自然界蕴含着无限多样的对称性，科学大师爱因斯坦称这为“先定的和谐”，它给人以美感和快感；爱因斯坦并认为，探索自然的对称与和谐，乃是科学实践中“无穷的毅力和耐心的源泉”。他本人为建立体现自然最高对称性的统一场论，呕心沥血，坚持不懈，前后达三、四十年之久。尽管没有成功，但其艰苦卓绝的一生，为后辈树立起作为真正科学家的最高生活宗旨以及为其孜孜实践的顽强品格。这逐渐化作一股强大的精神力量，行至七十年代和八十年代，在通向统一的道路上，已结出可喜的成果，爱因斯坦的宏愿正在逐步实现。值此纪念爱因斯坦诞生一百十周年的时日，本文试就他及其后继者们对各种作用力的统一场论的探讨，作一简单回顾和评述。《Betway必威在线登录 》创刊十年来，从各个侧面反映了近一、二十年中物理学界对统一目标的追索实践，使我们得以体会爱因斯坦所首先认清、后继者们为之连续奋斗的科学真理及其哲学蕴义。

一、图“统一”尝试失利 遗宏愿发人深省

爱因靳坦在1916年建成相对论体系（包括狭义的和广义的两个层次）以后，花了三十多年时间酝酿并构造一个又一个“统一场论”模型。如所周知，狭义相对论是动体电动力学，或者说，就是电磁场的相对性理论；广义相对论则是引力场的相对性理论，从协变性原理来看，它是狭义相对论的自然推广，然而，爱因斯坦认为这种推广并不很圆满，因为后者不能包括前者，即后者不能用以描述电磁场。所以，他企图把引力场理论作进一步推广，以构成总场理论；这是相对论发展的第三个层次——统一描述电磁场和引力场的相对性理论。

广义相对论引进了一个崭新观念：物质场几何化；具体是说，引力场等价于连续变化的、具有黎曼曲率的时空度规场。其度规张量gμv为实数对称张量。爱因斯坦的推广即从gμv着手。曾采取若干方案，逻辑性比较简单的有两种。一种是，总场的gμv被推广为厄密对称的数数张量：gμv=sμv+iαμv，其实部对称，虚部反对称。另一种是，总场的gμv为非对称实数张量；当然可分解成对称部分和反对称部分之和：gμv=sμv+αμv。在这两种方案中，对称张量sμv是引力场的度规，反对称张量αμv属于电磁场。所不同的是前者为复数，后者为实数；前者的sμv和αμv相互独立，后者的sμv和αμv彼此关联，均甶gμv决定；前者的黎曼曲率张量（的并缩形式）Rμv是厄密对称的复数张量，而后者的Rμv是非对称的实数张量。总场的场方程与爱因斯坦引力场方程的形式一致，亦满足相对论协变性原理。但是推广后的总场，对电磁场和引力场的几何特性的统一以及其场方程与广义相对论的场方程一致，都只是形式上的，爱因斯坦为解决数学上的困难，并赋予总场的gμv和场方程以物理意义而绞尽脑汁。尽管当αμv=0时总场的gμv可还原成引力场的度规，但αμv的一级近似却难以与电磁场方程衔接起来。总之，爱因斯坦的种种尝试都没有成功。

相对论之父将连续的总场作为物理学的统一基础，建立其统一场论，不仅为了统一描述电磁场和引力场，而且还为了描述基本粒子的行为，以解释自然界的物质益元结构。他的统一场论是经典的场理论，他企图求得无奇性的解析解，以统一描述连续的作用力场和分立的粒子运动；这便是“统一”场论的另一层含义。

爱因斯坦讨论统一场论的文章不少，而主要进展概貌可从三篇论文（1929年发表的《关于统一场论》、1948年发表的《广义引力论》、1954年发表的《非对称场的相对论性理论》）看出，其中逻辑思维脉络十分清晰。虽然逻辑简单，但论文背后的数学推导却是极其繁复的，物理意义亦难以探明。这项理论研究竟花费了这位伟大人物那么多年的宝贵精力，结果壮志未酬，怎不使其感慨无已。他告诉朋友：“我完成不了这项工作了；它将被遗忘，但是将来会被重新发现了。”临终时床头桌上还放着一堆未算完的场论稿子。爱因斯坦希望后人去完成他的未竟事业。

