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一部为科学实在论作辩护的当代物理学思想史——曹天予的《二十世纪场论的概念发展》一书评价

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自然辩证法研究 1998年第1期14卷 66-70页

作者：范岱年

一部为科学实在论作辩护的当代物理学思想史——曹天予的《二十世纪场论的概念发展》一书评价ＴｉａｎＹｕＣａｏ，ＣｏｎｃｅｐｔｕａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆ２０ｔｈＣｅｎｔｕｒｙＦｉｄｌＴｈｅｏｒｙ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ... 详细信息

一部为科学实在论作辩护的当代物理学思想史——曹天予的《二十世纪场论的概念发展》一书评价ＴｉａｎＹｕＣａｏ，ＣｏｎｃｅｐｔｕａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆ２０ｔｈＣｅｎｔｕｒｙＦｉｄｌＴｈｅｏｒｙ，ＣａｍｂｒｉｄｇｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，１...

关键词：场论电动力学物理学实在论场纲领电磁场理论电磁学洛伦兹不变性规范不变性理论实体本体论辩证唯物主义二十世纪概念思维形式

费米子家族新成员——突破传统分类的三重简并费米子的实验发现

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物理 2017年第8期46卷 549-551页

作者：吕佰晴钱天丁洪中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 量子物质科学协同创新中心北京100190

1928年,著名理论物理学家狄拉克（Dirac）提出描述带有相对论效应电子态的狄拉克方程。第二年,外尔（Weyl）指出狄拉克方程无质量的解描述的是一对具有相反手性的新粒子,这就是外尔费米子。1937年,马约拉纳（Majorana）预言,当狄拉克方... 详细信息

1928年,著名理论物理学家狄拉克（Dirac）提出描述带有相对论效应电子态的狄拉克方程。第二年,外尔（Weyl）指出狄拉克方程无质量的解描述的是一对具有相反手性的新粒子,这就是外尔费米子。1937年,马约拉纳（Majorana）预言,当狄拉克方程加上反粒子是自身的限制条件后,则描述的是另一种类型的费米子,即马约拉纳费米子。

关键词：费米子狄拉克方程马约拉纳简并洛伦兹不变性外尔传统分类 Dirac 理论物理学家三重

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非对易空间中相对论性粒子运动速度的研究

非对易空间中相对论性粒子运动速度的研究

作者：王康北京化工大学

学位级别：硕士

空间的非对易性是当前理论物理研究的热点问题之一。已有的研究表明,非对易性会破坏洛伦兹不变性,因为在非对易空间中,电磁波沿着不同方向传播的速度不同,在特定的方向的传播速度会大于真空中的光速。从量子力学的角度看,已有的研究仅... 详细信息

空间的非对易性是当前理论物理研究的热点问题之一。已有的研究表明,非对易性会破坏洛伦兹不变性,因为在非对易空间中,电磁波沿着不同方向传播的速度不同,在特定的方向的传播速度会大于真空中的光速。从量子力学的角度看,已有的研究仅仅涉及到静止质量为零的粒子—光子,对于非对易空间中具有静止质量的粒子是否会破坏洛伦兹对称性尚未涉及,本论文在此方面做一些探索。判断洛伦兹不变性是否被破坏,可以通过考查粒子的运动速度是否超过真空中的光速。在本论文中,我们以相对论性Dirac方程和Duffin-Kemmer-Petiau(DKP)方程为出发点,分别研究具有静止质量自旋为1/2,0和1的带电粒子与磁场耦合时波包在普通空间和非对易空间中的运动速度问题。我们首先分别在普通空间和非对易空间中精确求解了由Dirac方程和DKP方程描述的自旋为1/2和0,1的带电粒子与磁场的相互作用模型。在此基础上,我们研究了粒子波包在空间中的运动速度。我们的研究表明,对于普通空间中的粒子,相对论性粒子的波包运动速度都不可能超过真空中的光速,该结论的正确性与粒子的自旋和磁场的强度无关。但是在非对易空间中,当磁场足够强时,粒子的波包在非对易空间中运动的速度可以超过光速。这意味着,对于具有静止质量的相对论性粒子,空间的非对易性也会破坏洛伦兹不变性。因此,我们的研究不仅丰富了对空间非对易性破坏洛伦兹不变性的研究,也为类似的的研究提供了可借鉴的方法。

