量子理论与引力的本质

本文为一篇阐述作者多年前提出引力原子模型思想路线的随笔。将引力问题视为量子多体问题的做法在解决诸多旧问题（如宇宙常数问题）时显得相当有用。我于1996年将此思路应用于最大的冷引力系统——宇宙本身的研究中，结果预测了一个微小的正的真空能量密度——即1998年被实验发现的“暗能量”。这种量的微小性被理解为冷量子多体系统中的有限尺度效应。我在此引述\cite{Ma96}中的话：“在自然普朗克单位下，宇宙常数的微小性是几乎完美热力学极限的结果。这意味着，宇宙常数的微小性是源于一个庞大的\textsf{引力}\textsf{原子}的数目$N\sim 10^{122}$。”目前对宇宙常数$\Lambda$的上限允许我们推断观察到的宇宙中\textsf{引力}\textsf{原子}的下限为$N\sim 10^{122}$。旧式的宇宙常数问题是人为制造的，因为真空能量密度与相互作用的相对论量子场论（即标准模型中基本粒子的零点能）中的四次发散无关。真空的实际能量为$\frac{E_{0}}{V}$，其中$E_{0}$是包含在有限体积$V$内的$N\textsf{个}\textsf{引力}\textsf{原子}$的基态能，这些原子是质量约为$M\sim M_{_{Pl}}$的自旋为零的玻色子。