尝试失利，但目标不移。此乃因为爱因斯坦的这项理论研究富于哲理探索性色彩，他坚信自然界本质上是统一的，认为科学理论应该建立在逻辑上简单、完整的基础之上，如此便会有对称而和谐的结构；这就是方法论上的自洽性原则和简单性原理（爱因斯坦称其为经济原理），其实，物理学中的统一性探讨，并非从爱因斯坦始；十九世纪中期，麦克斯韦即以对称性颇高的一组场方程统一描述电现象和磁现象、电作用力和磁作用力，建立了第一个成功的统一理论。当然，该理论仅限于电磁场的领域，爱因斯坦则从哲学高度汲取麦克斯韦成就的精华，决定构造全面的总场理论，使其“基础有最大可能的统一性”，得以“理解所有感觉经验的总和”。他三十多年百折不回的辛勤劳动，其动力正来源于这一强烈愿望。他自己的一段话总结得很清楚：“要是不相信我们的理论构造能够掌握实在，要是不相信我们世界的内在和谐，那就不可能有科学，这种信念是，并且永远是一切科学创造的根本动力，在我们的一切努力中，在每一次新旧观念之间的戏剧性冲突中，我们都认识到求理解的永恒的欲望，以及对于世界的和谐的坚定信念，都随着求理解的障碍的增长而不断地加强。”后继者们从这些真切体会中受到激励，爱因斯坦的统一宏愿令他们深省，这种为追求自然内在和谐的哲理探索精神和为揭示物质运动规律的求知欲望的不断加强，是他们后来克服障碍、取得成就的重要保证。

爱因斯坦在广义相对论成功之后，曾宣称自己“成为一个到数学的简单性中去寻求真理的唯一可靠源泉的人。”当然，我们不能单凭这句话就去认定爱因斯坦偏废经验事实；实际上他是十分尊重经验事实的。然而，他对统一场论的种种尝试，确实都不得不停留在构造一个又一个没有多少物理意义的数学模型上。诚然、爱因斯坦的统一目标很明确，但他的理论工作超前科学实验的实践几十年，因此寻找恰当的数学表示、建立正确的形式体系，就缺乏用以理解和鉴别的经验依据。具体说来，在二、三十年代，实验观测还未披露微观世界的两种作用力——弱力和强力的各种性质，爱因斯坦以及韦耳（H. Weyl）、卡鲁查（T. F. E. Kaluza）、克莱因（A. Klein）等人把统一工作只限于宏观世界的两种作用力——电磁力和引力；以局部求理论基础之整体当然是渺茫的。待到三十年代以后，粒子物理逐渐发展，但爱因斯坦对量子力学持有某些疑议，这妨碍他的统一工作有效地深入到基本粒子领域，以致未能敏锐地觉察出统一工作还应计及微观世界的别种作用力。况且，在爱因斯坦生前，粒子物理学家对弱力、强力的考察还比较肤浅，一并统一电磁力、引力、弱力、强力这四种相互作用的条件还未成熟。可见，若超脱科学实验的实践，数学的简单性就难以成为探讨正确的物理理论的“唯一可靠源泉”，并使理论研究徒增不少难以逾越的障碍。

