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不仅引力场方程不是从变分原理得到任何动力学基本方程都不是从变分原理得到的。变分原理的作用只是事后的校准说是马后炮也不为过。在应用变分原理的时候你必须设置作用量的形式,而作用量的设置有无数种,在不知道场方程或动力学方程的具体情况下,你无法判断哪个作用量正确,也就是说作用量本身需依赖所要导出的动力学方程,在不知道动力学方程的情况下无法确定作用量的形式。历史上爱因斯坦场方程完全不依赖于变分原理,希尔伯特用变分原理推导爱因斯坦场方程时爱因斯坦方程已经完整建立,希尔伯特是在知道场方程的具体情况下设置的作用量。拉格朗日用变分原理推导牛顿定律时牛顿定律早已建立, 没有牛顿定律拉格朗日变分不出牛顿定律。电磁场作用量也是在知道麦克斯韦方程的情况下设定的,先有麦克斯韦方程然后才有电磁场作用量或拉格朗日密度。
有些教科书刻意拔高变分原理的作用,本末倒置,掩盖历史事实,混淆逻辑次序,所谓 f(R)的修改引力理论,其本质是根据自已想要的结论设定作用量,然后打着变分原理的旗号煞有其事的推演一番,故意营造从第一原理得到所要结论的氛围和错觉,实属误导和数学包装下的自欺欺人的循环论证,结果毫无意义。这种情况在现代物理里屡见不鲜,借助变分原理故弄玄虚,用冗长的数学演算掩盖物理内容的贫乏。变分原理不能成为第一原理,永远处于从属地位。但这不是说变分原理一无是处,正是利用它帮助人们找到场的作用量和场的拉格朗日密度,进而确定场的正则动量,实现场的正则量子化。但场正则量子化的正确性或者说它的可行性体现在它与一次量子化量子力学处理的多体系统方案的完全一致上,因此本质上仍然是事后的校准,不过使量子化步骤更简洁而已。
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GMT+8, 2026-10-16 07:18
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