统一场论应用范围？

什么是统一场论？有什么本质特征和理论缺陷？

统一场和统一场论是物理学范畴，是试图将物质运动规律的状态以场的形式加以概括的自然科学。统一场原指把电磁场和引力场统一起来的物理学理论，现在已发展为，把自然界中已发现的四种相互作用——引力相互作用、弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用统一起来的理论。笔者以为，这是一种十分狭隘的观念，不仅忽略了社会场、意识场、生物场的存在，也忽视了经济场、价值场的存在。

（一）什么是统一场论？有什么本质特征？

这里所讲的统一场和统一场论，不同或者说有别于纯的物理学意义上的场，可以认为是对物理学意义上的统一场、统一场论的广义理解。笔者以为，传统物理学所讲的统一场还不能说是真正意义上的统一场，而只能说一种狭隘的物理场，因此物理学所讲的统一场论也就自然成为狭义的统一场论。

1、什么是统一场论？包括那些内容？

统一场论的研究始于爱因斯坦，他在完成了狭义相对论和广义相对论之后，便着手建立引力场与电磁场统一的理论。爱因斯坦坚信，自然界物质运动规律性的简单、和谐与统一，并极力追求反映这种物质运动规律的简单、和谐与统一的理论体系。但是，由于客观条件不成熟，他几乎付出了后半生的全部经历，但也未能获得有价值的成果。当然，坚信物质运动规律统一性的，不是只有爱因斯坦。

伟大的革命导师恩格斯同样是一位坚信物质运动规律统一性的人物。为此，在他的晚年，也致力于自然界物质运动规律统一性研究，并著有不朽的历史篇章《自然辩证法》。由于受条件的制约，这本书最后没有完成，而且只有少量的文稿问世。但笔者坚信，恩格斯才是真正的研究统一场论的世界第一人。如此也就说明，对物质运动规律统一性的研究，不仅是自然科学的事，也是社会科学的追求。

1958年，德国物理学家海森堡进一步提出了把所有的基本粒子场统一起来的思想，在德布罗意之后，创立了矩阵力学和测不准关系。但同样由于受到客观条件的限制而未取得令人满意的和具有说服力的成果。不过他能够将各种粒子场与传统物理学意义上的电磁场统一起来，已经是一件相当了不起的事情。其实，早在1923年，他能提出原子核是由中子和质子组成的，就来源于他对统一场的认识。

笔者以为，所谓矩阵描述的其实就是一种物理学意义上的统一场。根据矩阵，海森堡才认识到波尔的轨道假说实验根据不足，得出“虚构”的结论。如果电子有“轨道”，应该在原子的“定态”特性和“辐射”特性种表现出来。因此，他抛弃了轨道说。矩阵力学不仅克服了波尔原子模型的局限，也为物理学统一场论的创立打下坚实基础。但不幸的是，他的矩阵力学却遭到爱因斯坦理论物理的挑战。

1967年，美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆建立了弱相互作用与电磁场相互作用的规范理论，使物理学意义上的统一场论的研究获得了一个鼓舞人心的成果。现在许多物理学学家正在探求把四种自然力统一起来的规范场论的研究，这是当代物理学的一个重大课题。但笔者以为，这更是哲学研究的重要课题而绝不能把它看成是单一的物理学。因为，哲学能从更高深层次反映物质世界的“统一”性。

2、统一场论的本质？为何试图揭示运动模型？

在对统一场论的研究过程中，有种现象令人匪夷所思，那就是，晚年的爱因斯坦和同样是晚年的海森堡都去研究这个问题去了，而且也都没有取得令人满意的成果。如此，笔者不禁要问，是什么原因造成这种现象的发生？难道是偶然的吗？如果两人都不认为、意识到统一场是客观存在的，那么作为科学巨匠的他们，绝不会不约而同地去做同一件事情。如此，他们两个人究竟想发现一些什么东西？

笔者以为，他们一定是想发现一种能够概括物质世界运动状态的东西——物质运动模型。 物质运动真的会存在一个“模型”吗？是的，回答是肯定的。其实，关于物质运动模型的研究，在很早的时候就开始了。中国古代的哲学巨著《易经》，就是一本专门研究和探讨物质运动模型的理论专著，而与统一场相比，它无非是一部完全建立在人类思维基础上的东西，而未建立在自然科学的基础上罢了。