障碍不仅在于条件的不成熟，而且还在于爱因斯坦对物理学基础及某些基本原理的看法，始终不为物理学界的大流所左右。大家知道，二十年代以后量子力学建立起来，并不断完善，以玻尔为首的哥本哈根学派对微观粒子的运动状态赋予统计性解释。爱因斯坦尽管最早提出光量子概念，但对微观粒子的波粒二象性以及标志统计解释的测不准关系和互补原理不全赞同或甚至不愿苟同，直到晚年依然认为被物理学界普遍接受的量子力学是不完备的理论。在他看来，经典的因果律是物质运动所遵循的基本原则，经典的总场才是物理学的基础，他要用一个统一的非线性微分方程描述各种场的局域变化及粒子的运动规律，这便是总场方程；并要在“完备的”统一场论中反映他所恪守的几个观念：（一）场随时空的连续变化而连续地变化；（二）运动状态的变化在时间上满足经典的因果关系；（三）包容了粒子运动规律的经典总场方程不允许得出含奇性的解；（四）方程具有相对论协变性；（五）物质场等同于四维时空几何的度规场。可是，爱因斯坦的上述一些看法似嫌偏颇，与微观体系的实际性状和内在规律有一段距离。企图在经典意义上将量子力学经过修改归入相对论性场论体系，是不可能的；仅从数学表示而论，要系统地求得非线性微分方程的不含奇性的解析解，亦是“没有办法”的；其实，奇性解的出现正说明经典场理论最终还是不符合自洽性要求的。

爱因斯坦后来也尖锐地感觉到：“场论和量子力学得不到逻辑上令人满意的综合”；并认识到：“如果仅仅以相对性原理——或者更恰当地说是协变原理——本身作为唯一基础来建立理论物理学大厦，这个基础就显得太一般化了。……有理由相信‘度规场’和‘电磁场’这两个概念显得是不足以解释量于论方面的事实的”。此外，他还意识到，以经典场作为物理学基础的观念可能要取消，因为久经研究，“对于场并没有真正的定义”，也“没有严格符合字义的‘粒子’”，用“到处是连续的甚至是解析的函数来描述实在”，描述物质基元结构是难以办到的。这就是说，通过几十年探索，爱因斯坦对物理学基础及基本原理的看法有所变化，并对失利的原因亦有深刻的见解，但因对量子力学始终抱漠视态度，故而对统一场论的探索途径仍无根本性的改变。爱因斯坦图谋“统一”的尝试确实失败了，但他的种种探索经验和对探索目标的执着追求，未曾被后人遗忘；并且，他那未完成的“统一”事业，过了二、三十年，后继者们使其重新显露其无穷的生命活力。

二、从失利转向成功再尝试豁然开朗

要取消以经典场作为物理学基础的观念，实际上就是为探索统一场论而转向成功的开始。爱因斯坦因其脱离物理学界对量子力学的研究大流，待到意识这一点，自然比其他一些物理学家晚得多。早在二十年代末，狄拉克（P. A. M. Dirac）、海森堡（W. Heisenberg）和泡利（W. Pauli）就先后将量子力学原理应用于电动力学。他们不是像爱因斯坦那样企图用经典场论修改、包容量子力学，而是反过来用量子观念改造场论基础。其中，狄拉克于1927年首先提出使电夜场量子化的方案：与以连续性为表征的经典电磁场不同，将电磁场当作具有无限多维自由度的力学体系；具体些说，将自由电磁场当作包含无限多个谐振子的体系，每个振子带有分立的（不连续的）能量；这符合波粒二象性的描述方式。与此类似，量子力学中描述分立电子的运动状态的坡函数亦被看作为电子场场量，电子场再实现其量子化。电子场的非相对论性量子化方案推广到高能场合，便得出著名的狄拉克相对论波动方程，该方程的一个惊人预言是存在电子的反粒子——正电子。描述电子（等带电粒子）场、电磁场以及彼此间作用的量子理论，便是量子电动力学。它是第一个成功的、也是迄今发展得最成熟、与实验结果符合得最好的量子场论。

