王为民大统一理论

王为民

四川南充龙门中学

将黑格斯（Higgs）场确定为引力场的大统一理论叫做王为民大统一理论。比如将SU(3)_C×SU(2)_L×U(1)_Y的弱、电、强标准模型（记作Gs）和SU（5）、SO（10）大统一理论等的黑格斯场确定为引力场的大统一理论就叫做王为民大统一理论，这实际上把弱、电、强、引力统一在一起了，所以，王为民大统一理论实际上也是超大统一理论。

我为什么要将黑格斯（Higgs）场确定为引力场呢？

我们知道，在没有引力场存在的平坦时空，引力势不存在，在广义相对论中，它相当于r→∞，g₀₀→1时的情况，所以，平坦时空是在1/r → －1/r的情况下，g₀₀是对称的。

对于连续对称群拉氏密度取为

• L＝－∂_μφ∂_μφ/2－μ²φφ/2－λ（φφ）²/4 （1）

其哈密顿密度为

• H＝▽φ▽φ/2＋（∂φ/∂t）²/2＋μ²φφ/2＋λ（φφ）²/4 （2）

势能密度为

• V＝μ²φφ/2＋λ(φφ)²/4 （3）

在λ＞0，μ²＜0时，绝对极小在

• （φφ）^1/2＝（－μ²/λ）^1/2＝υ （4）

处。

Φ_l＝0是局部极大。

在有引力场存在的情况下，以带电、带磁、旋转物体引力场的Kerr-Newman-Kasuya度规为例

g₀₀＝1－[2mr－（e²＋q²）]/Σ                （5）

其中

Σ＝r²＋a²cos²θ                     (6)

△＝r²＋a²＋e²＋q²－2mr              (7)

a＝J/m                           (8)

单位质量的引力势能

φ（r）＝（g₀₀－1）/2 ＝ －[2mr－（e²＋q²）]/2Σ               （9）

从单位质量的引力势能φ（r）的特征看，它具备黑格斯（Higgs）势的特点，即引力场度规g₀₀（广义引力势）在r＝0处不是极小，而是局部极大。真空态平均值在∂φ（r）/∂r＝0处，引力势φ。（r。）＝υ≠0，是引力势的最低能量态，即所谓的物理真空态。在黑格斯（Higgs）场φ→φ＋υ＝υ时发生破缺。

所以，用引力势代替黑格斯（Higgs）势是完全可以的，王为民万有引力修正定律及其公式提供了微观粒子的破缺引力势，这是大统一理论引入黑格斯机制的基础。

但是，应该注意，广义相对论的时间坐标x⁰＝ct是实数，而黑格斯（Higgs）场是复数，为了和黑格斯（Higgs）场一致，必须采用狭义相对论的虚时间坐标x⁰＝ict。

从另一方面看，根据王为民实物粒子的波粒时空三象性知道，任何粒子既是粒子，也是波、同时还是时空。所以，微观粒子的本身就是时空，它在有引力场存在以及带有自旋、带电荷、磁荷、色荷、加速运动等情况下，微观粒子本身的时空不仅是弯曲的，而且引力势φ（r）是对称破缺的，这种引力场对称性的破缺叫做王为民引力场对称性破缺，由王为民引力场对称性破缺导致的连锁破缺

SO（10）→SU（5）→Gs→SU（3）c×SU（1）em                   （10）

这样，把黑格斯（Higgs）场改为引力场，这个场就叫做王为民黑格斯（（Wang weimin-Higgs））引力场。相应的黑格斯（Higgs）势改为王为民黑格斯（Higgs）引力势。在弱、电、强相互作用中，每个粒子都带有与自身相伴的王为民黑格斯（Wang weimin-Higgs）引力场参与弱、电、强相互作用过程，由于不同粒子在有引力场存在以及带有的自旋、电荷、磁荷、色荷、加速运动等情况的不同，其王为民黑格斯（Higgs）引力场和引力势也不相同。

