場(chǎng)論動(dòng)力學(xué)(一)

前 言

場(chǎng)論動(dòng)力學(xué)是能子源通過(guò)在現(xiàn)有場(chǎng)理論的學(xué)習(xí)上，不斷深入探索和思維整合而出的具有廣泛意義的場(chǎng)論認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)。全文內(nèi)容從現(xiàn)有局域場(chǎng)理論到全域性場(chǎng)的提出，再到場(chǎng)與物質(zhì)、能量和作用力以及運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行多方位闡述，使物質(zhì)世界體現(xiàn)了場(chǎng)的絢麗！

場(chǎng)論研究史

一、電磁場(chǎng)

電磁理論是經(jīng)典物理學(xué)的一個(gè)重要分支，以麥克斯韋為代表人物。電磁場(chǎng)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)一體，它在自由時(shí)空中以光速向四面八方遞減式傳播，傳播過(guò)程中形成橫波傳遞方式的電磁波；電磁場(chǎng)的承載者和傳播者都是光子。電磁理論認(rèn)為，變化的磁場(chǎng)能激發(fā)電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能激發(fā)磁場(chǎng)；非均勻變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)非均勻變化的電場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)可以激發(fā)非均勻變化的磁場(chǎng)，這樣電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替彼此相互激發(fā)，形成了一個(gè)不可分割的統(tǒng)一電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)可由變速運(yùn)動(dòng)的帶電物質(zhì)產(chǎn)生，也可由強(qiáng)弱變化的電流產(chǎn)生，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)是具有能量的一種物質(zhì)存在形式，它以光速向外傳播形成電磁波。電磁波是電磁場(chǎng)的一種運(yùn)動(dòng)方式，也是能量傳遞的一種形式，電磁場(chǎng)只能以電磁波的方式向外傳播，并延伸到整個(gè)場(chǎng)空間。電磁場(chǎng)是電磁作用的環(huán)境，電磁作用過(guò)程只能在電磁場(chǎng)中完成；電磁場(chǎng)對(duì)置入其中的相應(yīng)物質(zhì)(如電荷、磁體、導(dǎo)電導(dǎo)磁體等等)有力的作用，這種作用是以光子傳遞來(lái)完成。

二、引力場(chǎng)

引力場(chǎng)是指場(chǎng)源物質(zhì)延伸到空間中的一種物質(zhì)效應(yīng)，它對(duì)進(jìn)入場(chǎng)中的物質(zhì)有吸引作用。場(chǎng)源物質(zhì)是具有質(zhì)量或質(zhì)量性能的物質(zhì)，如天體星球、黑洞等等。不管是經(jīng)典理論，還是現(xiàn)代物理理論，都認(rèn)為引力源于質(zhì)量，所以引力場(chǎng)(重力場(chǎng)源于引力場(chǎng))源于有質(zhì)量的物質(zhì)，特別是各種天體星球。但這里要強(qiáng)調(diào)一下，所謂引力是指萬(wàn)有引力；所謂質(zhì)量是指實(shí)子或由實(shí)子形成的物質(zhì)，它不包括純能量物質(zhì)。在經(jīng)典理論框架下，以牛頓的萬(wàn)有引力定律描述引力相互作用；在相對(duì)論理論框架下，以愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論場(chǎng)方程描述引力概念，廣義相對(duì)論認(rèn)為引力是一種時(shí)空幾何效應(yīng)。然而不管是經(jīng)典理論，還是相對(duì)論理論，都有一些瑕疵，同時(shí)理論與觀察現(xiàn)象也存有一定的偏差；為了彌補(bǔ)理論和事實(shí)的差距，現(xiàn)代科學(xué)引入暗物質(zhì)和暗能量的概念。但迄今為止，此二者還在探究階段。

三、張量場(chǎng)

張量場(chǎng)源于代數(shù)幾何屬性，其基本內(nèi)容是這樣的：假如空間中的每一個(gè)點(diǎn)的屬性都可以用一個(gè)張量來(lái)描述，那么以此形成的這個(gè)場(chǎng)就是一個(gè)張量場(chǎng)。后來(lái)張量場(chǎng)概念應(yīng)用到物理理論的相對(duì)論場(chǎng)方程中。廣義相對(duì)論引力場(chǎng)方程描述引力場(chǎng)的時(shí)空幾何效應(yīng)，是作為引力場(chǎng)源的能量動(dòng)量張量的方程。廣義相對(duì)論認(rèn)為，引力只不過(guò)是四維時(shí)空的一種幾何屬性，是物質(zhì)質(zhì)量對(duì)時(shí)空的曲率體現(xiàn)，即萬(wàn)有引力是指物質(zhì)對(duì)時(shí)空彎曲的一種幾何效應(yīng)。物質(zhì)和時(shí)空的引力關(guān)系式是愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程：R(μυ) - g(μυ)R/2＝8πGT(μυ)/c^4，這是一個(gè)比較復(fù)雜的二階非線性偏微分方程，簡(jiǎn)單的理解就是物質(zhì)的分布和其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與空間彎曲狀況的關(guān)系。這種關(guān)系告訴我們，空間因物體而彎曲，物體因空間彎曲而沿著測(cè)地線運(yùn)動(dòng)。

四、量子場(chǎng)論

量子場(chǎng)論基于經(jīng)典場(chǎng)論。經(jīng)典場(chǎng)論是建立在經(jīng)典時(shí)空觀上的場(chǎng)理論，場(chǎng)的性質(zhì)、作用和運(yùn)動(dòng)都遵循經(jīng)典規(guī)律和絕對(duì)時(shí)空觀，如電場(chǎng)場(chǎng)理論。量子場(chǎng)論則是在量子基礎(chǔ)上對(duì)經(jīng)典場(chǎng)的一種大刀闊斧，即把量子理論應(yīng)用于場(chǎng)，把場(chǎng)看作是實(shí)現(xiàn)量子化園地的理論。在量子場(chǎng)中，每一種粒子都有自己相應(yīng)的場(chǎng)性；在整個(gè)四維時(shí)空中充滿著各種不同的場(chǎng)，它們互相滲透且相互作用；場(chǎng)的激發(fā)態(tài)表現(xiàn)為粒子的出現(xiàn)。量子場(chǎng)論同樣也有不足之處，比如發(fā)散困難和引力問(wèn)題等。

以上這些場(chǎng)的理論知識(shí)，對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)和物理學(xué)理論體系的完善，都起到了非常重要的作用，盡管存在一點(diǎn)點(diǎn)的不足，但迄今為止仍是一些難以代替的很好觀點(diǎn)或理論；然歷史的車輪總是不斷地向前滾動(dòng)，在滾動(dòng)的前方必將會(huì)有一個(gè)更美的天空，以奇跡般的絢麗而現(xiàn)。能子源版權(quán)，違之必究(包括圖片在內(nèi))！

標(biāo)簽： 量子場(chǎng)論 廣義相對(duì)論 幾何效應(yīng)