統一場理論進行到哪一步了?還是只是提出的乙個科學概念?

時間 2021-06-07 03:27:42

1樓:撬動偏見

統一場理論一直以來有很多種猜想,但因為需要實驗的證明而停滯,而其實驗環境要求在很高的能量或很大規模情況下,實驗難度係數大。除此之外還有暗物質暗能量兩朵新烏雲的籠罩,而統一場理論也只適於本維度的情況,但影響不大。

這裡度娘比我知道的多:

①統一場論(Unified Field Theory)是從相互作用是由(或場的量子)來傳遞的觀念出發,統一地描述和揭示基本相互作用的共同本質和內在聯絡的物理理論。迄今人類所知的各種物理現象所表現的相互作用,都可歸結為4種基本相互作用:即強相互作用電磁相互作用弱相互作用引力相互作用

[1]

②  由於在廣義相對論中引力場被描述為時空的彎曲,因此設法進一步把電磁場也和時空的其他幾何屬性聯絡起來,便成為那時統一電磁作用和引力作用的各種理論方案的中心思想。如H.外爾把電磁場和時空的尺度變換相聯絡;T.

卡魯查和O.克萊因則把電磁勢當作五維時空度規張量的部分分量;而愛因斯坦則將時空的度規或聯絡從對稱的推廣為不對稱的,然後把不對稱部分同電磁場聯絡起來。物理學的幾何化,可說是早期統一場論研究的一大特色。

此外,所有這些理論方案都只考慮經典場論(即巨集觀的引力和電磁現象),沒有涉及場的量子效應。[1]

經過20年的努力,所有統一電磁場和引力場的嘗試都沒有獲得成功,但對於數學中微分幾何學的發展卻有很大推動。隨著量子論的興起,物理學主流轉入微觀領域,早期統一場論的研究到20世紀30年代末漸趨衰落,只有愛因斯坦堅持不懈直至逝世。

從20世紀50年代末起,統一場論的研究又走向高潮,這是理論和實踐兩方面的新的發展所致。2023年楊振寧和R.公尺爾斯把電磁作用是由定域規範不變性所決定的觀念(這原是外爾統一場論的合理核心,不過時空尺度變換應改為帶電粒子的相位變換),推廣到不可對易的定域對稱群。

這就揭示出規範不變性可能是電磁作用和其他作用的共同本質,從而開闢了用規範原理來統一各種相互作用的新途徑。而後,實驗上又弄清弱作用是普適的V-A型相互作用,與電磁作用有許多共同特點,從而開始認真考慮它們的統一問題。經過近20年的努力,電弱統一理論取得了很大的成功。[1]

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