国科大揭秘爱因斯坦统一场论新进展
国科大揭秘爱因斯坦统一场论新进展
近日，中国科学院大学教授吴岳良院士在揭秘爱因斯坦统一场论的研究中取得重大突破。创建了超统一场论（hyperunified field theory），该理论受相对论性狄拉克旋量理论、爱因斯坦广义相对论、杨-米尔斯规范理论和大统一理论的启发。这一突破不仅揭示了爱因斯坦统一场论理念中的不解之谜，也为终极统一理论打开了新的窗口。通过将所有已知的基本粒子统一成为十九维超时空中的单一基本粒子——马约拉纳型超旋量场，超统一场论成功地描述了引力、电磁、弱和强作用力的统一。这项研究进一步推动了物理学基础研究的发展，展现了对物质世界的统一和谐的坚定哲学信念。
爱因斯坦的未竟之梦
自1915年爱因斯坦创立广义相对论以来，物理学家、数学家致力于构建一套能够统一描述自然界已知基本相互作用的理论。爱因斯坦进行了长期且广泛深入的探索，试图在经典统一场论框架内建立描述电磁力和引力的统一理论。他花费了后半生几乎所有的时间探寻统一场论，尽管所有的尝试最终未能取得成功，但其关于统一场论的理念一直延续至今。爱因斯坦统一场论之梦成为一代又一代理论物理学家和数学家们所追求的梦想。
超统一场论的创新突破
在超统一场论中，所有已知的基本粒子（夸克和轻子）统一成为十九维超时空（hyper-spacetime）中的单一基本粒子——马约拉纳型超旋量场（Majorana-type hyper-spinor field），其旋量结构由基本粒子超自旋荷（hyper-spin charge）的量子特性所决定。所有已知的基本相互作用（引力、电磁、弱和强作用力）由超旋量场的超自旋规范对称性（hyper-spin gauge symmetry）统一支配，并由超自旋规范场（hyper-spin gauge field）和与之相伴随的超引力场（hyper-gravifield）统一描述。
超统一场论的建立遵从两个基本指导原则：一是基本粒子的内稟量子数和独立自由度决定时空的维度与结构；二是描述自然规律的作用量遵循规范不变原理且与坐标选取无关。原则之一使基本粒子的内稟特性和对称性与时空的几何特性和对称性建立起对应关联，导致所有基本粒子合并统一成为超时空中的超旋量场，超旋量场的旋量结构反映超时空的几何性质。原则之二导致局域平坦超引力场时空（locallyflat hyper-gravifield spacetime）作为自然演生（emergent）的非坐标内稟超时空而呈现，使所有基本相互作用统一成为超引力场时空中的超自旋规范相互作用（hyper-spin gauge interaction）。由此导出规范-引力对应原理（gauge-gravity correspondence）。
基于构建超统一场论的基本原理，自然地引入双标架超时空（biframe hyper-spacetime）概念，并赋予高维超时空以物理和几何涵义。标架之一是整体平坦的闵氏超时空，起惯性参考系的作用，能很好地定义坐标时空的度量和物理守恒量，用以描述基本场的运动学；另一标架则是局域平坦的超引力场时空，起着传递局域相互作用和能量的作用，能很好地定义和表征基本场内稟自由度之间的相干关联和规范守恒流，用以刻画基本场的动力学。数学上，双标架超时空形成几何的纤维丛结构，整体平坦的闵氏超时空和局域平坦的超引力场时空分别作为纤维丛的底时空和其纤维。作为底时空的闵氏超时空是一个没有相互作用存在的真空超时空，而当作纤维的超引力场时空是一个具有非对易几何结构的真实超时空，其非对易性由超引力场的规范场强来刻画。超引力场时空构成一个实在宇宙，原则上可由基本场的相互作用探测其性质。
在引力量子场论的理论框架下，超统一场论具有闵氏超时空的最大庞加莱对称性（非齐次洛伦茨对称性）PO(1,18)和超引力场时空的最大超自旋规范对称性SP(1,18)以及整体和局域的标度对称性。可导出所有对称性对应的守恒定律和基本场的运动方程，尤其是包含超引力场能动量在内的总的超应力能动量张量守恒定律（hyper-stress energy momentum conservation law）。给出由守恒的双协变超矢量流所支配的超引力场的规范引力方程，并借此导出由守恒的超应力能动量张量所决定的超度规引力场的几何引力方程。超应力能动量张量的对称部分对应于超时空中推广的爱因斯坦引力场方程。超统一场论的标度规范不变性由标度标量场和标度规范场刻画，对研究宇宙的基本能量标度以及宇宙的起源和演化起基础性作用。
