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March 1, 2008

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最小作用量原理与物理之美0——导言

作者: physixfan

爱因斯坦说过:“我想知道上帝是如何设计这个世界的。对这个或那个现象、这个或那个元素的谱我不感兴趣。我想知道的是他的思想,其他的都只是细节问题。”近代物理隐隐约约的表明,我们人类似乎已经接近于上帝的终极设计了,最小作用量原理、对称与守恒可能就是上帝设计世界的原则。最小作用量原理、对称与守恒不同于F=ma、F=GMm/r^2、F=kx、F=kQq/r^2这类的普通物理定律,他是物理定律的定律,是一切其他普通物理定律的基础。

最小作用量原理是一个令人神往的课题,费恩曼上高中时听到他的老师巴德给他讲的时候就被深深震撼了,我也是一样。当我第一次从费恩曼的书中看到这个原理时,真是有种无法言表的喜悦,好像是我窥见了上帝设计世界的图纸一般。后来我就如饥似渴的学习者有关引人入胜的最小作用量原理的知识,同时越来越被这伟大的原理所吸引。

作用量这个概念还是比较抽象的,我不想一上来就给作用量下定义,这样会很难理解,我会在之后的几篇文章中由浅入深的介绍。主要思路如下:
自然中无处不在的极值
2 费马原理
3 牛顿力学
4 构建整个世界
5 对称守恒与作用量

我的数学水平有限,最小作用量原理的一部分内容因为过于复杂我没有研究明白,我在这里写的仅仅是自认为弄明白了的部分。如果想进一步研究这个问题可以看一下下面的主要参考资料。

主要参考资料:

《最小作用量原理与物理学的发展》(许良 著)
《费恩曼物理学讲义 第二卷》(R. P. Feynman 费恩曼 著)
《可怕的对称》(A. Zee 徐一鸿 著)

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