关键词：非对易空间相对论运动速度超光速洛伦兹不变性

Einstein-Aether理论中的3维最大对称解

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Einstein-Aether理论中的3维最大对称解

作者：马文轩华东师范大学

学位级别：硕士

Einstein-aether理论是一个广义协变模型,其局域洛伦兹不变性被一个动力学单位类时矢量场!——“aether”破坏。该模型使研究优选参考系效应(如“可变光速”或高频色散)的引力和宇宙结果成为可能,同时仍是一个保持广义协变的引力度规理... 详细信息

Einstein-aether理论是一个广义协变模型,其局域洛伦兹不变性被一个动力学单位类时矢量场!——“aether”破坏。该模型使研究优选参考系效应(如“可变光速”或高频色散)的引力和宇宙结果成为可能,同时仍是一个保持广义协变的引力度规理论。本论文将注意力限制在aether的有效理论上,该理论作用量仅涉及反称导数。这样,aether有两个无质量横向激发,该模型的解包括所有广义相对论的真空解。因为Newton和Einstein的引力理论无法解释完全由重子和辐射组成的宇宙动力学。为了能够理解星系、星系团和整个宇宙的性质,引入暗物质的存在变得司空见惯。另一种方法是修改引力场方程,以适应观测。我们的研究动机是在各向同性坐标下计算,得到了Einstein-aether理论在2+1维中的一些最大对称非旋转解。在Ricci和Kretschmann标量中找不到曲率奇性,而通过固定一些积分常数可以避免锥形奇点。

关键词：洛伦兹不变性类时aether矢量奇点最大对称解

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物理增强的控制方程机器学习发现方法

物理增强的控制方程机器学习发现方法

作者：陈超哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

偏微分方程(Partial Differential Equations,简称PDE)在许多科学和工程领域起着十分重要的作用,例如流体力学中研究的纳维-斯托克斯方程,电动力学中麦克斯韦建立的麦克斯韦方程组,量子力学中的薛定谔方程以及广义相对论中的爱因斯坦场... 详细信息

偏微分方程(Partial Differential Equations,简称PDE)在许多科学和工程领域起着十分重要的作用,例如流体力学中研究的纳维-斯托克斯方程,电动力学中麦克斯韦建立的麦克斯韦方程组,量子力学中的薛定谔方程以及广义相对论中的爱因斯坦场方程等。传统方法推导潜在的偏微分方程主要是通过守恒律、物理原则以及经验观察等,这种基于第一性原理的推导产生了许多经典的物理模型,例如流体力学中的纳维斯托克斯方程是基于牛顿第二定律推导出来、热力学中的热传导方程是基于能量守恒定律推导所得。但是仍有许多复杂的系统无法进行定量分析描述,甚至无法选择合适的变量进行表征,例如神经科学、流行病学、金融和生态学等。由于近来传感器技术、存储技术以及计算能力的迅速发展,大量的数据可以被收集、存储和处理,从而为从数据中发现潜在的物理规律(偏微分方程)提供了新的机会。尽管目前数据驱动发现偏微分方程取得了较大进展,但是已有的文献主要是针对发现方法的改善,而对于发现方程这一过程本身,包括库的建立原则以及如何融入已有的物理先验知识却并没有实质性进展。本文通过严格的公式推导,分别基于伽利略不变性和洛伦兹不变性提出了新的物理增强的控制方程机器学习发现方法:Galileo Symbolic Neural Network(简称GSNN)和Lorentz Symbolic Neural Network(简称LSNN),解决了如何在发现方程中嵌入物理约束问题。首先,引入发现偏微分方程的卷积符号神经网络(Partial Differential equations Neural Network,简称PDE-Net)方法。PDE-Net首先根据卷积算子与差分的关系来计算所需要的偏导数,然后将计算完成的基本项输入到符号神经网络中,由基本项相互组合产生更多的候选项,发现方程即从候选库挑选合适的项,从而重构控制方程,同时在时间序列上采用欧拉迭代的格式,因此可以堆叠多个模块来降低噪声的影响和提高发现的精度。PDE-Net的输入为当前时刻的物理场的信息,输出为下一时刻的物理场的信息,物理场的数据以均方误差的形式表示网络的第一个损失函数,其次通过设计和训练卷积算子可以使得偏导数达到期望的计算精度,这是第二个损失函数,动量损失函数,最后为了防止过拟合以及保证网络有更好的预测精度,需要对网络参数施加稀疏性约束,从而产生第三个损失函数。其次,考虑如何在发现方程过程中施加物理约束,自然界中物理规律需要满足的约束有能量守恒,电荷守恒,动量守恒,质量守恒等。在牛顿力学中,所有物理规律(控制方程)都需要满足伽利略不变性,即物理规律在伽利略变换下其数学形式保持不变,例如流体力学中的纳维-斯托克斯方程就是通过牛顿第二定律推导所得,由于牛顿第二定律满足伽利略不变性,因此纳维-斯托克斯方程也满足伽利略不变性,首先通过Burgers方程为例推导伽利略不变性基本过程,从而得出为了满足伽利略不变性的基本要求,提出构建候选库的基本原则,为牛顿力学体系下的发现方程施加物理约束,以二维Burgers方程为例进行数值实验,验证施加物理约束具有更好的精确性和简约性,相比于传统的方法PDE-Net。最后,在狭义相对论体系下,所有的物理规律都需要满足洛伦兹变换下的协变性,例如电动力学中麦克斯韦推导的麦克斯韦方程组因为不满足伽利略不变性,从而引发了研究人员进一步探索推导出了洛伦兹不变性。首先通过正弦-戈登方程为例,推导满足洛伦兹不变性所需要的要求,重新构建满足洛伦兹不变性的基本库,并通过单个克莱因-戈登方程和耦合的克莱因戈登方程为例进行数值实验,验证施加该物理约束同样具有更好的精确性和简约性,从而使得发现出来的方程更能符合基本的物理规律要求。

