现代物理学基础的思考之十一：统一场论简析.doc

现代物理学基础的思考之十一：统一场论 目录 第一章 科学统一性思想溯源 1、牛顿力学前科学统一性思想溯源 2、牛顿的统一性思想 3、麦克斯韦的科学统一思想 4、彭加勒的科学统一思想 5、爱因斯坦的统一性思想一窥 第二章 相对论和量子力学的统一进程 1、当代物理学家对于现代物理学基础的批判 2、爱因斯坦对于引力场与电磁场统一性的探索 3、爱因斯坦后对于引力场与电磁场的统一的研究 4、相对论和量子力学之间的矛盾浅议 5、狭义相对论与量子力学的矛盾 6、广义相对论与量子力学的矛盾 7、引力场的量子化及其局限性 8、相对论与量子力学统一的意义及展望 第三章 统一场论的进展 1、强相互作用、弱相互作用与电磁相互作用的统一 2.量子色动力学的进展及其局限性 3、大统一理论的困难 4、现代物理学对于统一场论研究的基本思路 5、弦理论在现代物理学中的重要性 6、超弦理论简介 7、超对称问题简介 8、弦理论的局限性 9、弦膜圈说发展的历史回顾 第四章 统一场论展望 1、引力场与电磁场统一途径展望 2、量子几何与现代物理学 3、经络理论的实质 科学统一性思想溯源 1、牛顿力学前科学统一性思想溯源 物理学是研究物质的最简单运动规律的科学，其最终目的是：找到物质运动、变化与相互作用的内在联系，以最少的假设，通过分析、推理解释所有相关实验结果，预言新的实验现象.早在文化灿烂的古希腊时期，原始唯物论者就把纷繁复杂的大千世界的统一看成是顺理成章的.泰勒斯（活跃于公元前580年左右）认为世界是由水组成的，道尔顿(1766-1844)的科学原子论把原子作为构成世界的基本粒子，奥斯特瓦尔德(1853-1932)把能作为物理世界的统一本原.统一思想不仅是哲学的基本思想，而且也是的基本思想. 1）、古希腊时代的统一性思想 古希腊时代，自然哲学家们把自然现象的无限多样性的统一看作是顺理成章的，并且在特定的物质和物质范畴中探索着这种统一.泰勒斯经过研究发现，这种特定物质具有水的特质.他的学生和追随者又通过分析和验证逐渐把这种基本物质的性质表述的更加精确，并使这种物质兼具统一性和不灭性.人们后来又假定了许多种基本物质组成世界的本源，这些物质的混合和分离就会形成不同的物质，从而引起自然界的绚丽多彩的变化.到了留基伯和德谟克利特时期，他们认为这种物质是不可分割的原子.在他们看来物质和自然界的万物的区别不是由于其内在性质，而只是在于组成它们的原子的多少、形状、位置和运动的不同，所以他们用原子学说来解释各种各样的自然现象.毕达哥拉斯学派的学者在研究琴弦的振动时发现，只有当两根弦的长度互相成简单的有理数比例时，就会发出和谐的声音.他们从中得到启发：既然在音乐的和谐中数的结构是它的本质核心，那么我们周围自然界中一定也存在着这种内在的和谐，那门就可以从数学核心中找到自然界的本源.因此，毕达哥拉斯学派提出了统一的数量说，并对这种统一作数的解释. （ 2）、哥白尼的统一性思想 哥白尼时代的统一性思想第一次取得了丰硕的成果.在那个年代，在当时观察所要求的精确度范围，托勒密的地心说虽然解释事实是非常成功的，但是在几何学观点上其弱点是均轮和本轮的繁复性，使得编制历表的所依托的理论非常繁琐，这种客观情势使人们关注天文学理论的变革.哥白尼深受毕达哥拉斯学说影响，所以在他看来，宇宙应当符合数学的和谐性，而且这种和谐性越简单以数学研究看来就越好，也越接近于自然.他说“?在这极美丽的庙堂中，谁能把这个火炬放在更好的地位，使它的光明同时照到各个体系呢?有人把太阳叫做宇宙的灯，有人称作宇宙的心，更有人称作宇宙的统治者，都没有什么不适当.??这样我们就发现在这样有秩序的安排下，宇宙里有一种奇妙的对称，轨道的大小与运动都有一定的谐和关系.这样的情形是用别的方法达不到的.所以，哥白尼用太阳取代地球位为宇宙的中心，所有的行星包括地球均以太阳为中心转动.这一伟大的变革使得各大行星运动获得了统一性.哥白尼的日心说体系是的行星运行具有了确定性和统一性. （3）开普勒的统一性思想 哥白尼体系执着的坚持希腊古典的正圆运动观念，这使它不得不继续沿用本轮、均轮组合法，以获得与观测现象的相符. 开普勒对数学的爱好、对自然界效的和谐的神秘感受，始终支配着他对天空奥秘的探索活动.正是哥白尼体系那令人赞叹的数学的和谐和美使他直觉到它就是真实的宇宙图景.但是当他着手研究弟谷所遗留下来的天文观测资料时，他发现如果按照哥白尼体系里天体运动是匀速的和遵