在性與質量間隙問題，在學術界的分量有多重，在場每一個人都再清楚不過。
其實，這個問題並沒有想像的那麼神秘，說白了，他要解答的就是為什麼夸克和膠子永遠被鎖在原子核裡面，為什麼自然界中觀察不到自由的夸克。
在粒子物理的標準模型里，夸克和膠子都是構成質子和中子的基本單元，但是無論你把多大的能量砸進一個質子，碎裂出來的永遠是新的強子，永遠看不到一個孤零零的夸克或者膠子。
這就是夸克禁閉。
而要理解或者說完全看清夸克禁閉，就必須證明楊-米爾斯規範場存在一個嚴格正的質量間隙。
這個質量間隙意味著，規範場的最低激發態，也就是最輕的膠球具有一個非零的靜止質量。
這個質量的存在，直接導致了強相互作用的力程有限。
和電磁相互作用不一樣，光子的靜止質量是零，所以電磁力的力程是無窮遠的，兩個電荷隔著一光年的距離還能感受到彼此的吸引力。
但是強力不是這樣的。
因為膠球有質量，強力的傳播受到限制，在超過大約十的負十五次方米之後，強力就會迅速衰減，夸克就被鎖在了這個範圍內，所以夸克禁閉不是一種外加的約束，而是楊-米爾斯規範場自身數學結構的一個內稟結論。
這個問題聽起來像是基礎物理課本上的一則註腳，但它的影響範圍遠超粒子物理本身。
如果嚴格證明了楊-米爾斯規範場存在質量間隙，就等於從第一性原理上解釋了夸克禁閉這個困擾物理學界半個多世紀的謎題。
標準模型的最後一塊理論拼圖將就此歸位。
這不僅僅是一個數學定理的誕生，當然，它毫無疑問會被寫進未來所有的高等數學和理論物理教科書。
但是它的意義遠不止於此。
從人類文明發展的宏觀尺度來看，嚴格證明楊-米爾斯質量間隙，相當於當年霍金和彭羅斯證明奇性定理對於廣義相對論的奠基性作用。
沒有奇性定理，黑洞物理學就是空中樓閣，你相信黑洞是廣義相對論的自然預言，但是你不能從數學上嚴格證明物質在引力坍縮到一定程度後必然會形成一個時空奇點。
正是因為有了奇性定理，整個黑洞物理學的理論大廈才有了牢不可破的地基。
同樣，沒有質量間隙的嚴格證明，量子色動力學的全部計算就始終建立在一個未經嚴格論證的假設之上。
這個假設在過去半個世紀裡被無數實驗驗證過，每一次都精準得令人驚嘆，但是它在數學上仍然是一個假設。
假設和定理之間的那道鴻溝，就是基礎理論工作者終其一生想要跨越的東西。
這個問題如果被嚴格證明了，那就意味著人類第一次從數學上徹底理解了強相互作用的本質。
量子色動力學將不再是一個依賴微擾展開和數值擬合的經驗模型，而是一套邏輯完整、根基堅實的數學物理體系。
它的影響將像漣漪一樣擴散到物理學的各個分支，甚至溢出物理學的邊界。
從可控核聚變裝置中如何更精準地約束等離子體，到對撞機里如何更高效地篩選新粒子信號，甚至到拓撲量子計算機的糾錯碼設計……這些看起來毫不相干的領域，都將因為楊-米爾斯理論的這一塊基石被夯實而獲得全新的工具和視角。
因為說到底，規範場論已經滲透到了當代理論物理的每一個角落。
從粒子物理到凝聚態，從量子信息到宇宙學，規範結構無處不在。
你在一個地方撬動了它的基礎，整個體系都會跟著震動。
這是真正意義上改變教科書的成果。
而現在，這條路被肖宿指明了。
他把和樂框架從一個純數學工具改造成了一把可以切開規範場構型空間的利刃，然後在NS方程的講座上輕描淡寫地告訴大家：
這把刀，同樣可以用來切開楊-米爾斯理論最堅硬的那層外殼。
所以現在的情況是，路標已經立起來了，方向已經指明了，接下來就變成了純粹的競速賽。
如果京大自己守著最近的水源，卻讓別人先把水打上來了。
那就太難看了。
周忠很明顯也想到了這些，他沉默了一會兒，語氣沉重的說道：
「以前沒方向也就算了，大家都是在黑暗中摸索，誰先碰到牆誰先回頭，現在肖宿把方向指明白了，剩下的就是比誰跑得快了。」
「現在人家都已經組好隊開跑了，戰書都送上門來了，咱們要是還在這兒卡著，那就相當於是在起跑線上睡覺啊。」
周忠把自己手機上的郵件列表也翻出來，劃了幾下，「我今天下午刷arXiv的時候注意到的，還沒來得及跟你們說，馬普物理所也組了一個團隊，領隊是克勞斯·華格納，做拓撲量子場論的。
還有巴黎高師的洛朗·薩拉芒卡，他是肖宿論文在法國最早的推廣者之一，昨天也在推特上公開說正在組建專門的團隊，目標就是攻克質量間隙問題。」
「他們動作都這麼快？」葉臻皺眉。
「可不是嘛。」任長峰苦笑了一聲，把手機轉過來讓大家看屏幕。
屏幕上是一封郵件，發件人署名是詹姆斯·杜邦，郵件里用正式而克制的語氣寫著普林斯頓團隊已經完成了第一階段的文獻調研，即將方向論證階段。
郵件的最後一句寫得很客氣：
