那是外爾寫《群論與量子力學》的時期。
手稿裡有大量關於李群表示論的推導,尤其是旋轉群SO(3)和SU(2)的表示。
那些內容後來成了標準教材,但手稿裡有一些細節沒有出現在最終版本中。
比如一頁關於“規範場”的早期筆記。
外爾用德語寫道:
“如果我們將相位變換區域性化,那麼必須引入一個補償場,類似於廣義相對論中的聯絡。這個場的變換規律與電磁勢完全相同。也許麥克斯韋方程就是這種區域性相位不變性的幾何結果。”
下面畫了一個示意圖,試圖表現纖維叢上的平行移動。
肖宿盯著那頁筆記,腦子裡飛快地閃過一系列影像。
纖維叢、聯絡、曲率、規範場……
這些概念後來成了楊-米爾斯理論的基礎,也是粒子物理標準模型的數學語言。
外爾在1931年就已經觸控到了這些思想,只是當時量子力學還在發展,群論還沒成為物理學家的標準工具。
他翻過幾頁,看到另一段更抽象的推導。
外爾試圖把規範場的思想和愛丁頓的仿射場論結合起來,構建一個統一理論。
他寫了一大串張量方程,然後在下面劃了一條線,寫了一個詞:“Noch nicht klar.”(還不清楚。)
而那正是肖宿現在面對的問題。
NS方程、量子場論、廣義相對論……
這些理論各自成功,但彼此之間的縫隙太大了。
要用一套統一的數學語言描述它們,需要的不僅是物理直覺,更是深層的數學結構。
外爾當年想做的,和肖宿現在想做的,在結構上是同構的。
如何用群論描述對稱性?
如何用幾何描述動力學?
如何在奇點附近找到合理的近似?
這些問題沒有標準答案,只有前人在思考盡頭留下的筆跡,讓我們看到他們是如何被困住,又如何繞路,如何最終抵達。
肖宿往後翻,看到一頁畫滿了示意圖的草稿。
在這裡,外爾試圖表現三維旋轉群SO(3)和二維酉群SU(2)之間的同態關係。
那種對應是李群表示論的核心,也是他在自監督學習研究中頻繁使用的工具。
他合上檔案盒,在筆記本上寫下幾行字:
“外爾:規範場→聯絡幾何。
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