关键词：物理增强发现方程符号神经网络伽利略不变性洛伦兹不变性

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不同参数下的庞加莱晶体性质比较

浙江师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期47卷 29-35页

作者：王能正王沛浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江金华321004

洛伦兹对称性作为相对论中的基本时空变换,在凝聚态物理中却鲜有应用.为了研究具备洛伦兹对称性的庞加莱晶体理论,构造了不同参数下的庞加莱晶体模型,通过离散庞加莱对称群的幺正表示和多体理论,计算了它们的色散关系、Floquet有效哈密... 详细信息

洛伦兹对称性作为相对论中的基本时空变换,在凝聚态物理中却鲜有应用.为了研究具备洛伦兹对称性的庞加莱晶体理论,构造了不同参数下的庞加莱晶体模型,通过离散庞加莱对称群的幺正表示和多体理论,计算了它们的色散关系、Floquet有效哈密顿量及推迟格林函数.结果发现,在不同参数下,色散关系一致表现出不规则锯齿形状,有效哈密顿量存在着周期性的长程跃迁,传播子表现出回声结晶化现象.该发现加深了对庞加莱晶体性质的理解.

关键词：离散洛伦兹对称洛伦兹不变性有效哈密顿量庞加莱晶体回声结晶化

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狭义相对论问题的总结和广义相对论的问题

南昌大学学报(理科版) 1984年第1期 25-40页

作者：刘朝阳

1、我们在上面讨论了一些关于相对论的基本问题,主要是对于狭义相对论,而广义相对论则谈得比较少,这是由于下述两种理由。一是正如易尔马兹所着重指出的那样,广义相对论并没有在现代物理学里找到一些重要的应用,而狭义相对论则对目前... 详细信息

1、我们在上面讨论了一些关于相对论的基本问题,主要是对于狭义相对论,而广义相对论则谈得比较少,这是由于下述两种理由。一是正如易尔马兹所着重指出的那样,广义相对论并没有在现代物理学里找到一些重要的应用,而狭义相对论则对目前物理学的情形有一种深远的影响。二是广义相对论是由狭义相对论推广扩充而组成的系统,而我们的主

关键词：广义相对论狭义相对论质能关系洛伦兹变换质速关系现代物理学引力场欧几里得空间洛伦兹不变性几何动力学

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爱因斯坦对理论物理学的影响

自然辩证法通讯 1981年第2期3卷 27-33页

作者：杨振宁乐光尧美国纽约州立大学石溪分校

对称性支配相互作用,几何学位于物理学的核心,形式的美在描述世界中起着一定的作用,这些都是对当代思想产生了深刻影响的识见。

关键词：爱因斯坦理论物理学非阿贝尔规范场广义相对论对称性支配相互作用物理学家洛伦兹不变性对称性原理电磁学规范不变性

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关于第五种力的讨论

物理 1986年第7期 451-453页

作者：张元仲中国科学院理论物理研究所