是否有其他所有理论都遵循的物理学理论?

发布网友发布时间：2022-04-24 06:34

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热心网友时间：2022-06-17 00:07

物理学中有一个原理非常接近于所有其他理论所遵循的原理。并非完全是理论，而是理论的框架，但仍然是相当强大的概念或工具。

该原则被称为最小行动原则。这是所谓的拉格朗日（和哈密顿）力学背后的基本概念。

这个概念很简单。机械系统的运动方程是这样的，当系统从初始状态演变为最终状态时，它们可以使一定的数学量（“作用”）最小化。对于简单的机械系统，这种“作用”只是系统动能和势能之间的差，它是在系统的初始状态和最终状态之间的路径上积分的。

这个概念的起源可以追溯到17世纪，费马（Fermat）提出，在几何光学中，当一束光线穿过具有不同折射率的介质时，它选择了两点之间的路径，而这需要最短的时间。

适用于力学的最小作用原理是由Maupertuis在18世纪提出的。

考虑到该概念已经存在了近三个世纪，因此它的功能非常强大。这就是为什么。

首先，最小作用原理可用于研究任意复杂的机械系统。机器，炮弹，车辆，行星，航天器都没有关系……只要写下组成部分的动能和势能，就可以写下作用并导出运动方程。

其次，最小作用原理也可以扩展到连续介质，例如气体和液体，例如，得出涉及流体的系统的流体动力学方程。

第三，最小作用原理不仅可以用于机械系统：例如，麦克斯韦电动力学方程式可以从相应的作用中得出。

第四，相对论中的最小作用原理是不可知的：相对论作用可以针对机械系统，电磁系统甚至重力（即时空的几何形状）本身制定。

第五，最少行动原则与保*直接相关。一个以20世纪初的数学家艾米·诺瑟（Emmy Noether）命名的定理在动作的抽象对称性（例如，空间平移或沿时间轴平移时的不变性）与守恒量之间建立了数学关系。例如，时间平移不变性对应于能量守恒。

最后但并非最不重要的一点是，最少作用原理是迄今为止我们最复杂的理论，各种量子场论，尤其是粒子物理学的标准模型的基础。打开有关标准模型的任何书籍，很可能在第一章或第二章中都会看到半页方程式，即怪异的拉格朗日方程式，该动作描述了标准模型的所有字段及其相互作用。

因此，除了热力学以外，几乎涵盖了大多数基础物理学，但事实证明，那里甚至存在联系：可以推论熵的热力学概念与非耗散系统中的作用原理之间的联系。

对于拥有近300年历史的概念来说还不错。

热心网友时间：2022-06-17 00:08

当然不是，物理学理论只不过是理论的其中之一，还有很多理论与它并齐，比如文化理论、化学理论、生物理论等等一些。

热心网友时间：2022-06-17 00:08

没有，因为物理学理论也是经过许多人的探索共同得出来的，事物总是不断变化的，没有永恒的物理学理论，它们只能随着科学的发展不断被推翻。

热心网友时间：2022-06-17 00:09

理论物理（Theoretical Physics ）是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等，几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。

粒子物理学是研究物质微观结构及基本相互作用规律的物理学前沿学科。粒子物理理论作为量子场的基本理论，取得了极大的成功。粒子物理标准模型的建立是二十世纪物理学的重大成就之一，它能统一描述目前人类已知的最小"粒子"（夸克、轻子、光子、胶子、中间玻色子、Higgs 粒子）的性质及强、电、弱三种基本相互作用。粒子物理学有许多研究方向，例如：强子物理、重味物理、轻子物理、中微子物理、标准模型精确检验、对称性和对称性破坏、标准模型扩展等等。