随着现代科学事业的不断发展与进步，人类对客观世界的认识可谓越来越深，越来越广，尤其是显微镜、望远镜的发明，人类已经能够观察到200亿光年以内的物质世界和分子、原子、粒子的内在结构。这样就大大扩展了人类的视野。于是，人类对客观物质世界的认识，便由全凭想象上升为真正意义上的“模型”的基础上。于是，在现代物理学科学领域，包括“夸克模型”的各种模型便建立起来。

什么叫模型？模型就具有规律性的客观事物、物质的存在状态与运动状态、运动趋势，当然需要对客观物质的运动规律予以客观反映，否则也就谈不到模型。可是，这却是一件不容易能办到的，因为它不仅要求研究者有扎实的自然科学知识、社会科学知识，还要求研究者在这些科学知识的基础上具有超长的想象力。正由于如此，科学巨匠爱因斯坦曾深有感触地说：“想象力甚至比知识更重要”。

然而，令人遗憾的是，由于自然科学家均存在着自身无法克服的“自然属性”，而常常把自然科学研究与社会科学研究割裂起来，尽管爱因斯坦曾经认为自己是哲学家，但由于他没把统一场扩大到社会科学领域，结果也就自然错过发现“广义场”的契机。试想，一个未能将生物场、社会场、文化场和经济场、资源场、资本场、价值场等纳入其研究领域的所谓场，能具有或能被称为“运动模型”吗？

（二）统一场论的理论缺陷？为何须将其拓展到社会学领域？

唯物主义之所以能够在世界哲学界、理论界独树一帜，其中有一个非常重要的原因是：它一直能不断地从其他科学研究成果中、即从自然科学、社会科学成果中汲取营养；自然科学发展是否不需要从哲学、社会科学中汲取营养？回答是否定的，而任何伟大的和有成就的科学家都首先是一位博学家。

1、统一场论所以无果一定存在深刻的原因

笔者以为，晚年的爱因斯坦和海森堡之所以会不约而同地对统一场论的研究产生浓厚的兴趣，其中一定有一个十分重要的原因或者说有一个共同的动力在支配着。如果要分析，我看不外乎有以下几点：第一，作为天才的物理学家，在几十年对天体力学、原子力学的研究过程，他们一定意识到，客观物质世界一定有一个统一场的存在。否则，他们二人也不会，更不可能，去做那种徒劳无益的事。

第二，长期以来，科学家对统一场的研究之所以劳而无果，或者说没有什么大的成果，一定存在某种理论上的缺陷。当然，其中肯定有客观条件尚不成熟的原因，比如存在检测设备的所谓的“宏观”与研究对象的“微观”的“矛盾”。但是，笔者以为，这还不能说是一个根本原因。爱因斯坦本人也认为：“理论物理没有必要一定要建立在可观察量的基础上”，既然如此，那么，问题究竟出在哪里呢？

回答只有一个，那就是：出在了科学家自己的大脑里。比如，他们没能跳出自然科学的小圈子。同样是诺贝尔物理学奖获得者的杨振宁教授在一次学术会议上，面对新世纪的自然科学与社会科学的融和趋势，他深有感触地说：“21世纪的物理学，将是哲学……。”请问，杨振宁教授怎么会得出这样一个结论？笔者以为，这绝不是偶然得知，而是作为一位科学家，对物理学出路深刻反思的结果。

现代天文学、天体物理学研究证明，几乎所有的星际物质都曾经经历过“大爆炸”，可以说它们都是“大爆炸”的产物。可是，笔者却要问的是，引起“大爆炸”的力是什么？难道是引力吗？显然，它是一种与引力完全相反的力——斥力。如果说引力的大小与物体的质量有关，难道斥力的产生就与物质质量没有关系了吗？我们知道，斥力不仅产生于星际物质“大爆炸”的时刻，也产生于宏观、中观、微观物质的运动中。如此，是否可以说，斥力只与电场、磁场有关而与物质质量的大小没关系？

