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发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ４６　“统一场论”是什么？
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月20日09:46:21 星期二), 站内信件

４６　“统一场论”是什么？

　　在十九世纪中期，人们就已经知道了四种能越过真空发
生作用的现象。它们是：（１）引力；（２）光；（３）电
吸引和电排斥；（４）磁吸引和磁排斥。
　　乍一看来，这四种现象彼此之间似乎根本无关，似乎没
有什么必然联系。然而，在１８６４年到１８７３年这段期
间内，苏格兰理论物理学家麦克斯韦从数学角度分析了电与
磁的现象。他发现自己得出了一些带有根本性的关系式——
麦克斯韦方程组，它们既可以用来描述电现象，又可以用来
描述磁现象，这证明两者是互相关联的。只要发生某种电现
象，就必不可免地要发生某种确定的磁现象，反过来也是这
样。换句话说，我们可以提出一种叫做“电磁场”的提法。
这种电磁场存在于真空中，并在接触到空间中的一个物体时，
就按照它自己在接触点上的场强来影响这个物体。
　　不仅如此，麦克斯韦还证明，如果设法使电磁场以规则
的方式发生振动，它就会从这个振动中心向各个方向送出一
种辐射，辐射的速度等于光的速度。光本身就是这样的一种
“电磁辐射”。麦克斯韦还预言存在着其他形式的光，不过
它们的波长分别要比普通光长得多或短得多。二十多年以后，
这两种光都被人们发现了。现在我们总是说整个“电磁波谱”。
　　因此，本节开始时所提到的四种现象中，有三种（电、
磁、光）已经结合成为一种场了。但还有引力场没有被考虑
到。这样，我们就还有：（１）电磁场；（２）引力场。它
们看起来似乎是两种无关的场。
　　然而，物理学家认为，如果只存在一种场（这就是“统
一场”），事情就会简单得多，因此，他们一直在寻找一种
既能描述电磁效应，又能描述引力效应的理论，以便能够用
一种场的存在去描述另一种场存在的本性。
　　不过，现在看来，即使发现了这种能把电磁效应和引力
效应结合起来考虑的方程组、我们也还是没有找到真正的统
一场：自１９３５年以来，又发现了两种新的场。这两种场
都只对亚原子粒子才有影响，而且只在不大于原子核直径的
距离内才起作用，它们就是“强相互作用”和“弱相互作用”。
　　真正的统一场论必须能把已知的这四种场都解释清楚才
行。


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