46、統 一 場 論 是 什 麽?

    在十九世紀中期，人們就已經知道了四種能越過真空發生作用的現象。它們是：（1）引力；（2）光；（3）電吸引和電排斥；（4）磁吸引和磁排斥。


    乍一看來，這四種現象彼此之間似乎根本無關，似乎沒有什麽必然聯係。然而，在1864年到1873年這段期間內，蘇格蘭理論物理學家麥克斯韋從數學角度分析了電與磁的現象。他發現自己得出了一些帶有根本性的關係式——麥克斯韋方程組，它們既可以用來描述電現象，又可以用來描述磁現象，這證明兩者是互相關聯的。隻要發生某種電現象，就必不可免地要發生某種確定的磁現象，反過來也是這樣。換句話說，我們可以提出一種叫做“電磁場”的提法。這種電磁場存在於真空中，並在接觸到空間中的一個物體時，就按照它自己在接觸點上的場強來影響這個物體。


    不僅如此，麥克斯韋還證明，如果設法使電磁場以規則的方式發生振動，它就會從這個振動中心向各個方向送出一種輻射，輻射的速度等於光的速度。光本身就是這樣的一種“電磁輻射”。麥克斯韋還預言存在著其他形式的光，不過它們的波長分別要比普通光長得多或短得多。二十多年以後，這兩種光都被人們發現了。現在我們總是說整個“電磁波譜”。


    因此，本節開始時所提到的四種現象中，有三種（電、磁、光）已經結合成為一種場了。但還有引力場沒有被考慮到。這樣，我們就還有：（1）電磁場；（2）引力場。它們看起來似乎是兩種無關的場。


    然而，物理學家認為，如果隻存在一種場（這就是“統一場”），事情就會簡單得多，因此，他們一直在尋找一種既能描述電磁效應，又能描述引力效應的理論，以便能夠用一種場的存在去描述另一種場存在的本性。


    不過，現在看來，即使發現了這種能把電磁效應和引力效應結合起來考慮的方程組、我們也還是沒有找到真正的統一場：自1935年以來，又發現了兩種新的場。這兩種場都隻對亞原子粒子才有影響，而且隻在不大於原子核直徑的距離內才起作用，它們就是“強相互作用”和“弱相互作用”。


    真正的統一場論必須能把已知的這四種場都解釋清楚才行。