杨-米尔斯理论：非阿贝尔规范场的量子场论

然而，并不是所有的场和相互作用都可以用量子场论简单地描述。一些场具有特殊的属性，使得它们比其他场更复杂。例如，某些场在某些变换下是不变的，这些变换只改变了它们的方向或相位，而不影响它们的物理行为。这些变换叫做规范变换，服从这些变换的场叫做规范场。

规范场对量子场论提出了挑战，因为它们在物理现象的描述中引入了非物理规范自由度。例如，规范场的两种不同配置可以对粒子产生完全相同的可观察效应，但它们无法通过任何测量加以区分。这意味着在空间和时间的每个点上都没有唯一的方法来定义规范场。为了解决这个问题，物理学家设计了一种叫作规范固定的技术，它为一个规范场选择一个特定规范条件，以消除非独立的量。

杨-米尔斯理论的意义是，它提供了一个统一的框架来描述所有基本粒子之间的相互作用。它指出，每种相互作用都对应于一个规范群，并且有一种或多种规范玻色子来传递这种相互作用。例如，电磁相互作用对应于U(1)群，并且有光子来传递；强相互作用对应于SU(3)群，并且有8种胶子来传递；弱相互作用对应于SU(2)群，并且有3种玻色子来传递，分别是W 、W-和Z玻色子。