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主题:正经聊聊杨振宁的封神之作:两头押注,两头赚翻
回帖:但完成使命的前提是,先要正确描述强力和弱力,然后能统一几个是几个。
梦想是美好的,然而描述新生力,以及统一彼此,都缺乏底层基础——瞌睡来了,谁送枕头呢?
其实枕头已经悄悄送到了。1917年前后,德国女数学家诺特低调出手,深度八卦了对称与守恒之间相爱相杀的亲密关系。
话说,爱因斯坦广义相对论的场方程一发布,就引发了“能量危机”,按照能量的传统定义,它不适应弯曲时空下的守恒操作。
这个问题要是解决不了,能量守恒和广义相对论必有一死。
擅长变分法的诺特,从最小作用量原理出发,运用不变变分法,证明了弯曲时空下,系统总能量依然守恒,让能量可以在广相时空接着奏乐接着舞了。

而在这场相对论保卫战中,天才的诺特提出一个问题:“一个作用量在连续变换下保持不变时,会发生什么?”
诺特感觉,这里面包含着一个更普遍的原理。于是转眼看向欧拉-拉格朗日方程,揭开了它欲诉还休的隐含深意。
这款方程结构天然兼容对称性对应的守恒,对称性的核心载体,就是拉格朗日量。
她依托这个框架,按照“拉格朗日量的连续对称性→作用量的变分不变→结合拉格朗日方程→导出守恒量”的思路,得到了诺特定理。

简单讲:作用量的每一种对称性,都对应一个守恒定律、有一个守恒量。
也就是说,你可以顺着守恒量挖到一个对称性,也可以顺着对称性挖到一个守恒量。这个很重要,所以再说一遍:对称性、守恒量,是一对对相杀相爱的神秘道侣。

你挖掘到一对神秘道侣的真实关系,就揭开了一个宇宙秘密。相当于说,诺特找到了一套挖宝秘笈。
再直白一点,你顺着某个守恒定律,挖到它背后的对称性,然后通过数学搞定这个对称性,相应的物理理论就显现出来了。
这个成果对物理学来讲,可以说是枕头非常基础了,所以后来它被作为理论物理的中心结果之一来看待。

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