Home Home


ON SYMMETRY IN MODERN PHYSICS
(Dedicated to the 100th anniversary of the birth of Academician V.A.Fock)


A.M.Baldin

Joint Institute for Nuclear Research, Dubna

The development of the gauge symmetry has resulted in a complete determination of the Lagrangians for electromagnetic, weak, strong and gravitational interactions and has created illusions about the construction of "the theory of everything". However, in just the same way as in classical physics, it became clear that the deductive obtaining of solutions (laws of Nature) is based not only on the principles of the Lagrangian symmetry. To find unambiguously solutions some additional conditions are needed without which the solutions of the Lagrange equations are ambiguous. The additional conditions such as hypotheses about the integral symmetries of solutions, the boundary and initial conditions, the constants entering Lagrangians, and so on are essential so that in a number of cases it is possible to construct models (solutions, laws of Nature) without the recourse to the Lagrange method. An example of using such an approach in one of the rapidly developing domains of modern physics, namely relativistic nuclear physics, is given. An exact mathematical language of the gauge symmetry is the differential geometry and that of the additional conditions is the topology, the parameter space properties as a whole. In the present paper the fundamental contribution of V.A.Fock to the development of the concept of space, the primary concept of physics, is given.

Разработка калибровочной симметрии привела к полному определению лагранжианов взаимодействия для электромагнитных, слабых, сильных и гравитационных взаимодействий и создала иллюзии о построении "теории всего". Однако, так же, как и в классической физике, стало ясно, что в основе дедуктивного получения решений (законов природы) лежат не только принципы симметрии лагранжианов. Для однозначного определения решения необходимы дополнительные условия, без которых решения уравнений Лагранжа неоднозначны. Дополнительные условия: предположения о константах, входящих в лагранжианы, интегральные симметрии решений, краевые и начальные условия и т.п., столь существенны, что в ряде случаев можно конструировать модели (решения, законы природы), не опираясь на лагранжев метод. В качестве примера приводится использование такого подхода в одном из наиболее бурно развивающихся разделов современной физики - релятивистской ядерной физике. Точный математический язык калибровочной симметрии - дифференциальная геометрия, а точный язык для дополнительных условий - топология, свойства пространства параметров в целом. В настоящей статье отмечается фундаментальный вклад В.А.Фока в разработку понятия пространства - первичного понятия физики.


Full text in PDF (118.264)



Home Home