在量子色动力学中,强相互作用也是非阿贝尔规范场,它存在于强子之间和之中,它的场源 是色荷,规范变换群是SU(3)群,其规范粒子是胶子,强相互作用是胶子同色荷相耦合而成 的。这样,弱、电、强三种相互作用的表现形式是一样的,它们都是规范场。在这个基础上, 美国物理学家格拉肖和乔奇等人通过选择新的规范群SU(3),建立起统一描述弱、电,强三 种相互作用的大统一理论。至此,人们自然希望把引力相互作用也用规范场统一起来。爱因 斯坦在世时就知道引力相互作用也是一种规范场,现在的问题在于不了解引力相互作用与其 他三种相互作用如何发生联系。尽管引力场的量子化问题已经取得实质性的进展,然而广义 相对论的引力论却在量子化以后可否重正的问题上遇到了难以克服的障碍。有人虽则在广义 相对论的基础上加进了含场量高阶微商的新的作用量,得到了可以重整化的量子引力理论, 但这又破坏了保证几率守恒的幺正性,在物理上也是不能成立的。 关于四种相互作用的统一,另一类工作是超对称、超引力理论,这是近年苏联、美国和西欧 一些学者致力研究的课题,并相继提出了几种理论,但在理论上还存在不少困难,在学术界 争议也很大。不过,令人欣慰的是,西欧核子研究中心庞大的超同步质子加速器让正反质子 对撞并湮没,在1983年1月首次报道产生了W十和W一粒子,6月又报道发现了Z0粒子, 这是20世纪物理学的最重大事件之一。这三种传播弱相互作用的粒子是温伯格-萨拉姆理论 所预言的,它们的产生给弱电统一理论以决定性的支持。就在同一年,丁肇中小组三喷注事 例的发现,证实了胶子的存在,从而有力地支持了量子色动力学和格拉肖、乔奇等人的大统 一理论。人们可望在四种相互作用的统一方面取得突破,这将对物理学产生举足轻重的影响 粒子物理学也是当代物理学发展的前沿之一。从30年代起,人们把当时己知的电子、阳电 子、质子、中子和光子统称为“基本粒子”,认为它们是构成物质世界最基本的砖块,这样就 诞生了“基本粒子物理学”。从40年代起,在约20年之间,人们发现的粒子已达30种,从 而认识到“基本粒子”并非基本,研究它们的学问也就被称为“粒子物理学了。当时,人们按 自旋将粒子分为两类:凡自旋为h/2的奇数倍的粒子叫费密子,凡自旋为h/2的偶数倍的 粒子叫玻色子。这样,参与电磁相互作用的光子是玻色子,参与电磁和弱相互作用的轻子是 费密子,而参与电、弱、强三种相互作用的强子既有费密子(即重子),又有玻色子(即介子) 不论光子、轻子、强子,都参与引力相互作用。60年代伊始,由于高能质子加速器的建成 在短短的两年内就产生了寿命约为10-23至10-24秒的短命强子。这样一来,人们自然提 出了一个问题:这些粒子是不是有更深的层次?于是,夸克(国内称层子)模型应运而生。这 种模型指出,在强子之下还有一个物质结构层次,即夸克,而强子则是由夸克或反夸克组成 的。与此同时,还有弱作用不守恒和电荷共轭不守恒的发现。60年代到现在,正如我们在 上面所述的,关于统一场论的理论研究和相互作用粒子的实验工作也取得了长足的进步。截 止目前,人们知道的夸克和反夸克共有36种(它们有不同的“色”和“味”),轻子和反轻子共有 12种,而由夸克和反夸克构成的强子已达数百种之多。但是,人们花了20年时间,“上穷 碧落下黄泉,两处茫茫皆不见”,至今仍未找到自由夸克的影子。于是有人认为,夸克好像在量子色动力学中，强相互作用也是非阿贝尔规范场，它存在于强子之间和之中，它的场源 是色荷，规范变换群是 SU(3)群，其规范粒子是胶子，强相互作用是胶子同色荷相耦合而成 的。这样，弱、电、强三种相互作用的表现形式是一样的，它们都是规范场。在这个基础上， 美国物理学家格拉肖和乔奇等人通过选择新的规范群 SU(3)，建立起统一描述弱、电，强三 种相互作用的大统一理论。至此，人们自然希望把引力相互作用也用规范场统一起来。爱因 斯坦在世时就知道引力相互作用也是一种规范场，现在的问题在于不了解引力相互作用与其 他三种相互作用如何发生联系。尽管引力场的量子化问题已经取得实质性的进展，然而广义 相对论的引力论却在量子化以后可否重正的问题上遇到了难以克服的障碍。有人虽则在广义 相对论的基础上加进了含场量高阶微商的新的作用量，得到了可以重整化的量子引力理论， 但这又破坏了保证几率守恒的幺正性，在物理上也是不能成立的。 关于四种相互作用的统一，另一类工作是超对称、超引力理论，这是近年苏联、美国和西欧 一些学者致力研究的课题，并相继提出了几种理论，但在理论上还存在不少困难，在学术界 争议也很大。不过，令人欣慰的是，西欧核子研究中心庞大的超同步质子加速器让正反质子 对撞并湮没，在 1983 年 1 月首次报道产生了 W＋和 W－粒子，6 月又报道发现了 Z0 粒子， 这是 20 世纪物理学的最重大事件之一。这三种传播弱相互作用的粒子是温伯格-萨拉姆理论 所预言的，它们的产生给弱电统一理论以决定性的支持。就在同一年，丁肇中小组三喷注事 例的发现，证实了胶子的存在，从而有力地支持了量子色动力学和格拉肖、乔奇等人的大统 一理论。人们可望在四种相互作用的统一方面取得突破，这将对物理学产生举足轻重的影响。 粒子物理学也是当代物理学发展的前沿之一。从 30 年代起，人们把当时已知的电子、阳电 子、质子、中子和光子统称为“基本粒子”，认为它们是构成物质世界最基本的砖块，这样就 诞生了“基本粒子物理学”。从 40 年代起，在约 20 年之间，人们发现的粒子已达 30 种，从 而认识到“基本粒子”并非基本，研究它们的学问也就被称为“粒子物理学’了。当时，人们按 自旋将粒子分为两类：凡自旋为 h／2 的奇数倍的粒子叫费密子，凡自旋为 h／2 的偶数倍的 粒子叫玻色子。这样，参与电磁相互作用的光子是玻色子，参与电磁和弱相互作用的轻子是 费密子，而参与电、弱、强三种相互作用的强子既有费密子(即重子)，又有玻色子(即介子)。 不论光子、轻子、强子，都参与引力相互作用。60 年代伊始，由于高能质子加速器的建成， 在短短的两年内就产生了寿命约为 10－23 至 10－24 秒的短命强子。这样一来，人们自然提 出了一个问题：这些粒子是不是有更深的层次?于是，夸克(国内称层子)模型应运而生。这 种模型指出，在强子之下还有一个物质结构层次，即夸克，而强子则是由夸克或反夸克组成 的。与此同时，还有弱作用不守恒和电荷共轭不守恒的发现。60 年代到现在，正如我们在 上面所述的，关于统一场论的理论研究和相互作用粒子的实验工作也取得了长足的进步。截 止目前，人们知道的夸克和反夸克共有 36 种(它们有不同的“色”和“味”)，轻子和反轻子共有 12 种，而由夸克和反夸克构成的强子已达数百种之多。但是，人们花了 20 年时间，“上穷 碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”，至今仍未找到自由夸克的影子。于是有人认为，夸克好像