「我們非常期待與京大團隊保持密切的學術交流，共同推動這一重要問題的解決。」
但是誰都知道，這句話真正要表達的意思是：我們在盯著你們的進度，你們也要小心別被我們甩下了。
「畢竟，」任長峰放下手機，聲音里多了一絲沙啞，「這可是千禧年七大難題啊。
前面有一百萬美元的獎金激勵，後面有開創物理學歷史的學術地位。
哪一樣不是讓全世界最聰明的那批人趨之若鶩的？
更何況，誰先拿下質量間隙問題，誰就等於搶占了從標準模型到量子引力這一整條理論物理鏈條的戰略制高點。
你覺得有哪個一流團隊會心甘情願地把這個位置讓給別人？
留給我們的時間不多了。」
這話一出，幾個人的臉色都微微變了。
楊-米爾斯存在性與質量間隙問題，在學術界的分量有多重，在場每一個人都再清楚不過。
其實，這個問題並沒有想像的那麼神秘，說白了，他要解答的就是為什麼夸克和膠子永遠被鎖在原子核裡面，為什麼自然界中觀察不到自由的夸克。
在粒子物理的標準模型里，夸克和膠子都是構成質子和中子的基本單元，但是無論你把多大的能量砸進一個質子，碎裂出來的永遠是新的強子，永遠看不到一個孤零零的夸克或者膠子。
這就是夸克禁閉。
而要理解或者說完全看清夸克禁閉，就必須證明楊-米爾斯規範場存在一個嚴格正的質量間隙。
這個質量間隙意味著，規範場的最低激發態，也就是最輕的膠球具有一個非零的靜止質量。
這個質量的存在，直接導致了強相互作用的力程有限。
和電磁相互作用不一樣，光子的靜止質量是零，所以電磁力的力程是無窮遠的，兩個電荷隔著一光年的距離還能感受到彼此的吸引力。
但是強力不是這樣的。
因為膠球有質量，強力的傳播受到限制，在超過大約十的負十五次方米之後，強力就會迅速衰減，夸克就被鎖在了這個範圍內，所以夸克禁閉不是一種外加的約束，而是楊-米爾斯規範場自身數學結構的一個內稟結論。
這個問題聽起來像是基礎物理課本上的一則註腳，但它的影響範圍遠超粒子物理本身。
如果嚴格證明了楊-米爾斯規範場存在質量間隙，就等於從第一性原理上解釋了夸克禁閉這個困擾物理學界半個多世紀的謎題。
標準模型的最後一塊理論拼圖將就此歸位。
這不僅僅是一個數學定理的誕生，當然，它毫無疑問會被寫進未來所有的高等數學和理論物理教科書。
但是它的意義遠不止於此。
從人類文明發展的宏觀尺度來看，嚴格證明楊-米爾斯質量間隙，相當於當年霍金和彭羅斯證明奇性定理對於廣義相對論的奠基性作用。
沒有奇性定理，黑洞物理學就是空中樓閣，你相信黑洞是廣義相對論的自然預言，但是你不能從數學上嚴格證明物質在引力坍縮到一定程度後必然會形成一個時空奇點。
正是因為有了奇性定理，整個黑洞物理學的理論大廈才有了牢不可破的地基。
同樣，沒有質量間隙的嚴格證明，量子色動力學的全部計算就始終建立在一個未經嚴格論證的假設之上。
這個假設在過去半個世紀裡被無數實驗驗證過，每一次都精準得令人驚嘆，但是它在數學上仍然是一個假設。
假設和定理之間的那道鴻溝，就是基礎理論工作者終其一生想要跨越的東西。
這個問題如果被嚴格證明了，那就意味著人類第一次從數學上徹底理解了強相互作用的本質。
量子色動力學將不再是一個依賴微擾展開和數值擬合的經驗模型，而是一套邏輯完整、根基堅實的數學物理體系。
它的影響將像漣漪一樣擴散到物理學的各個分支，甚至溢出物理學的邊界。
從可控核聚變裝置中如何更精準地約束等離子體，到對撞機里如何更高效地篩選新粒子信號，甚至到拓撲量子計算機的糾錯碼設計……這些看起來毫不相干的領域，都將因為楊-米爾斯理論的這一塊基石被夯實而獲得全新的工具和視角。
因為說到底，規範場論已經滲透到了當代理論物理的每一個角落。
從粒子物理到凝聚態，從量子信息到宇宙學，規範結構無處不在。
你在一個地方撬動了它的基礎，整個體系都會跟著震動。
這是真正意義上改變教科書的成果。
而現在，這條路被肖宿指明了。
他把和樂框架從一個純數學工具改造成了一把可以切開規範場構型空間的利刃，然後在NS方程的講座上輕描淡寫地告訴大家：
這把刀，同樣可以用來切開楊-米爾斯理論最堅硬的那層外殼。
所以現在的情況是，路標已經立起來了，方向已經指明了，接下來就變成了純粹的競速賽。
如果京大自己守著最近的水源，卻讓別人先把水打上來了。
那就太難看了。
周忠很明顯也想到了這些，他沉默了一會兒，語氣沉重的說道：
「以前沒方向也就算了，大家都是在黑暗中摸索，誰先碰到牆誰先回頭，現在肖宿把方向指明白了，剩下的就是比誰跑得快了。」
「現在人家都已經組好隊開跑了，戰書都送上門來了，咱們要是還在這兒卡著，那就相當於是在起跑線上睡覺啊。」