Gauge Invariance

Definition / 定义

规范不变性：物理理论在进行某种“规范变换”（对场或势作特定形式的重新定义）后，可观测的物理量与方程形式保持不变的性质。它是现代场论与粒子物理的重要原则（如电磁学的 (U(1)) 规范对称性、杨–米尔斯理论等）。

Pronunciation / 发音

/ɡeɪdʒ ɪnˈvɛriəns/

Examples / 例句

Gauge invariance is central to modern physics.
规范不变性是现代物理学的核心概念之一。

In quantum field theory, gauge invariance constrains the form of interactions and helps ensure that predictions do not depend on arbitrary choices of gauge.
在量子场论中，规范不变性会限制相互作用的形式，并有助于保证理论预测不依赖于任意的规范选择。

Etymology / 词源

gauge 原指“测量的标准/尺度”，来自中古法语 gauge/gauger（测量、定量）；在物理中逐渐引申为“规范/选取的表示方式（如势的选取）”。
invariance 来自拉丁语 *in-*（不）+ variāre（改变），表示“保持不变”。合起来，“gauge invariance”就是“在规范变换下保持不变”。

Related Words / 相关词汇

• Gauge
• Invariance
• Symmetry
• Gauge Theory
• Electromagnetism
• Vector Potential
• Lagrangian
• Noether’s Theorem
• Yang–Mills
• Covariance

Literary Works / 文学作品举例

• Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands: The Feynman Lectures on Physics（《费曼物理学讲义》）
• J. D. Jackson: Classical Electrodynamics（《经典电动力学》）
• Steven Weinberg: The Quantum Theory of Fields（《量子场论》）
• Michael E. Peskin & Daniel V. Schroeder: An Introduction to Quantum Field Theory（《量子场论导论》）
• C. N. Yang & R. L. Mills (1954): “Conservation of Isotopic Spin and Isotopic Gauge Invariance”（提出杨–米尔斯规范不变性的重要论文）