导读:在《左右变换下波函数究竟该如何变换》一文中,我们直接证伪了由宇称变换给出的波函数变换公式,并给出了我们首创的波函数变换公式。我们在文中说:现有理论中的宇称算符
,不是光对波函数适用,它更是左右变换下通用的物理量变换算符;其功能是,把物理量函数中的空间坐标改变符号,从而实现对该物理量的“变换”。我们在文中还说,我们将作一个系统性说明:对左右变换下的所有物理量变换,宇称算符
均不能加以表征。
在这篇文章中,我们进行了上述系统性说明,并点出在时间反演物理学中,存在同样的问题:人们把物理量函数中的时间坐标改变符号,从而轻松实现对该物理量的“变换”。我们通过实例分析,对时间反演下通用的物理量“变换”公式,作了简洁明快的证伪。
在这篇文章的结尾处,我们指出:在坐标反射变换下,人们用“改变物理量函数中的坐标符号”之术,来简捷实现对该物理量的变换,乃是一种想当然的出错,一种可悲又可怕的源头性出错。而一代代物理学人,对这一源头性出错习而不察,遂使建立在沙滩之上的空间和时间反演物理学大厦,被越垒越高。然而一朝事发,定将全盘崩塌也。
现在,该是对宇称变换做一个系统性说明,并指出其带来的可悲又可怕之后果的时候了。
什么是现有理论中的宇称变换?
在多种版本的量子力学教科书中,都有关于宇称变换的定义:
假设多个粒子组成的体系的波函数为
,现在改变波函数中所有粒子的坐标符号,即把
改为
,时间t的符号不变,这种运算称为宇称变换。以算符
表示这种运算:
, (1)
人们称算符
为宇称算符。
如果有
, (2)
则称该波函数具有偶宇称;如果有
, (3)
则称该波函数具有奇宇称。如果上面两个式子都不成立,就称波函数没有确定的宇称。
人们认定,式(1)所表示的宇称变换,就是空间反演
(4)
下的粒子体系波函数变换。宇称算符
的两个本征值+1和
1,被称为宇称量子数,+1表征波函数的偶宇称,
1表征波函数的奇宇称。
然而事实上,宇称变换不是光对波函数适用,它更是现有理论中左右变换下物理量的通用变换范式——
在美国物理学家杰克逊编著的《经典电动力学》[1]一书中,他在对磁感应强度B作变换时,就是改变函数中的空间坐标符号,时间坐标t的符号不变:
. (5)
在英国物理学家L. 赖德编著的《基本粒子与对称性》[2]一书中,他在对哈密顿算符H作变换时,也是改变函数中的空间坐标符号,时间坐标t的符号不变:
. (6)
在美国物理学家李政道编著的《粒子物理与场论》[3]一书中,他在对横向场A作变换时,同样也是改变函数中的空间坐标符号,时间坐标t的符号不变:
. (7)
针对宇称变换这个通用的物理量变换公式,我们在《揭示宇称变换的真面目》[4]一文中,用速度
这个物理量在空间变换下的正确变换,揭示了采用宇称变换来对矢量进行变换,只会得到错误的结果。在《左右变换下波函数究竟该如何变换》[5]一文中,我们用粒子几率分布函数
这个物理量的正确变换,揭示了宇称变换对标量的变换也只能得到错误的结果。不仅如此,我们还找到了原创性的、经得起检验的波函数变换公式,从而实锤了宇称变换对波函数的变换是行不通的。
无独有偶。空间反演物理学中的宇称变换,在时间反演物理学中有它的对应物。现有理论认为,在时间反演下,改变物理量函数中时间坐标t的符号,空间坐标r的符号不变,就实现了对该物理量的变换——
英国物理学家L. 赖德在文献[2]中写道,在时间反演
(8)
下,波函数的变换为:
. (9)
美国物理学家李政道在文献[3]中写道,在时间反演下,广义坐标q将作如下变换:
. (10)
我们已然知晓,在空间反演下,“用改变物理量函数中空间坐标的符号,就能实现对该物理量的变换”的通用公式,是行不通的。那么,在时间反演下,“用改变物理量函数中时间坐标的符号,就能实现对该物理量的变换”的通用公式,能行得通吗?
答案,同样是否定的。仅举一例,即可将其证伪:
我们知道,对于一个经典粒子的运动,t时刻的状态可用其位矢(位置矢量)
来描写。而现有时间反演理论中,则有一个定论:位矢在时间反演下是保持不变的,即总有
. (11)
如果在时间反演下,我们用改变位矢中时间坐标的符号来实现对它的“变换”:
. (12)
那么,对于这样的式 (12),我们还能总有式 (11)吗?
显而易见,肯定办不到。
如果位矢是时间的偶函数:
, (13)
我们的确能得到式 (11)。但是,如果位矢是时间的奇函数:
, (14)
或非奇非偶函数:
, (15)
则我们就肯定不能得到式(11)。也就是说:一般地,位矢在时间反演下就不能保持不变了。
L.赖德教授、李政道教授及物理学界所首肯的通用变换公式(12),被我们轻松拿捏,简明证伪。
不难明白,式(12)那样的所谓“变换”,其实质和宇称变换一样,都与坐标变换无涉,二者都不过是检测物理量函数“奇偶性”的简单操作而已。前者是检测相对于时间坐标t这个自变量的函数“奇偶性”,后者则是检测相对于空间坐标r这个自变量的函数“奇偶性”。
坐标反射变换下物理量变换的出错,是100来年前先辈物理学家想当然的出错,是一种可悲又可怕的源头性出错。其所造成的后果,定然十分严重。这里,我们先列出以下数条:
1,,出宇称变换那样的错,导致所谓宇称守恒定律即使成立,也只能算是波函数的“奇偶性”守恒定律;而所谓宇称守恒,就与左右变换和左右对称毫无关涉[4]。不客气地说,现有空间反演物理学的煌煌大厦,起码会崩塌一半。
2,在时间反演物理学中,人们基于式(12)“推导”出来的爱因斯坦引力场方程的白洞解和虫洞解,还能靠谱吗?宇宙学中基于白洞和虫洞构建起来的部分,还能不岌岌可危吗?
3,人们知道,空间反演简称P变换(Parity transformation),时间反演则简称T变换(Time reversal)。然而,P变换和T变换下,物理量变换公式竟存有如此明显的错讹,那么,基于这样的公式而冒出来的所谓P破坏、T破坏和CP破坏,还能真是那么一回事吗?进而,量子场论和分立对称性领域的定海神针——CPT定理[6],还能成立、还能有效吗?
一代代物理学人,对坐标反射变换下物理量变换的这一出错习而不察,遂使建立在沙滩之上的空间反演和时间反演物理学大厦,被越垒越高。然而一朝事发,定将全盘崩塌也。
2025年12月20日 初稿于北京家中
2025年12月30日 定稿于北京家中
参考文献:
[1]JACKSON J D. 经典电动力学[M]. 北京:高等教育出版社,2003:271.
[2]赖德 L. 基本粒子与对称性[M]. 北京:科学出版社,1980:26.
[3]李政道. 粒子物理和场论[M]. 济南:山东科技出版社,1996:109.
[4]江棋生. 揭示宇称变换的真面目. 2025年11月23日发布于微信公众号“阿斗凿墙”、《光传媒》和《民主中国》网刊.
[5]江棋生. 左右变换下波函数究竟该如何变换. 2025年12月19日发布于微信公号《阿斗凿墙》,12月25日发布于《光传媒》和《民主中国》网刊.
[6]徐一鸿. 可怕的对称. 长沙:湖南科学技术出版社,1992: 287-288.
