11.16.-《红星照耀著新中国》——「網書閲讀」第284回「中國的愛因斯坦(三)」
書接上一回,話説上一回記者貓講到:
“話説1952年前,束星北在物理方面的研究工作,涉及了相對論、量子力學、電動力學、統計力學等多個領域,其主要的研究在廣義相對論與量子力學方面。
直至1928年,狄拉克提出電子的相對論運動方程,奠定了相對論性的量子力學基礎。這一偉大理論立即引起了科學界很大的哄動。達爾文也曾對狄拉克方程求得嚴格解。在此期間……”
“在此期間束星北正好師從達爾文,還到了狄拉克所在的劍橋大學學習,因而對狄拉克方程曾經有過深入探究。
狄拉克方程提出以後,許多學者也曾就該方程的數學基礎,和表示形式的進一步完善進行了研究。
束星北於1931年在麻省理工學院所完成的碩士論文,也涉及了這方面課題的探索研究——
是利用廣義超複數系,通過對黎曼空間度規的線性化,推導了一些黎曼幾何中類似的結果,主要是在四維情況下寫出了狄拉克方程,從而在狄拉克方程的數學基礎和表現形式的進一步完善方面,作了一些有意義的探索。
束星北在該工作快結束時,看到R. A.福克(Fock)和D.伊凡寧柯(Iwanenko)做了類似工作。
他們的基本思想相同,但處理方法則不一樣。束星北所研究與應用的廣義超複數系,其性質與克里福特群類似。
20世紀80年代,克里福特群被引入量子場論的研究,受到了廣泛重視。
束星北在狄拉克方程方面的工作是具有創造性的,但寫完論文即回國探親,該工作就沒有再繼續下去了。因此,這篇碩士論文也就沒有被正式發表。
因此,可以說束星北是中國早期從事相對論研究的理論物理學家之一。
愛因斯坦廣義相對論的引力定律,開始時只得到球對稱靜力場的近似解,隨後K.史瓦西(Schwarzschild)得到球對稱靜力場的精確解。
20世紀30年代初,束星北曾試圖推廣到球對稱的動力場,得到有質量輻射的近似解。
統一場論是愛因斯坦終身追求的廣義相對論的基本問題。愛因斯坦引力場幾何化的成功,立即導致用類似的純幾何概念來描述電磁場的願望。
H.韋爾(Weyl)、愛丁頓和愛因斯坦本人都曾經想通過對B.黎曼(Riemann)幾何的修正,把用於引力場的廣義相對論推廣於電磁場,但都沒有成功。
1930年前後,束星北也試圖探索引力場與電磁場的統一理論,考慮了引力場與電磁場的根本異同,他提出用質量密度r和虛數電荷密度s之和r+is代替廣義相對論中的能量-動量-張量中的質量密度r,從而導出一級近似的複數黎曼線元,實數部分正好代表引力場,虛數部分正好代表電磁場,並由之進一步推導出麥克斯韋方程組和洛侖茲作用力方程。
這樣得到的理論特別簡單,而且使電荷、電流密度和電磁勢之間的關係立即變得清楚明了。
1942年,浙江大學遷到了湄潭。此後,他又開始探索任意參考系之間的相對性問題,試圖放棄愛因斯坦的統一場論,由等效原理中的時空變化率,進入相對論,只承認洛侖茲變換,將普遍時空變成相對於運動質點的時空,而不是一個唯一的統一的時空……”