物质波波函数相位的物理意义及规范变换（11)

              赵国求

华中科技大学—WISCO联合实验室 武汉:430080

zhao66@126.com

摘要:自由粒子整体规范变换规范不变性显示，粒子受力状况不变，运动状态不变。自由粒子从整体规范变换过渡到局域规范变换，粒子受力状况发生了变化，运动状态发生了变化。这是局域规范变换规范不变性遭破坏的物理原因。局域规范变换中，通过协变导数引进规范场是让粒子恢复自由状态，实现规范不变性引进的抵消作用。粒子加速运动既与建于粒子上K′系的时空均匀、平直性遭到破坏对应，也与物质波频率及波长是时空坐标的函数对应。与传统作法不同，如果中性自由粒子在引力场中自由下落，则规范变换理论可引入到引力场。

关键词:  物质波  相位  规范场  引力场  规范变换  空间梯度

一、狭义相对论与量子力学的关系

1、牛顿力学中的质点属性及时空特征

时间、空间是物质的存在形式，既没有脱离物质的时空，也没有脱离时空的物质[1]。物理学对物体运动状态的描述，理应包含对物体自身时空特征的描述。物体的运动状态及物体自身的时空特征，必须通过观察发现。观察需要观测信号，物体运动状态及其时空特征，必然带有观测信号的烙印。

任何具体物体都绝不会是质点。当用信号去观察它时，物体自身的时空特征，必然与物体的运动状态及观察信号的性质、强弱和作用的传播速度相关。牛顿力学建立力学体系时，在从参照物到坐标系的抽象中，任何物体都抽象成了质点。质点模型将物体自身的几何形象及运动中形象的变化忽略不计，实际等于忽略运动及观察信号对物体自身时空特征的影响。抽掉运动及观察信号对参照物时空特性的影响就是抽掉运动及观察信号对建在其上坐标系时空特性的影响。因此，牛顿力学中时空永恒不变，只是物体运动表演的空洞舞台。

这是宏观低速运动对时空的简化与抽象，理论与宏观经验相符。

牛顿时空是欧氏均匀平直时空，时空度规是欧氏平直度规。相对匀速运动坐标系间的变换是伽利略变换。物理定律在伽利略变换下具有协变性，相对性原理成立。

(注:全文发表于科学研究月刊:2007)