:在局部區域,或者在滿足相應拓撲條件的單連通空間內,因為磁場無源∇·B=0,可以引入一個矢量場A,使得B=∇×A。】
【核心問題:如果A的取值根本不唯一,它到底算不算是一個有意義的物理量?還是僅僅隻是數學家為了方便解偏微分方程而玩弄的一個代數花招?】
第四次廢土後期的他,其實為了應付自己內心的疑問,曾經把教材上關於規範自由度的定義背得滾瓜爛熟。
隻要你給現有的A加上任意一個標量函數X的梯度,變成新的A'。
A'=A+∇X
然後你再去求它的旋度,因為任何標量梯度的旋度恒等於零,所以算出來的磁場B依然是原來的那個B,分毫不差。
這在物理上被稱為規範自由度。
甚至在時變電磁場裡,電勢φ和矢量勢A可以手牽手一起做聯合的規範變換。
隻要它們按照這個規則變,最後算出來的真實電場E和真實磁場B就能保持絕對的物理不變性。
這些話,這些公式,全都對。
在邏輯上毫無破綻。
但江臨心裡清楚,會背這些像繞口令一樣的定義,能在考試卷子上默寫出規範變換公式,根本不等於你在靈魂深處理解了它們。
他依然對這種用不確定的幽靈去描述確定的現實的做法感到深深的不安。
那個可以隨意選取的標量函數X,就像是在嘲笑他建立在堅硬物質上的物理直覺。
江臨煩躁地放下筆,推開石凳站了起來,轉身走到工作台前。
台鉗的鉗口裡,還緊緊夾著昨天下午沒有完全銼修完的006號練習件。
典型的Q235低碳鋼,被他用手工鋸從長條料上切成小塊,邊緣還能摸到鋸削後留下的輕微毛刺。
他從工具架上拿起那把平銼。
沒有像往常那樣擺好姿勢開始發力,而是僅僅將銼刀的齒麵輕輕平放在工件粗糙的表麵上。
手指微微用力,壓住木柄,閉上眼睛,去感受金屬與金屬接觸的那一點點觸感。
在這個充滿鐵屑味的角落裡,鉗工的世界,其實也充滿了無數看不見測不準的東西。
你看得見台鉗那粗壯的絲杠,但你看不見此刻夾持在鋼料兩側的應力分布有多大,它是在彈性極限內,還是已經導致了微小的塑性變形?
你看得見這塊鋼料灰白色的表麵,但你看不見在它的晶格內部,由於之前的軋製和鋸切,殘留著怎樣錯綜複雜的內應力?
你看得見銼刀上一排排鋒利的齒尖,但當你的手發力推出去的那一瞬間,齒尖真正切入金屬晶界時的微觀切削角度,局部產生的瞬間高溫,晶粒的滑移和撕裂……
這些全都是肉眼看不見,普通量具也絕對測不出來的微觀過程。
他無法直接看到這些過程的變量。
隻能像一個盲人摸象一樣,通過最終產生的宏觀結果,去反推那些不可見的原因。
從掉落在鐵屑盒裡的鐵粉是卷曲的還是粉碎的形態,從銼刀推行時發出的聲音是清脆的哧聲還是發澀的咯聲,從手腕感受到的阻抗力大小,以及最後,從那把冷酷的90度角尺下漏出來的一道微弱光縫。
通過這些可觀察的宏觀後果,他確信那些不可見的應力和變形是真實存在的。
那麼,A呢?
既然A不唯一,同一個客觀的磁場B,可以由千千萬萬個不同的A產生。
那麼A就不能直接對應某一個獨一無二的物理實體。
如果一個量可以隨著你主觀選擇的規範函數X而隨意改變,那它本身就失去了作為獨立可測量物理量的資格。
想通了這一點,江臨轉過身,快步回到石桌前,抓起筆在紙上飛快地寫。
請到𝐨𝐨𝐩.𝐭𝐰查看完整章節
【破局思路:不要把A當作物。】
【A不是像電場強度E或者磁感應強度B那樣直接可測的,具有實體能量的場量。不要試圖在現實世界裡找一個儀器去讀出A的值,那是徒勞的。】
。徹透夠不,在存麼什為它釋解能不並,麼什是不它定否僅僅得覺他,行兩這完寫
。充補麵下在續繼是於
】。招花程方解個一的上學數是隻它說地慢傲就,量測接直可不 $}A{cev\$ 為因能不對絕但【
】。)B即(影投度旋的它到看能隻,段手量測觀宏維三於限受們我是隻,礎基更B比它。言語級高種一的撲拓用作互相者或構結接連層底宙宇述描是能可它,量變的體實質物述描是不能可A麼那,在存的度由自範規許允實確則法層底的界世理物果如【
。抖發些有手的臨江,裡這到寫
。確正否是這信確敢不他,斷推的膽大其極個一是這
。號括個一了加地慎謹其極他,麵後測推的大宏段這在是於
】)。進前續繼,疑存持保。理真對絕成當話句這把要不,前之應效姆玻-夫諾羅哈阿的裡學力子量到學有沒在。定暫斷推此:注(【
。導推的節一那勢量矢看地句逐字逐新重,材教學力動電的邊卷經已本那開翻次再他,裡夜天當
。比無暢順得變導推學數些那,設建理心的上晚了有
。A×∇=B使A入引以可然必上學數以所,0=B·∇為因
。度由自範規的A了用利地妙巧人前,程方動波的雜複的出導組程方韋斯克麥由簡化了為,翻後往再
。潔簡常異得變程方學電靜,)0=A·∇(範規侖庫了擇選
。哭想人讓得亮漂,程方動波爾貝朗達的稱對美完了成變,耦解底徹程方的勢量矢和勢電,)0=t∂/φ∂*₀ε₀μ+A·∇(範規茲倫洛了擇選
。來下走地差不步一能也筆拿己自臨江,導推
。中空半在停是還筆的裡手他,時字個幾這變不質實理物著味意度由自範規現出次再字鉛的上本書當可
。悟感段一後最的天今下寫緣邊的本誌日在他
學數的它:結總A勢量矢【