爱因斯坦虚度的 30 年人生,是20世纪科学界最大的遗憾( 四 )





杨*米尔斯方程
后来 , 李政道、杨振宁、吴健雄等证明了弱作用的宇称不守恒和CP不守恒之后 , 物理学家们考虑建立一个基于量子场论的弱相互作用理论 。 美国科学家格拉肖最早提出用规范场的方法 , 将电磁作用与电弱作用统一到一个数学框架中 , 1968 年 温伯格、萨拉姆在格拉肖电弱统一模型的基础上建立了电弱统一的完善理论 , 他们理论在多次试验中得到证实 , 电弱统一理论已经是一个得到实验相当严格检验的科学理论 。



而四大基本相互作用中的强相互作用提出已经是在 1973 年了 , 当时关于电磁力的电磁场理论早已发展为量子电动力学、而强作用有量子色动力学、弱作用有费米电作用理论 。 格拉肖在电弱统一理论的基础上 , 将三者结合统一成描述弱、电、强三种相互作用的大一统理论 。 人们还将规范场论延展 , 成功为电磁作用、弱相互作用和强相互作用及组成所有物质的基本粒子提供了一个统一的数学形式化架构——标准模型 。 这套理论精确地表述了自然界的三种基本力的实验预测 , 它是一个规范群为SU(3) × SU(2) × U(1)的规范场论 。



标准模型下的基本粒子
所以说 , 为什么爱因斯坦没有完成统一场论 , 因为太超越于时代了 , 当时四大基本相互作用中强力还没有被提出 , 弱力的概念还不明确 , 爱因斯坦因为相对论的原因又选择了其中最难的——引力 , 作为出发点 。 要知道 , 标准模型发展到现在 , 依然还没有描述引力 。 并且相比于电弱统一理论 , 标准模型的大一统还远远称不上成熟 , 仅仅是将其放置于一个理论框架之中 。



另外 , 爱因斯坦和合作者都是从几何角度从发 , 较多考虑了物质的时空特性 , 忽略了物质的量子性 , 以及对许多实验数据视而不见 , 再加上他对于哥本哈根学派的量子理论并不接受 , 没有吸收量子场论的理论成果 , 总是试图将电磁场几何化 , 将电磁场和引力场建立成一种几何场 , 这些都是导致爱因斯坦失败的原因 。
不管怎么样 , 爱因斯坦执着探索的精神值得我们学习 , 但是如果他把这 30 年光阴用在其他研究领域 , 或者接受哥本哈根学派的量子力学诠释 , 对量子力学进行重新研究 , 以爱因斯坦的智慧 , 如今的物理学界是不是会大变样呢?



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