1929年，海森堡和泡利把量子电动力学中的处理方法推广到任何微观粒子的场。对应于一种微观粒子有一种场，其场量为φi(r，t)（i=1，2，3，…），实际上就是量子化波函数（其宗量为空间坐标r和时间坐标t），满足具有相对论协变性的场方程；φi可当作广义坐标，其对应的正则动量为πi(r，t)。各空间点的φi，πi有无限多个，所以各种场与电磁场一样，也被当作是具有无限多自由度的力学体系，只是场不同，其场量和正则动量的形式也不同罢了。按照量子力学原则，对应于φi和πi，引入算符^φi和^πi。再则，空间中所有种类的场都有基态和激发态，基态表现为真空，激发态表现为粒子产生；不同种类的场相互作用引起状态的改变，相应之粒子数目亦改变，这就表现为各种粒子的反应过程及粒子（正反粒子）的湮灭和产生；其相互作用以交换作用量子（例如电磁场的作用量子是光子）而实现。可见，量子场论能全面反映粒子及其相互作用的性质，很好说明粒子的各种运动和反应。显然，从量子电动力学到一般量子场论的推广是顺理成章的事，身为量子力学缔造者的海森堡等人把经典场论作这样的改造是颇为得心应手的，因为量子场论本质上即为无限多维自由度体系的量子力学。爱因斯坦没有采纳量子力学框架，看来就不能对“粒子”、“场”和“场论”作出突破性的定义和进一步有效的研究。而以量子化的、具有波粒二象性的物质场作为物理学的基础，这一革命性观念的确立，为统一场论探索的最终胜利打下了其概念结构的坚实根基。

爱因斯坦一直竭力回避场方程解的奇异性；可是，场理论中总会出现发散困难，这起因于把粒子当作点粒子，来源于粒子产生的场对本身有自作用。以电子而论，在经典范畴里，早已发现因所激发的电磁场的作用，其电磁质量变成无限大；而量子场论的发散困难则显得更为复杂多样。但发散困难可设法克服之，这便是使发散理论“重整化”。重整化讨论多时，到四十年代末，才由费曼（R. P. Feynman）等人用微扰论方法解决了量子电动力学中的“辐射自能的紫外发散”。尔后又发展出一些非微扰论方法，所谓重整化的微扰论方法，粗略地说，乃指调整一些参量数值，使哈密顿量的微扰展式由发散变成收敛。而能否重整化，正是一个量子场论合理与否的主要标志之一。与不可避免奇异性的经典场论相比，量子场论的可能重整化恰恰体现出它优于前者的卓越之处，可是，既然发散是由于把粒子当成没有大小、没有内部结构的物质点所引起，那么就表明量子场论即便在重整化以后，也不能用于任意小空间尺度，而有一个适用的尺度。例如量子电动力学在大于10-16厘米（这便是电子的线度）的距离上才是正确的。简括之，各种量子场论的不断建立以及重整化方法的逐步改进，使场论研究得以登峰造极，并为统一性探索创造了必要的和越来越充分的条件。

爱因斯坦以洛仑兹张量和一般张量作为电磁场和引力场的基本表示当然是合适的。然而当场论研究深入到微观领域，单靠张量会失之片面。狄拉克引入一阶旋量作为电子场的波函数。旋量是张量的推广，在各阶旋量中，偶数阶的等价于张量。旋量用以表示各种量子场，与量子的自旋有一一对应的关系。具体说来，电磁场的（作用）量子——光子的自旋为1，引力场的量子——引力子的自旋为2，后面将谈到的弱作用场和强作用场的量子的自旋都为1；这四种玻色子场可分别以二阶旋量，即一阶张量——矢量（指电磁、弱、强作用场）以及四阶旋量，即二阶张量（指引力场）表示；而自旋为1/2的电子、质子、中子等费密子（包括轻子、重子）场可都以一阶旋量表示，自旋为3/2，5/2，…的其他费密子（重子共振态）场分别以三阶、五阶……旋量表示。于是，一切量子场，包括所有的相互作用场，即整数自旋的玻色子场和所有半奇数自旋的费密子场以及整数自旋的其他玻色子场（介子场），都可用统一的形式作为其基本表示。爱因斯坦既然不甚了解电磁场和引力场之外的别种场的性质，又因度规张量在广义相对论建立过程中的特殊作用，以致把统一性探索局限于度规张量的范畴，而不去寻求场的其他表示形式，这也是尝试失利的一个原因吧，即所谓爱因斯坦晚年所意识到的：研究粒子性状，却仅仅立足于“度规场”和“电磁场”这两个概念，是不行的。而狄拉克等人在场表示的基本形式方面作出创新，对于量子场论的完善和发展以及图谋各种量子场的统一，是有所助益的。比如在1956年，海森堡将狄拉克方程改变成非线性形式，以表示所谓“基元物质”的场，该非线性旋量方程称作“宇宙方程”，所有粒子的场都是其不同解，以这宇宙方程为主体的旋量统一场论，在五、六十年代曾被某些人看作是具有很高对称性的出色理论。

