Gauge Transformation

释义 Definition

gauge transformation（规范变换/规范变换）：在物理（尤其是电磁学与量子场论）中，指对某些场或势函数做特定形式的改变，使得可观测的物理量不变。常见例子是电磁势 (A_\mu) 加上某个标量函数的梯度后，电场与磁场保持不变。该词在不同学科语境中也可能有更具体的形式（如杨–米尔斯理论中的非阿贝尔规范变换）。

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈɡeɪdʒ ˌtrænsfərˈmeɪʃən/

例句 Examples

A gauge transformation can change the vector potential without changing the magnetic field.
规范变换可以改变矢势，但不会改变磁场。

In quantum field theory, requiring the Lagrangian to be invariant under a local gauge transformation leads to the introduction of gauge fields.
在量子场论中，要求拉格朗日量在局域规范变换下保持不变，会导出（或引入）规范场的出现。

词源 Etymology

gauge 原义与“测量、标定”有关（如量规、标尺），后来在物理中引申为“选取一种表示方式/标定方式”。transformation 来自拉丁语词根，意为“改变形态”。合在一起，gauge transformation 强调的是：改变的是“表示/标定方式”，而不是改变可观测的物理事实。

相关词 Related Words

• Gauge
• Transformation
• Symmetry
• Invariant
• Gauge Invariance
• Gauge Theory
• Local Symmetry
• Vector Potential
• Covariant Derivative
• Yang-Mills

文学与典籍 Literary Works

• Gravitation（Misner, Thorne & Wheeler）——在广义相对论与场论语言中讨论对称性与相关变换思想（含规范相关表述）。
• The Quantum Theory of Fields（Steven Weinberg）——系统使用并讨论局域对称性与规范变换在量子场论中的核心地位。
• Quantum Field Theory and the Standard Model（Matthew D. Schwartz）——以教学方式讲解规范不变性与规范变换如何组织标准模型。
• Gauge Fields, Knots and Gravity（Baez & Muniain）——以几何化视角讨论规范场与规范变换，并联系拓扑与引力。
• Geometry, Topology and Physics（Mikio Nakahara）——用纤维丛/联络等数学框架呈现规范变换的几何意义。