与弦理论的对比
超弦理论可用来描述自然界所有的基本现象，随着这一事实的日益明显，超弦理论现正享有盛誉。不利用“弦”就显然不可能建立一个数学上调和的量子引力理论。相反地，不包括引力，看来也不可能建立一个数学上一致的弦论。超弦计算，即使包括引力在内，决不会产生“无限大”。
为了达到超弦理论的统一，我们必须在几何学的观点上来一个根本的改变，与超弦理论一致，额外的六维必须加在通常的三维上，一共九维，基本想法是，六维不能被观察到是由于它们太小，它们被卷入六维球内，而六维球可发生在时空连续区的任何点。可以想象，所有的九维也许曾经是相等的，但在宇宙诞生那个时候，其中三维膨胀了，余下的六个缩拢在小球内。
两种弦可能发生。开放的弦是有自由端的曲线。闭合的弦是连续的曲线、无自由端的圈。最简单的、最有希望的理论却只包括闭合弦。弦有些有趣的现象。首先，它们运动，来回振动。弦究竟代表各种各样的基本粒子中的那种决定于它的振动方式。例如，按照一种特殊方式振动时，弦可能是一个电子。弦也可以结合或分离一一“合二为一”或“一分为二”。这种相互作用是基本相互作用力的起源，这个单一的力可以导出引力、电磁力和各种各样的核力。这个弦的基本耦合代替了无数可能的相互作用，而以前的引力量子理论认为这些相互作用产生了作用力。
于是，我们也许是找到了对于一切基本现象的唯—的、数学上调和的解释。弦的概念不仅提出了可以由自身变化来代表亚原子世界的无数粒子的单一粒子，而且提出了所有相互作用力的单一源。
超弦理论的一个要素是超对称概念。超对称性首次于1971年出现在皮埃尔 · 雷蒙、安德烈 · 奈维和我所著的有关弦论的文章里。几乎同 · 时，苏联物理学家尤 · 阿 · 高尔凡和伊 · 皮 · 李克曼独立地赋予三维空间中点粒子以超对称性；其他物理学家，包括尤利乌 · 韦斯、布鲁诺 · 苏米诺、塞乔 · 费拉拉、丹尼尔 · 弗里德曼和彼得 · 范 · 尼尤温赫曾，在发展这个概念时起了关键的作用。
对称概念是物理学家最有用的工具之一。数学对称虽然与我们注意到的普
专家评价与未来展望
工作能通过同行的审核 发表在正规科学期刊，那逻辑上和数学上应该是严谨的和正确的，不过最后是否是描述真实世界的理论，还得看理论预言和实验是否符合。
这个新模型的相关几篇文章都是吴院士自己一个人写的，作者都只有他一个人名字，他这个年纪已经功成名就，论引用数等数据在华人物理学界也算不低，论资历地位已经评上院士又是科学院的领导级人物，根本犯不着自讨苦吃去研究什么新理论，和年轻人合作合作指点指点就能混文章，而且做了领导完全可以推说行政工作忙就不怎么继续做科研工作也不会有人有什么怨言，根本用不着自己身体力行，但他依然自己独立发表文章，单论这一点 不管这个理论最后是否为实验所验证，他都是值得尊敬的科学家。
至于模型本身，首先试图解决科学界大问题的理论模型一向来就很多，毕竟热爱物理的人都会对引力现在的问题充满了好奇 发自内心的渴望去探索解决，当然这些模型最后绝大多数都不会被实验所验证，甚至全部都是错的，但如果因为害怕错误而没有人去尝试，那才永远不可能得出正确的答案，而且很多时候错误的理论也可能对正确的理论有所启示，比如Yang-Mills理论一开始用来描述同位旋时也完全就是错误的理论。所以任何创新的尝试都是值得铭记的重要的科研成果。所以这个理论本身是否优秀姑且还不能下定论，作为许许多多引力的新理论之一，除非被实验验证否则也算不上什么特大的突破，但毫无疑问是值得尊重的科研成果
最后关于媒体宣传，毫无疑问是有问题的，有夸大的倾向，但考虑到宣传效果，让中国百姓能提高对中国科学家的关注度对中国科学家的工作进一步支持，这样稍显夸张的宣传究竟是否合适我想是见仁见智的。个人还是认为，如果是科学院的官方报道，还是应该客观严谨一点，用词也应该谨慎一点 不要给人好大喜功的感觉比较好。
结语
吴岳良院士提出的超统一场论为探索宇宙基本规律提供了新的视角和思路。虽然其最终是否能被实验证实尚待观察，但这一理论的提出本身即是对人类认知边界的又一次重要突破。它不仅展现了中国科学家在基础物理研究领域的创新能力，更为全球物理学界提供了一个值得深入研究的新方向。随着相关研究的不断深入，我们有理由期待，人类对宇宙本质的理解将迈入新的阶段。