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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: [转载]  我的物理哲学之路－潘根(10)
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun May 11 14:55:48 2003) , 转信

             十一、引－电统一场论的建立

    １９６１年７月至１２月．
    在“电磁战役”和“引力战役”连续告捷后，立即拉开“引电战役”帷幕．
    三大战役都是以“综合为主”为指导思想，但又有各自的特点．电磁战役中
是把“吞并”叫做“综合”，电和磁都是事先知道的，由电吞并磁；引力战役中
是把“网罗”叫做“综合”，类电的引力场ｇ是事先知道的，但类磁的ｂ场是事
先不知道的，只是根据相似性原理推测“水中有鱼”，然后撒下逻辑网；引电战
役将是把“联合”叫做“综合”，引、电双方已在同一个逻辑网中平起平坐，不
能指望相互吞并，只能促进联合．
    既然已有现成的素材和现成的逻辑框架，那么就似乎能料定难度不大．我原
指望用半天时间拿下第三战役，并立即上马，但很快就发现此事不那么简单，因
为已有的信息只是表明引、电在形式上相似，不能认定它们能够像电、磁那样具
有本质上的统一性．
    引电战役开始后不久，突然接到“预备教师回班学习”的通知，并说“由于
工作需要”，把我由无线电专业调到半导体专业．我顿时感到问题严重：大学五
年只剩下最后一年，虽说五年级课程较少，但我首先要补半导体专业四年级全年
的课．即使利用暑假自学一个学期的课，开学后仍然是双份学习任务．当时不是
采用学分制，我在核物理专业和无线电专业学过的课程都是半导体专业不能认帐
的．形势逼人，只好当机立断把引－电统一场论问题抛到脑后．
    虽说已决定立即刹车，但实际上忘不掉．此后四个月里的零碎时间里还是经
常要想引－电统一场论问题．１１月中旬，学校开运动会，规定要全天观看．看
到运动员在到达终点后仍要向前冲一段路，我把这件事同正在思考的引电问题联
系起来，提出这样的问题：“假如这些运动员是质量为零的纯电荷，那么将会怎
样呢？”通过对这个问题的思考，我发现：电性也是一种惯性．理由是：在均匀
的、各向同性的、貌似绝对空虚的空间里，静止的电荷应当保持静止状态，否则
就会碰到这样的问题：原先静止的电荷为什么会得自发地向左运动而不是向右运
动．这种情况与“各向同性”是矛盾的．既然静止的电荷能够保持静止状态，那
么它在另一种惯性参考系中就应当是表现为“保持匀速直线运动状态”．由此可
见，电荷像质量一样，完全符合“惯性”的定义，单纯地用质量来量度惯性是片
面的．把这个结论与等效原理结合起来就可以证明：在引力场中，纯电荷所能获
得的引力加速度与纯质量获得的引力加速度应当完全相等．
    １２月上旬，我把自学的两门课考掉了，顿时感到轻松了许多．一考完就开
始思考这样的问题：统一场论应当是具有完备性的理论，这就意味着要求物理量

                                 .17.


本身具有完备性．惯性作为一种最基本的观念，它必须要有完备的描述．如何让
一个物理量既能反映质量又能反映电荷量？突然想起去年此时在自然辩证法学习
班学习时思考过的毕达哥拉斯的数本原论，反其意而用之，把他的“数支配着世
的．形势逼人，只好当机立断把引－电统一场论问题抛到脑后．
    虽说已决定立即刹车，但实际上忘不掉．此后四个月里的零碎时间里还是经
常要想引－电统一场论问题．１１月中旬，学校开运动会，规定要全天观看．看
到运动员在到达终点后仍要向前冲一段路，我把这件事同正在思考的引电问题联
系起来，提出这样的问题：“假如这些运动员是质量为零的纯电荷，那么将会怎
样呢？”通过对这个问题的思考，我发现：电性也是一种惯性．理由是：在均匀
的、各向同性的、貌似绝对空虚的空间里，静止的电荷应当保持静止状态，否则
就会碰到这样的问题：原先静止的电荷为什么会得自发地向左运动而不是向右运
动．这种情况与“各向同性”是矛盾的．既然静止的电荷能够保持静止状态，那
么它在另一种惯性参考系中就应当是表现为“保持匀速直线运动状态”．由此可
见，电荷像质量一样，完全符合“惯性”的定义，单纯地用质量来量度惯性是片
面的．把这个结论与等效原理结合起来就可以证明：在引力场中，纯电荷所能获
得的引力加速度与纯质量获得的引力加速度应当完全相等．
    １２月上旬，我把自学的两门课考掉了，顿时感到轻松了许多．一考完就开
始思考这样的问题：统一场论应当是具有完备性的理论，这就意味着要求物理量

                                 .17.


本身具有完备性．惯性作为一种最基本的观念，它必须要有完备的描述．如何让
一个物理量既能反映质量又能反映电荷量？突然想起去年此时在自然辩证法学习
班学习时思考过的毕达哥拉斯的数本原论，反其意而用之，把他的“数支配着世
界”的提法改为“数反映着世界”，从而作出判断：既然完备的数是复数，那么
完备的物理量就应当是复量．又想起电路分析课里把电阻和电抗统一于复阻抗而
获得完备性的事实，这种信念就坚定了．于是引进了“复质量”的概念，让它的
实部和虚部分别代表质量和电荷(反过来也行)．有了复质量，就可以用逻辑方法
定义“复动量”、“复力”等等．接着，我们就可以把质量守恒原理和电荷守恒
原理综合为统一的复质量守恒原理，把万有引力定律和库仑定律综合为统一的复
力定律，再加上叠加原理和相对性原理，就可以得到狭义相对论意义下的引－电
统一场论．它所使用的逻辑框架与电磁理论所使用的框架确实是完全相同的．在
这种体系中，复场的实部和虚部分别代表引力场和电磁场．
    尽管我心目中早已把粒子理解为波包，但在此刻得到的理论中还是暂时把粒
子和场看作是并列的概念，因而这种理论是不彻底的场论．



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※ 来源:．哈工大紫丁香 http://bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.229.86]