比如缪子（μ^－）的衰变

μ^－→e＋反ν_e＋ν_μ                    （11）

缪子（μ^－）和电子（e）的自旋是1/2，带一个单位负电荷，而电子型反中微子和缪子型中微子自旋是1/2，不带电荷。所以，缪子和电子、中微子和反中微子的引力场是度规激发态引力场，度规g₀₀（广义引力势）的真空态（能量最低态），在r＝0处不是极小，而是局部极大，而在r≠0的地方有势能的最低状态，即所谓的物理真空态，可见，引力场度规引力势是破缺的。比如单位质量的引力势能φ（r）＝（g₀₀－1）/2 ＝ [2mr－（e²＋q²）]/2Σ，用王为民场代替黑格斯（Higgs）场φ，就自然地解决了破缺的引力势没有用处，而黑格斯（Higgs）场找不到来源的尴尬局面，所以，我把黑格斯（Higgs）场确定为引力场是非常必要，而且是合理的。

在带有电荷、色荷、加速运动的粒子度规为

g_αα＝1－2m(u)/r＋3{2[Q²(u)＋C²(u)]/3＋P²(u)}/2r²－2α(u)rcosθ－6α(u) {2[Q²(u)＋C²(u)]/3＋P²(u)}cosθ/r－f²r²－g²r²sin²θ                         （12）

g_αr＝1                                     （13）

g_αθ＝r²f                              （14）

g_αφ＝g²r²sin²θ                         （15）

g_θθ＝－r²                               （16）

g_φφ＝－r²sin²θ                           （17）

f≡－α(u)sinθ＋b(u)sinφ＋c(u)cosφ                   （18）

g≡[b(u)cosφ－c(u)sinφ]ctgθ                           （19）

其中，m，Q，C，P均是u的函数，m（u）是粒子带的质量，Q（u）是粒子带的电荷，C（u）是粒子带的色荷，P（u）是棱子带的磁荷。α（u）和b（u），c（u）分别表示粒子加速度的大小和方向的变化速率。当Q（u），C（u）和P（u）为零时，前面的度规退化为作变加速度粒子的Kinnersley度规。

其中单位质量的引力势能（g_αα－1）/2由夸克的王为民黑格斯场表示。

人们目前还没有在大型强子对撞机(LHC)实验中发现黑格斯（Higgs）粒子，其原因是大统一理论的黑格斯（Higgs）场是王为民黑格斯（Wang weimin -Higgs）引力场，它的巨大能量出现在接近r→0的引力势φ（r）对称性破缺的地方，它本身是粒子时空的弯曲，是伴随在每一个粒子周围的引力场，与引力场等效的黑格斯粒子自然很难被发现。

人们一般认为引力势能很小，可以在强、弱、电磁作用过程中忽略。其实，这个观点是错误的，因为在微观粒子附近引力势能并不小，强、弱、电磁作用、粒子的自旋等都可以产生引力势，把这些引力势全部考虑进来，引力势的作用就带有绝对主导地位，所以，完全可以胜任黑格斯（Higgs）场在大统一理论中的作用。出于这个观点，所以，我把黑格斯（Higgs）场确定为引力场。

让黑格斯场的作用量（或拉式密度）等于引力场的的作用量（或拉氏密度）加上物质场的的作用量（或拉氏密度）乘以一个王为民常数k，就得到王为民方程

I_黑格斯场＝k（I_引力场 ＋ I_物质场）                    （20）

在不考虑时间变量的情况下

让黑格斯场的势能密度等于引力场的势能密度乘以王为民常数

• V＝μ²φφ/2＋λ(φφ)²/4＝k（g₀₀－1）/2 （21）

并由此求出引力场的等效王为民黑格斯场。

如果是在标准模型（Gs）中的SU（2）_L二重态黑格斯（Higgs）场复标量场为

φ＝（φ+，φ。）^T                     （22）

用复引力场的等效黑格斯场φ＝（φ+，φ。）^T代替，这样就得到王为民标准模型（Gs）的大统一理论。同样道理，将SU（5）大统一理论和SO（10）、超对称大统一理论中的黑格斯（Higgs）场用引力场代替，就相应得到王为民SU（5）和SO（10）大统一理论、超对称大统一理论。