贾连宝
超越“无穷减无穷”:紫外自由方案绘就“无债一身轻”的物理新图景
2025-10-27 21:27
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上一篇关于紫外自由方案的探讨,收获了许多有价值的回响。其中一个核心关注是:这套新思路的整体图景究竟是什么?本篇便旨在回应于此,试图与诸位一同勾勒这条回归物理简洁性的新路径。

一、源起:被无穷大遮蔽的简洁性

圈图计算中,我们面对一个长期的困扰:明明进行的是微扰展开,计算结果却常常是紫外发散的无穷大。传统重整化通过 “无穷减无穷” 的技巧解决了问题,但其代价是让“无穷大”成为了理论起点的核心构件。

这迫使我们追问一个更根本的问题:描述自然的基本理论,其数学表述是否本就可以是有限而简洁的? 正如狄拉克、费曼等先贤所疑虑的,我们是否将计算技术中的“中间变量”错当成了物理的必然?

二、破局:自下而上的有限世界

紫外自由方案的突破,在于一个物理结构的转变——从 “自上而下”地背负并偿还“紫外无穷大”的债务,转向“自下而上”地用有限量直接构建理论。这里以物理电荷e为例:

---传统图像(自上而下的“偿债”模式):理论从一开始就背负了“紫外无穷大”的债务,它必须引入一个无穷大的裸电荷 e_0作为起点。圈图计算则会产生另一笔“债务”,紫外无穷大的修正Δe。最终,通过“∞∞”的操作来抵消这两笔债务,得到有限的物理电荷e = e_0+Δe。高能区的紫外发散,被当作一种系统性债务传递并强加于整个理论框架之上。

---新方案图像(自下而上的“无债”模式):有效理论在参考能标μ下是“无债”的。物理观测量直接由有限值的参数——树图上有限的参考值e_μ与圈图有限修正Δe_μ构成:e=e_μ+Δe_μ。高能紫外区的物理是自由的,其细节不会作为一笔“理论债务”被强加于低能区,因此不会影响我们关于低能区的有效描述。

这便是 “无债一身轻” 的内涵:理论在给定能标下,其物理结果可由一组有限值的参数直接确定,从而彻底摆脱了紫外发散的历史负担。

三、发现:理论中潜藏的数学结构与路径       

    这一图景的实现,源于一个长期静候在理论角落里的数学结构。探索过程曾受泡利-维拉斯正规化思想的启迪,人们似乎也早已习惯了处理出现的紫外发散,这促使我们思考:是否存在一条能从源头就避免紫外发散的理论构建方式?

     2023年4月的一个下午,偶然间发现了答案。在尝试中发现,关于圈动量积分与传播子中参数ξ的不定积分,存在着不同的数学路径。其本质是,这两种操作间存在一种非对易性:

a,选择先对参数ξ进行不定积分,便会回到“无穷减无穷”的传统路径。

b,选择先进行圈动量积分,紫外发散便自然“消弭”于有限值的解析延拓之中。

      这个静静呆在理论角落里的非对易性,如同一个分路口,揭示出一条能从数学上系统性地消除“紫外无穷大”困扰的路径,可实现从“处理发散”到“避免发散”的跨越,让我们得以基于有限量构建圈图修正,即紫外自由方案。

四、前路:一份开放的探索邀请

      我们深知,一个理论的真正生命力,源于学术共同体开放而严谨的审视。这幅新图景的价值,将由其在简化计算、澄清疑难与拓展认知上的实践中展现。我们诚挚邀请您加入这场探索。

风景已初现,前方瀚海星辰,邀您同行共探。

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