爱因斯坦所欣赏和追索的自然界的对称性，在微观物理中显得斑斓多彩。人们早就知道，时间坐标和空间坐标的各种变换不变性，反映的是某些物理量的守恒定律，例如三维空间坐标系的转动不变性对应于物质体系的角动量守恒。狭义相对论中的洛伦兹协变性，即四维时空坐标系的转动不变性，与光速不变相等效。这样的时空对称性是外在的、直观的；而微观物理表明，自然界还具有一些内禀的、抽象的对称性。电磁场理论中讨论的局域规范变换不变性，正体现出此作用场所蕴含的一种内禀对称性。这是指，电磁场的标势和三维矢势作一定的定域规范变换，或者说，以四维矢势确定的相位因子改变后，场矢量保持不变。这种内部空间的相位变换，即其转动的不变性，反映了电磁场体系的一条基本定律——电荷守恒。在规范变换的意义上说，电磁场是一种规范场（称为相位因子场更确切些），尔后量子场论相继发现，对于不同的场体系，有不同的守恒量；那就是说，各种场体系除了都有表观的时空自由度外，还有不同的内禀自由度，与之对应的有不同形式的规范变换不变性。同位旋便是内禀自由度中的一种，而同位旋守恒，即指强作用场具有同位旋空间的转动不变性。但起初认为这种规范变换是整体性的；不像电磁场中四维矢势是时空坐标的函数，其规范变换是局域性的。到五十年代初，杨振宁和米耳斯（R. L. Mills）解决了同位旋整体变换转为其局域变换的问题，从而得出启示：各种相互作用场或许与电磁场一样，都可当作是不同种类的定域规范场。

电磁场量子化，则带电粒子以交换光子而实现电磁相互作用。三十年代，汤川秀树提出介子理论，是他首先主张，一切作用力都以交换介子而产生；后来把这一新颖观念进一步修正补充，则普遍以为，一切作用力都是由其作用量子所传递（这在前文已提及）。就此而言，一切作用力可以统一起来，再则，规范变换揭露了场的内禀对称性，相互作用的产生便有了更深刻的涵义。这便是相互作用不仅解释为作用量子的交换和传递，而且起因于局域规范不变性的要求。因此，一切相互作用之间有着更深刻的一致性，它们都出自于相同的规范变换原理。

