QED中，四维力的概念不再有用

来源: 于 2011-08-13 15:30:29 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次 
在QED中，四维力的概念不再有用，相
对论性的力条件（16＇）分别由加在体系拉格朗日密度上的下列条件取
代：
1．必须是Lorentz标量；
2．必须具有定域的规范变换下的不变性。 （20）
随着杨－Mills非阿贝尔规范场理论的建立和Higgs对称性自发破缺机制
的发现，人们在七十年代相继成功地建立起了描写弱力及强力的相对论
力学，它们采取的也是量子场论的形式，分别称为QFD 和QCD。在QFD中
，相对论性的力条件（16＇）代换为：
1．必须是Lorentz标量；
2．必须具有定域的规范对称性。 （21）
在QCD中，相对论性的力条件（16＇）进一步代换为：
1．必须是Lorentz标量；
2．必须具有定域的规范对称性。 （22）

比 如中科大编写的《电磁学与电动力学》下册第223页说：“为了保证相对论动力学方程（8.6.9）的不变性，关键在于能将外力纳入四维矢量表示，很不幸， 经典力学中引入的大部分力，都无法满足这一要求，如引力就是如此……其他经常碰到的力，虽然本质上属于电磁力，但一经宏观表述后，也无法纳入四维矢量表 述。因此，一旦涉及这些力，动力学方程的形式及其导出的结果均随参照系的不同而改变（违反狭义相对性原理）。”
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再比如中科大编写的《电磁学与电动力学》下册第216页说：“如前所述，将电磁规律写成四维张量形式，在达到说明电磁规律满足相对性原理后，基本上就失去应用价值。”
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以上教材的观点，是否不妥？
顶

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2楼

按照相对论“四维力”的定义。四维力的大小在不同参照系中是不同的。似乎正好能够满足“将电磁理论中某些现象纳入相对性原理”的需要。

比 如，1、两个相对静止的电荷，在电荷系看来俩电荷之间仅仅存在库仑力（电场力），2、而在相对电荷运动的参照系看来，俩电荷之间除了存在电场力外，还有磁 作用力。而且2中的电场力和磁作用力的合力与1中的库仑力大小是不同的。这样就出现了矛盾，或者说电磁理论不满足相对性原理。

相对论定义了四维力后，上诉矛盾就不存在了。