在主要由反物质组成的物质世界里，物体是否就没有质量了呢？如果有，这种质量是否也产生引力场？世界上为什么只有“引力场”而没有“斥力场”？为什么只有主要由物质组成的星体就没有主要由反物质组成的星体？引力场难道是唯一的、孤寂的场吗？因此，笔者以为，在主要由反物质组成的世界里，不仅存在斥力场，而且还存在反时间、反空间——存在与运动状态与我们所知的正好相反！

当然，这种场不同于由电场、磁场所形成的那种斥力场（表现为“同性相斥”的那种场）。什么意思呢？就是说，在宇宙中，还存在着非同于电场、磁场的而产生的那种斥力场，笔者把它称为“反引力场”。如果没有搞错，我们所了解的这个宇宙就是在被“反引力场”包围，而在大尺度的时空范围内，天体所以能够保持固有的存在与运动状态、存在与运动趋势，是由于受到这个“斥力场”的反作用。

因此，笔者便得到下面一个重要结论：第一，一切形式的物体之所以会运动就因为都存在于一定的物质场中。第二，在同样的物质场中，质量越小的物体其运动速度也就越快。第三，与参照物越来越近的物质，其运动均可以理解为是引力场作用的结果；反之，则是斥力场作用的结果。第四，引力场与斥力场是相对而言的，即同一物体运动在相反的观察点上时，会表现出引力和斥力两种物质属性。

2、为何需要将统一场论拓展到社会学领域？

20世纪初，列宁高度概括了物理学的新发现，提出了电子也是无限可分的，并对物理学危机进行了分析，认为物理学危机实质上是物理学家陈旧思想的危机。爱因斯坦也曾经说：物理学所面临的困难将迫使物理学家比其前辈更加深入地去探讨和掌握一些哲学问题。“与其说我是物理学家，不如说我是哲学家。”过70岁生日时，学者为爱因斯坦出版了《阿尔伯特·爱因斯坦：哲学家——科学家》一书。

尺子自身是无法丈量自己，原因在于“没有比较便没有鉴别”。因此，不管是自然科学还是社会科学，不同学科之间的沟通、比照是完全必要的，因为从存在、运动、发展、转化的角度上去看，人类社会是自然界演化的结果。因此，它要求我们的理论工作者、科学工作者要建立起科学世界观、发展观而不是仅凭个人的想象来杜撰一些事，向公众发表一些自以为是的观点，然后再强迫人们去接受。

自然科学与社会科学本来就没有本质区别，有的也仅仅是一些微妙差异而已。最直接的理论根据是，物质世界原本就是一个高度统一体，压根不存在本质区别而只存在内在联系而已。就是说，从物质产生、存在、发展、演化的角度上去看问题，人类社会是自然界的一个重要的组成部分，无论怎样也不能将它们割裂开去。也就是说，物理学意义上的各种场与经济社会意义上的场是统一的物质场。

什么叫统一场论？只能解释自然界物质场而不能解释人类社会的物质场成吗？就算成，那也是简单、具体、片面的场。大家知道，在自然界物质体系中，发现的那些微观物质我们都能够从人体的各部位中找到，比如人体就是由大量的生物分子、大分子组成，而几乎所有的分子又是由原子、粒子等形式构成。于是，从这个意义上说，人体其实也就是各种微观物质、物质场相互作用形成的生物场。

至少，谁也不能否认，人体是物质、是由物质构成的；至少，谁也不能否认，由人与人组成的经济社会、文化形式、也需要由各种不同的物质构建；至少，谁也不能否认，人类经济社会是物质世界一个不可缺少的物质系统，而一旦缺少，那便是一个不完整的物质世界。千万不要以地球人类的存在是一个孤立的现象，宇宙之大是我们地球人无法想象的事情，就更不要说可能有“反宇宙”的存在。

在人类社会同样存在许多场的形式，比如社会就是一种场，不要说在社会种、物质场中还有许多以场的形式存在的各种小物质场。宇宙、星云、星系、生物、细胞、分子、原子、粒子等难道不是以场的形式存在着？谁能给找到一种不存在场的物质？传统物理学由于把物质决定、形成的经济社会的研究排除在场的研究范围之外，所以，人们也就自然得不到一个“统一场”，也就更不要说“广义场”。