—种对称性变换的集合，构成一种群。群论这个近代数学的分支为量子场体系的时空对称性和内禀对称性提供了李群（及其李代数）这样简洁而适当的工具，特别是对于内禀对称性，此工具是格外有用的。表示时空对称性变换的有转动群SO(3)和洛伦兹群L等。而非齐次洛伦兹群便是由既包含时空坐标系转动，又包含其平移的彭加勒变换的集合所构成。至于表征电磁场的定域规范变换不变性的是U(1)群。1954年，杨振宁和米耳斯提出，可用SU(2)群去表征同位旋的定域规范不变性。U(1)和SU(2)是紧致李群中的两种，即前者是单参量么正变换群，后者妈三参量么正么模变换群，但二者又分属于可对易的阿贝尔群和不可对易的非阿贝尔群两种类型。然而既然都反映定域规范不变性，那么势必都要求引入相应的规范场。前者当然就是光子场，光子作为一种规范粒子（即前面说的作用量子），以承担电磁相互作用；后者有三个矢量规范场，由三种规范粒子分别承担，这三个矢量场组成一个同位旋空间的“矢量”。于是，同位旋空间的转动不变性靠了SU(2)群得到很好的体现。所以说，杨 - 米尔斯的理论模型取得显著成绩，最主要的一点是使人们辨认出规范变换不变性是一切相互作用的共同本质，而且找到了表示这种共同本质的数学工具。因此，可将杨 - 米尔斯模型的SU(2)群推广为其他非阿贝尔群，以表征其他形式的规范变换不变性，要求引入其他的定域规范场，对应于别种相互作用（后来将一般的非阿贝尔规范场统称为杨 - 米尔斯场）。可见，抓住了要领，关于统一场论的探讨真乃“柳暗花明”，豁然开朗，人们对世界和谐的信念愈益加强。大家认识到，可用规范原理另辟统一蹊径。

三、喜“统一”渐露眉目 奏凯歌曲曲惊座

从三十年代起，各种加速器一一制成，而且其能量不断提高，于是先后发现了许多新粒子，这样，对粒子性状和运动规律的研究逐渐深入，微观世界的内禀对称性遂得以清楚披露。粒子物理在实验上的成就促使其理论上进步，这当然是有目共睹的；而觅得李群这个工具作为内禀对称性的表示形式也离不开实验上条件的逐步成熟，就如上述SU(2)群所以被认作杨 - 米尔斯理论中的合适形式，正是因为它正确反映了由实验披露的核子（质子和中子）等强子的同位旋对称性。实验成就对理论发展的刺激作用还见诸于弱电统一理论的成功建树和对统一场论的其他一新探索。

核物理实验上发现人工放射性现象，也是三十年代的事情，因此对导致原子核的β衰变的弱作用的考察便从那时开始。五十年代后期建立的普适费密型弱作用理论表明，弱作用跟电磁作用一样，也可看作是通过普适的流 - 流（乃是弱流）耦合形式实现的，但与电磁作用不同的是，其力程极短，并对于空间坐标反射是不对称的（即所谓在弱作用下宇称不守恒）；这些结论与实验事实相符合。物理学家曾企图利用这个理论来达到电磁作用和弱作用的统一，但该理论不是规范理论，所以难于达到此目的。

杨 - 米尔斯理论成功以后，物理学家把规范原理用于对弱作用的研究。遇到一个突出的矛盾：规范理论要求其规范粒子的质量为零，但作为极短程的弱作用，对应之中间矢量玻色子似当有甚大质量。再则，新规范理论若能重整化才可算得是有价值的。六十年代初，南部阳一郎将固体物理中的对称性自发破缺（例如超导电性）概念引入到粒子物理中。所谓对称性自发破缺，更确切地说，实际上是指对称性隐蔽：粒子体系的基态（真空态）是简并的，即对应于同一基态能级有多种状态，那么当体系处于其中某一特定状态时就部分地显示或不显示体系所服从的确定规律的对称性；简而言之，固有的精确对称性并未被外界干扰破坏，只是在特定的状态自发地有所隐蔽，没有充分地显示出来。倘若用群论的语言来说，哈密顿量对于给定的规范变换群（某一李群）是不变的，但对应的基态只是对其一部分生成元保持不变，而对另一部分生成元却是改变的。这种哈密顿量保持不变而基态不是完全不变的对称性便是破缺了的对称性 · 哥德斯通（J. Goldstone）于1961年指出，对称性自发破缺导致出现哥德斯通粒子（是玻色子，质量为零）。到1964年，希格斯（P. W. Higgs）指出，通过一种机制（称为希格斯机制）而得以“质量生成”：规范变换后哥德斯通粒子被吸收到规范玻色子中成为其纵向分量，并使其获得质量。这就是说，以哥德斯通粒子的消失作代价补偿了规范场所缺少的质量，满足了弱作用的短程要求。

