电荷的本质是什么？

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诺特定理是将物理中的守恒量与对称性联系起来的一个理论，即，系统的任何一个连续对称性都能对应一种守恒量（这里必须是连续对称性）。比如说，对于自由粒子体系，它有空间平移对称性，因此它就对应了系统动量守恒；对于保守力场体系，它有时间平移对称性，因此它就对应了系统能量守恒；对于有心力场体系，它有空间旋转对称性，因此它就对应了系统角动量守恒。

事实上，这些守恒量我们统称为守恒荷，将这些荷的空间分布密度定义为荷密度 ρ ，对荷密度进行全空间积分便得到系统总的荷量。而一般情况下空间中的荷是一直在空间流动的，这样这些荷就形成了流 （具体物理图像，读者可参考水流和电流的物理过程，可以从中类比过来）。那么，若系统具有某种对称性，根据诺特定理，我们可以推导出如下的守恒荷方程:

或积分形式：

第一个方程的物理意义是空间所有点的荷密度变化率等于该点流入或流出的荷密度的速率，也就是说该体系是一个保守体系，没有任何荷从该系统中消失也没有额外的荷进入到该体系，因此该系统的总的荷是守恒的（其实，第二个积分方程更能十分直观反映荷守恒的结论，但不如微分方程给出的物理过程那么清晰）。其实，这也就是电荷守恒的微分和积分形式。

注： 对称性是现代物理学理论中的一个极其重要的概念，其表示在经过某些变换时，系统状态保持不变，而这里系统的状态则是由系统的欧拉-拉格朗日方程（又称运动方程）所描写的。例如，对于保守场体系，系统的拉格朗日量不显含时，从而它的运动方程也只含有时间的偏导项，因此对时间进行平移变换（即t→t+T的变换，这样，对时间的偏导项会保持不变），运动方程自然保持原来的形式，所以我们说该保守系统具有时间平移对称性。

三、电荷的本质

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