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由中国科学院院长路甬祥编著、上海教育出版社出版的《百年科技回顾与展望——中外著名学者学术报告》丛书 ，收入的诺贝尔科学奖获得者扬振宁教授的《量子化、对称和相位因子--20世纪物理学的主旋律》一文、高瞻远瞩的点出了影响20世纪物理学发展的“三旋律”，而他本人对其中两个——对称和相位因子，就作出过突破性的重大贡献。由于这种特殊的地位，笔者2002年5月由四川科学技术出版社出版的《三旋理论初探》一书，对杨振宁教授的“三旋律”思想由来与发展作了初探。下面摘录书中一段，以飨读者。
两百多年前牛顿猜测过，物质结构深层的粒子愈小，“力效”即万有引力的作用则愈大。现在早已知道除万有引力以外还有电磁力、强力和弱力。根据电磁力必须通过电荷而作用这样一种模式，必须有引力荷、电荷、强荷、弱荷分别依附在四种粒子上。那么这四种粒子是否就是一个粒子？是什么样的基本原理决定了可能有的荷的数目和性质？爱因斯坦曾从一个引力荷着手，把粒子拓广为具有10个分量的实体。他引进的10个荷 是“应力”张量的10个分量，质量只是其中的一个分量，并把万有引力同连续时空曲率同一起来。那么其它的电荷、弱荷、核荷是不是也同样根源于时空并具体而微地表现出时空的微观拓扑学和时空内在的结构呢？现在几乎很多科学家是这样想的：从一定距离以外看，海洋的表面看去并不皱折，但是逼近一看，却又显出各种颗粒的形状，各种拓扑结构形态。
作为这种“似点非点”之类概念上的粒子物理学，我们知道提取四种强荷的一个重要指导原则，是相信它们在概念上并无区别：它们只是同一基本物理实体的四个方面的表现。这同自旋概念是一样的。在三维空间中自旋有三个分量。每一个分量都不同，但只有一个对称原理，即空间方向根本不依赖于物理学定律的选择。这说明，三个分量正是同一物理量即自旋量的不同方面，但它们的外形很难区分。在一个颗粒形状的量子上没有多的自旋运动特征而附加那么多的荷，难道不显得容纳不下吗？自然界的结构并不是这样原则上的经济。这也难怪引起理论物理学家萨拉姆的感叹：“也许那是粒子物理学的荷正在告诉我们空间和时间四维以外的别的新维、一些小得不能直接了解的维吧？那么，在探索这个时空结构内的荷的意义时，普朗克基本作用常数的任务又是什么呢？量子力学怎样同几何学结合呢？”我们知道，现代自然科学在研究一些看不见、摸不着的对象时，正是常常在实验的基础上假定某些东西（例如夸克）的存在。1963年，一个年青的物理学家盖尔曼提出所有重粒子是由三种基本粒子组成，即称为的夸克，很大程度上是作为黑格尔所说的“思维的客体”提出的。
而关于点和质点的科学，我们的想法是：如果把环量子或圈态看得比点或质点更基本，有关与点或质点不相适应的情况，就能用环量子的自旋得到说明。
一、关于点和环量子的历史
1982年美国斯坦福大学的物理学家布拉斯·卡布勒拉，在一次实验中进行了他认为是找到单极子的一项测量之后，全世界对磁单极子的捕捉都关注起来。然而整个问题始于19世纪所观察到的实用物理学上一种奇怪的不对称性，对象是产生电场的电荷，它有正负两种，是存在于空间的微观物质，产生电场并施加电动力；而平常的观察却没有发现相应的磁荷。磁场是由电路中运动（或在其轴上自转）的电荷所产生的，磁场线是穿过电路的闭合回路。依安培的说法，每一个小电流环就是一个小磁体。从这里就引出了点论和环量子的分野。我们认为现在的电场是点论，磁场是环量子论。磁单极子是以点论求环量子论，把自然发展的次序弄颠倒了，当然得不到结果。其次，把磁单极子看成孤立子，也正像水槽中的孤波，它的下半部立足于水槽的水中，即孤子类似半个环面或半个自旋，它的另一类往往是联系于它的场态。
另外，在理论中把电子看成是一个无维的几何点，电子的负电荷是集中在空间无延长度的一个点上，电荷就要以无穷大的力排斥自身，电子必然爆炸--这本来就是一个本征能量危机。后来，物理学家给电子的环量子论留下了余地。他们说，能请测不准原理出来帮忙，因为谁也没有办法准确地测定电子的位置，也不能证明电子确实是一个点，物理学家所知道的，只是电子位于一小块空间里。它在那里起伏着，振动着，或许是一个点，或许不是。一位科学家在电动力学的研究中还指出：一个高速自旋的电子，当其自旋的速度接近光速的时候，本身此文共有4页 上一页 1 2 3 4 下一页
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