第五百八十五章 非阿貝爾規範場論－楊－米爾斯理論（量子力學）(第2/3頁)

同位旋只不過是中子和質子質量大致相等，但是有精細的差別。這恐怕也是其他物理學家望而卻步的原因了。很多人都寄希望於這是電磁汙染，但情況不是那個樣子的。”

楊振寧說：“那我們就是沒有很好的理解強子這個東西。”

1954年，兩個人的神功沒有練成。

1964年，蓋爾曼和茨威格提出夸克的結構，最終描述強力的理論稱之為量子色動力學（qcd）。

夸克有六種（上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克），每一種夸克也稱為一味，質子和中子之間的微小質量差異是就是因為上夸克和下夸克的質量不同。另外，每一味夸克都有三種色（紅、綠、藍），比如上夸克就有紅上夸克、綠上夸克和藍上夸克，這不同色的同種夸克之間質量是完全相等的，這是一種完全精確的對稱，這種色對稱最後決定了強相互作用。

1967年，後來有溫伯格根據SU（2）xU（1）練就了弱電統一理論，這卻也是對稱的，於是，他們索性不去單獨建立描述弱力的理論了，轉而直接去建立統一弱力和電磁力的弱電統一理論。而最後在弱電相互作用中真正起作用的是（弱）同位旋——超荷這個東西。

泡利心裡覺得這裡產生了災難，就是關於質量的問題，泡利對楊振寧說：“玻色子是專遞作用力的，局域規範對稱場也需要有玻色子這個東西傳遞作用力，但規範場之間力的傳遞需要跑無限遠的質量為零的玻色子。”

楊振寧思索著泡利的話，畢竟自己也是在1941年看到泡利文章後，自己才入坑對規範場論感興趣的。楊振寧認為規範場就是完全詮釋了“對稱決定相互作用”的完美代表，那麼還有什麼比基於規範不變性這種深刻對稱的楊-米爾斯理論更能描繪上帝的思想呢？

泡利繼續說：“那局域規範對稱性要求規範玻色子是零質量的，但是強力、弱力的短程力事實似乎要求對應的規範玻色子必須是有質量的，怎麼辦？你知道嗎？我不想研究這個問題了，”

楊振寧想要堅持到底！

成功描述強力的量子色動力學的核心就是夸克模型+楊-米爾斯理論。在楊-米爾斯理論這同一個框架下描述電磁力、強力和弱力，這是物理學的偉大勝利。但楊-米爾斯理論不等於標準模型，沒有夸克模型你拿著理論也不知道怎麼用，它是一個數學框架。

傳遞相互作用的粒子都叫規範玻色子，每一個群都有跟他對應的規範玻色子，只要你把這個群確定了，這些規範玻色子的性質就完全確定了。比如在U（1）群裡，規範玻色子就只有一個，那就是光子；在SU（3）群裡，理論計算它的規範玻色子不多不少就是8個，然後實驗物理學家就根據這個去找，然後真的就找到了8種膠子。

楊振寧首先解決第一個問題，在描述強力的量子色動力學裡，我們注意到傳遞夸克間作用力的膠子本來就是零質量的，零質量跟規範對稱性是相容的。那但是，如果這樣的話，零質量的玻色子應該對應長程力啊，為什麼強力是短程力（只在原子核裡有效）呢？

後來發現了漸進自由。漸近自由是夸克之間的距離很遠的時候，它們之間的作用力非常大，一副誰也不能把它們分開的架勢，但是一旦真的讓它們在一起了，距離很近了，它們之間的相互作用力就變得非常弱了，好像對面這個夸克跟它沒任何關係似的，活脫脫的一對夸克小情侶。這樣在量子色動力學裡，零質量的規範玻色子就和強力的短程力沒有衝突了。

下一個問題就是，漸近自由解釋了為什麼膠子是零質量但是強力確是短程力，那麼傳遞弱力的w和Z玻色子可是有質量的。有質量的話短程力是好解釋了，但是我們上面說有質量的規範玻色子會破壞規範對稱性，這規範對稱性可是楊-米爾斯