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对应的对称性,它对应的是空间旋转对称性。
也就是说,任何物理过程在任何角度方向上进行结果都是一致的。
如果我们不标注方位的话,我们观察某个物理实验过程的录像,在排除外界影响的前提下,我们是无法判断实验中各种物理过程的方向的。
它可能朝北,也可能朝南,但是不重要。
因为无论它朝什么方向都不会影响实验的过程和结果,物理过程在空间方向上是旋转对称的。
其实这些对称性反映的是我们宇宙的一个基本特性,就是宇宙在时间和空间维度上的分布都是绝对均匀的。
比如我们宇宙无论是不同位置,还是不同方向,还是不同时间,光速都是绝对一致的。
各种常数也都是完全相同的。
所以各种物理过程自然也就是完全一致的。
时间维度上同样如此。
无论是过去,现在,还是将来,我们的物理定律也都是不会发生变化的。
这很好理解对吧。
除了这些对称性之外,人们还发现了很多其他对称性,比如洛伦兹对称性,说的是在不同惯性系中物理规则也是一样的。
这涉及到相对论的一些概念,我们就不过多赘述。
不过大家有没有发现,这些对称性都描述的是一些连续量,因为诺特定理本来说的就是连续的对称性,那么有没有不连续的对称性呢?
有科学家认为也有这种非连续的对称性,有人就提出了空间的镜像变化可能也是对称的。
这种对称的意思就是任何物理过程,如果我们把它镜像一下的话,也应该是对称的。
比如你在手里抛接一个硬币,这里面包含了可以用牛顿力学解释了运动过程。
如果有一个镜子,将整个过程映射出来的话,那么镜子里面反射的对称过程也都是应该符合牛顿力学规则的,不会发生变化。
有不熟悉物理学的朋友就会奇怪了,为什么要研究镜中世界呢?
镜子不就是真实世界的影像反射而已吗,里面怎么会有物理过程?
其实这个镜像中用的镜子只是一个比喻,并不是真的去观察一个镜子。
镜像对称的意思就是如果我们有办法把一个物理系统里面的所有向量的方向就像镜像一样给翻转变化以后,那么整个系统的物理过程也会对称地全都反过来,系统的整个演化过程会像镜像一样左右相反,但是其他不变。
比如一个旋转的足球,顺时针状态和逆时针状态就是镜像的,那么与之相关的物理过程也都应该是镜像的。
物理系统应该具有「空间镜像不变性」。
那么任何物理过程都具有空间镜像不变性又对应什么守恒呢?
1927 年美国的物理学家尤金.维格纳(Eugene Paul Wigner)提出这种对称应该对应宇称守恒。
美国物理学家 尤金.维格纳
「宇称」是什么意思呢,宇称(parity)又译为奇偶性。
所谓的宇称守恒(Parity c