原理简介
　　从相互作用是由场（或场的量子）来传递的观念出发，统一地描述和揭示基本相互作用的共同本质和内在联系的物理理论。迄今人类所知的各种物理现象所表现的相互作用，都可归结为四种基本相互作用，即强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。
详细内容
　　阐明自然界各种相互作用的性质和规律，本是物理学基础研究的一个极其重要的方面。而追求建立相互作用的统一理论，则是出于对物质世界的统一和谐的坚定哲学信念和要竭力探求事物内在本性的顽强欲望。A.爱因斯坦把他后半生的精力献给了这一事业。在他的深刻思想的影响下，统一场论已成为20世纪物理学的重要研究方向。
理论发展
　　早期的（引力－电磁）统一场论研究 19世纪中叶J.C.麦克斯韦的电磁场理论统一了电的作用和磁的作用；它是历史上第一个几种相互作用的统一理论。20世纪初，爱因斯坦破除I.牛顿的引力论中超距作用观念，把场的观点引进引力理论而创立了广义相对论(1916)。其后不久，便出现了以统一引力场和电磁场为目标的统一场论研究热潮，而当时人类知道的基本相互作用只有引力作用和电磁作用。　　由于在广义相对论中引力场被描述为时空的弯曲，因此，设法进一步把电磁场也和时空的其他几何属性联系起来，便成为那时统一电磁作用和引力作用的各种理论方案的中心思想。例如，H.韦耳把电磁场和时空的尺度变换相联系；T.F.E.卡鲁查和A.克莱因则把电磁势当作五维时空度规张量的部分分量；而爱因斯坦则将时空的度规或联络从对称的推广为不对称的，然后把不对称部分同电磁场联系起来。物理学的几何化，可说是早期统一场论研究的一大特色，此外，所有这些理论方案都只考虑经典场论（即宏观的引力和电磁现象），没有涉及场的量子效应。
　　经过大约20年的努力，所有统一电磁场和引力场的尝试都没有获得成功，但对于数学中微分几何的发展却有很大推动。随着量子论的兴起，物理学主流转入微观领域，早期统一场论的研究到30年代末渐趋衰落，只有爱因斯坦坚持不懈直至逝世。　　海森伯的统一场论方案 50年代初，人们已经认识到，自然界的基本相互作用还应包括微观粒子之间的强相互作用和弱相互作用；统一场论的目标也随之扩大。那时W.K.海森伯曾提出一个非线性的旋量场方程，企图从它导出基本粒子的质量谱并解释它们的相互作用性质，但也始终未成功。
　　电弱统一规范理论 从50年代末起，统一场论的研究又走向高潮，这是理论和实践两方面的新的发展所致。
　　1954年杨振宁和R.L.密耳斯把电磁作用是由定域规范不变性所决定的观念（这原是韦耳统一场论的合理内核,不过时空尺度变换应改为带电粒子的相位变换）,推广到不可对易的定域对称群。这就揭示出规范不变性可能是电磁作用和其他作用的共同本质，从而开辟了用规范原理来统一各种相互作用的新途径。而后，实验上又弄清弱作用是普适的V-A型相互作用,和电磁作用有许多共同特点，这就促使人们开始认真考虑它们的统一问题。经过许多科学家近20年的共同努力，电弱统一理论取得了很大的成功。
　　现在大家接受的电弱统一理论，是一种自发破缺的规范理论。弱作用和电磁作用都是由规范原理所要求的场（即规范场）来传递的，这自然地解释了二者的共性（普适性和矢量型）。与弱作用相联系的规范对称性又是自发破缺的，通过黑格斯机制使传递弱作用的中间玻色子获得了很重（约10eV/c）的质量，这便解释了弱作用同电磁作用的差异（前者力程短、耦合弱）。自发破缺规范理论还有一大优点，即在量子化后做进行微扰计算中出现的发散困难是可重正化的。
参考资料 http://baike.baidu.com/view/162329.htm?fr=ala0_1_1