弱作用场的内禀自由度是弱同位旋，其规范变换群也是SU(2)，但只涉及弱作用的规范理论未能重整化。为把电磁作用包括到理论中来，必须把规范群扩大，并采纳对称性自发破缺概念。选用不同的规范群和破缺方式，并把费密子填入规范群的不同表示，就得到不同的弱电统一理论。格拉肖（S. L. Glashow）于1961年指出，弱电统一理论所涉及的内禀自由度单有弱同位旋是不够的，还得引进弱超荷。过了几年，温伯格（S. Weinberg）和萨拉姆（A. Salam）设计了具体的统一方案。他们接受哥德斯通和黑格斯的研究成果，并提出以SU(2)×U(1)作为弱作用偕同电磁作用的规范变换群。这个扩大了的对称群把弱同位旋对称性和弱超荷对称性同时反映出来，当然电磁作用便被接纳到理论框架中。SU(2)×U(1)群有四种荷，即四种规范粒子：传递弱作用的两种荷电的中间玻色子W±以及一种中性的中间玻色子Z0（所以弱流包括荷电弱流和中性弱流），这三者属于SU(2)，它们因对称性自发破缺而获得甚大质量（102Gev），因此弱作用的强度小，力程短；破缺后剩下一种零质量的规范粒子，便是传递电磁作用的光子，因此电磁作用强度大，力程达无限远，它是属于U(1)群的。SU(2)×U(1)也是非阿贝尔群，以此为核心的量子场论被证明是可重整化的。这三位物理学家在1968年前后建立的这个理论模型被称作弱电统一理论的标准模型，它使电磁作用和弱作用得到比较满意的统一。更使人兴奋的是，该模型所预言的中性弱流以及W±和Z0的质量值等均为尔后的实验所证实，故而他们的工作成果被科学界所肯定，还因此获得诺贝尔物理学奖。

当然，弱电统一理论还有某些不足，这在后文会谈到。而从其建立过程中我们体会到：其一，尽管电磁力和弱力的强度、力程等方面有若干差别，但总会找到其共同之点，例如二者类似的流 - 流耦合形式促使人们作统一性的考察；如前所述，二者规范变换不变性是统一的内禀依据。为求其统一，就得寻找其内部空间的对称性，弱同位旋和弱超荷正是所找到的内禀自由度、其二，自然界固有的对称性，不会毫厘无差地暴露无遗，往往会部分地隐蔽起来，这时，便以非对称的形式呈现出来；“差之毫厘，失之千里”，弱作用和电磁作用表观上的甚大差异充分说明自然界的对称与不对称是相辅相成的。但正因为自然界内在一致，才会因各种破缺方式而表露出各种物质场体系形形色色的不同现象和运动规律。所以，“对称性自发破缺”是一个普遍适用的概念。其三，统一场论这项理论探索确实应密切依赖于实验的发展，显而易见，是固体物理中的超导电实验结果引发出对称性自发破缺概念，才导致在粒子物理研究中的应用；加速器能量的提高，才可能发现弱力的规范玻色子存在；高能量中微子束的获得，才可能进行搜索中性弱流的实验，该实验不仅证实了弱作用的耦合方式和电磁作用相似，而且显示出中性弱流跟荷电弱流的如下差别：中性弱流不单与左旋费密子发生作用，还以较小的比例与右旋费密子产生效应（字称不守恒表现为荷电弱流只与左旋费密子作用），从而使人们打消因弱作用的宇称不守恒所引起的对弱电统一的种种疑虑。这些实验上的成就既启发理论物理学家得出克服研究中障碍的方案，又使其理论预言很快地得到科学界的承认。于是，统一场论的探索很快成为“热门”，而不致像爱因斯坦生前那样显得“曲高和寡”，乏人支持了。在实验条件具备充足、新概念接踵而出的背景下，合适的数学表示形式；诸如上述的SU(2)×U(1)群体系，的确是弱电统一理论成功的关键。

（待续）