上海大统路火灾究竟什么情况?上海大统路火灾事件始末( 四 )


上海大统路火灾究竟什么情况?上海大统路火灾事件始末
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接下来就说说规范群为SU(3)×SU(2)×U(1) 。 最早包含规范对称性的物理理论是詹姆斯·麦克斯韦的电动力学 。 麦克斯韦在他的论文里特别提出 , 这理论于开尔文男爵于1851年发现的关于磁矢势的数学性质 。 但是 , 该对称性的重要性在早期的表述中没有被注意到 。 大卫·希尔伯特假设在坐标变换下作用量不变 , 由此推导出爱因斯坦场方程时 , 也没有注意到对称性的重要 。
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之后 , 赫尔曼·外尔试图统一广义相对论和电磁学 , 他猜想尺度(“规范”)变换下的“不变性”可能也是广义相对论的局部对称性 。 后来发现该猜想将导致某些非物理的结果 。 但是在量子力学发展以后 , 外尔、弗拉基米尔·福克(俄语:Vladimir Fock)和弗里茨·伦敦(英语:Fritz London)实现了该思想 , 但作了一些修改(把缩放因子用一个复数代替 , 并把尺度变化变成了相位变化—一个U(1)规范对称性) , 这相应于带电荷的量子粒子其波函数受到电磁场的影响 , 给定了一个漂亮的解释 。 这是第一个规范场论 。 泡利在1940年推动了该理论的传播 。
1954年 , 为了解决一些基本粒子物理中的巨大混乱 , 杨振宁和罗伯特·米尔斯引入非交换规范场论 , 来建构将核子绑在原子核中的强相互作用的模型 。 (Ronald Shaw , 在阿卜杜勒·萨拉姆指导下 , 在他的博士论文中独立地引入了相同的概念 。 )通过推广电磁学中的规范不变性 , 他们试图构造基于(非交换的)SU(2)对称群在同位旋质子和中子对上的作用的理论 , 类似于U(1)群在量子电动力学的旋量场上的作用 。 在粒子物理中 , 重点在于量子化规范场论 。
该思想后来被发现能够用于弱相互作用的量子场论 , 以及它和电磁学的电弱统一理论中 。 当人们意识到非交换规范场论能够导出渐近自由的时候 , 规范场论变得更有吸引力 , 因为渐近自由被认为是强相互作用的一个重要特点 , 因而推动了寻找强相互作用的规范场论的研究 。 这个理论现在称为量子色动力学 , 是一个SU(3)群作用在夸克的色荷上的规范场论 。 这样标准模型用规范场论的语言统一了电磁力、弱相互作用和强相互作用的表述 。
大统一理论简称GUT , 又叫万有理论 , 由于微观粒子之间仅存在四种相互作用力 , 万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力 。 理论上宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释 。 通过进一步研究四种作用力之间与统一 , 寻找能统一说明四种相互作用力的理论或模型称为大统一理论 。 爱因斯坦在晚年就致力于这一理论的诞生 , 但是当时对于量子力学的研究 , 远远没有达到现在的程度 , 所以他注定完成不了这个任务 。
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早在20世纪20年代 , 著名物理学家爱因斯坦就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用 , 也可以说是解释一切物理现象 , 因为他认为自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则 。 甚至可说在爱因斯坦的哲学中 , “统一”的概念根深蒂固 , 他深信“自然界应当满足简单性原则” 。
我看词条上看到说爱因斯坦试图通过“弱作用 , 磁场 , 强作用”的统一思维来简单的解释宇宙 , 进一步将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下 。 这一说法是错误的 , 因为强相互作用是爱因斯坦逝世后才提出来的 。 爱因斯坦逝世时是1955年 。 强相互作用提出时间是1973年 。 包括弱相互作用与电磁相互作用统一 , 也已经到了1968年 , 叫弱电相互作用 。


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