洛伦兹协变式英文解释翻译、洛伦兹协变式的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Lorentz covariant

分词翻译：

伦的英语翻译：

human relations; logic; match; order; peer

兹的英语翻译：

at present; now; this

协的英语翻译：

assist; common; joint

变式的英语翻译：

【医】 modification

专业解析

洛伦兹协变式（Lorentz Covariant Expression）是狭义相对论的核心概念之一，指物理定律或数学表达式在洛伦兹变换下保持形式不变的性质。这一特性确保了物理规律在所有惯性参考系中具有一致性，是相对性原理的数学体现。

一、术语解析与核心定义

汉英对照
- 洛伦兹协变式（Lorentz Covariant Expression）：指满足洛伦兹变换协变性要求的数学表达式或物理方程。
- 协变性（Covariance）：方程形式在坐标变换下保持不变，区别于数值不变的“不变性”（Invariance）。
物理内涵
洛伦兹协变式要求方程中的每一项均为洛伦兹协变量（如标量、四维矢量、张量）。例如，电磁场的麦克斯韦方程组可写为协变形式： $$ partial_mu F^{mu u} = mu_0 J^ u $$ 其中 $F^{mu u}$ 为电磁场张量，$J^ u$ 为四维电流密度。

二、数学表征与关键特性

四维时空框架
在闵可夫斯基时空中，物理量被统一表述为四维张量：
- 标量（0阶张量）：如固有时 $dtau$
- 矢量（1阶张量）：如坐标 $x^mu = (ct, x, y, z)$
- 张量（2阶及以上）：如能动量张量 $T^{mu u}$
洛伦兹变换下的行为
协变量遵循特定变换规则。以四矢量 $V^mu$ 为例，其变换为： $$ V'^mu = Lambda^mu u V^ u $$ 其中 $Lambda^mu u$ 是洛伦兹变换矩阵，满足 $Lambda^T eta Lambda = eta$（$eta$ 为度规张量）。

三、与狭义相对论的关系

所有狭义相对论相容的物理定律必须满足：

洛伦兹协变性：方程在惯性系间变换时形式不变。
观测一致性：不同惯性系观测者可通过洛伦兹变换推导彼此测量结果。

四、应用实例

电动力学
麦克斯韦方程组的协变形式揭示了电场与磁场的统一性，并直接导出电磁波的光速不变性。
粒子物理
狄拉克方程 $left( igamma^mu partial_mu - m right) psi = 0$ 的协变性预言了反物质存在。
场论基础
量子场论中，拉格朗日密度 $mathcal{L}$ 的洛伦兹协变性是构建标准模型的基础约束。

权威参考来源：

经典教材《Classical Electrodynamics》（J.D. Jackson）第11章详细论述电磁定律的协变形式。
CERN官网教育专栏对相对论协变性的科普解读（可访问 home.cern/science/physics/special-relativity）。
《量子场论》（M. Peskin & D. Schroeder）第3章阐释洛伦兹群表示与场变换规则。

网络扩展解释

洛伦兹协变式是物理学中描述物理定律在不同惯性参考系下保持数学形式不变的核心概念，其定义和内涵可归纳如下：

一、基本定义

洛伦兹协变式指物理方程或物理量在洛伦兹变换下保持数学形式不变的性质。这种协变性是狭义相对论的基础，确保物理规律在所有惯性系中具有一致性。例如，麦克斯韦方程组具有洛伦兹协变性，因此成为狭义相对论的重要基础。

二、数学形式

在四维时空框架下，物理量被表示为四维张量（标量、矢量或高阶张量），其变换规则遵循洛伦兹变换矩阵： $$ x'^mu = Lambda^mu u x^ u $$ 其中$Lambda^mu u$为洛伦兹变换矩阵，$mu, u=0,1,2,3$对应时空坐标。例如：

四维矢量（如位置矢量$x^mu=(ct,x,y,z)$）满足：$A'^mu = Lambda^mu_ u A^ u$
四维标量（如时空间隔$s = ct - x - y - z$）在变换中保持不变。

三、物理意义

形式不变性：协变式方程在洛伦兹变换后形式不变，例如电磁场张量$F^{mu u}$的协变方程$partial_mu F^{mu u} = mu_0 J^ u$在所有惯性系中成立。
不变量构建：通过协变式可导出相对论不变量（如静止质量$m_0$），这些量在参考系变换中保持恒定。
几何解释：四维时空中的坐标系转动对应洛伦兹变换，协变性本质上是时空几何对称性的体现。

四、典型示例

麦克斯韦方程组：以张量形式表达时具有显式的洛伦兹协变性。
能量-动量关系：$p^mu p_mu = m_0c$是协变式，导出相对论能量方程$E = (pc) + (m_0c)$。

五、与协变性的区别

协变性：物理规律在坐标变换下的形式不变性（广义概念）。
协变式：具体实现协变性的数学表达式，通常指四维张量方程。

通过这种数学框架，物理学家能够统一描述高速运动体系的规律，确保相对性原理的严格成立。