§4 粒子世界运动的特点粒子运动的基本特点

粒子的运动有它的独有的特点，描写粒子运动的理论必须充分反映了这些特点。粒子世界中粒子运动性质有三个特有的基本特点：

第一，粒子是微观尺度的客体，运动是微观尺度的运动。描写微观尺度运动的特征量是普朗克常数 h，描写微观粒子运动的规律的是量子力学。

第二，粒子运动是高速运动，粒子速度的变化常常可以达到和真空光速相比拟的数量级，相应地能量的变化常常达到相当于甚至远大于粒子静止能量的数量级，运动是相对论性的。描写高速运动的特征量是真空光速 c，描写粒子高速运动规律的是狭义相对论。

如果粒子的运动特点只有这两个，自然可以推论出粒子物理的基本规律应该是相对论性量子力学。但是粒子的运动还有第三个重要的不可忽视的特点。

第三，粒子运动过程中，常常表现出粒子之间的相互转化，粒子数目是可变的，粒子可以产生和湮没。换言之，观察到的粒子系统的自由度数在粒子运动时是可变的。

只有具有无穷多自由度的系统在运动中才能自然容纳或显现出有限多自由度的变化。而物理学中研究的“场”就是这样的具有无穷多自由度的系统， 因为“场”是充满全空间的客体，全空间有无穷多的点，每个点对应至少一个自由度。描写场的运动规律的理论是场论，因此描写粒子运动基本规律的理论是相对论性量子场论。