Untitled Course物理对称
到目前为止,我们所看到的所有对称在某种意义上都是_视觉_上的:可见的形状,图像或图案。实际上,对称可以是一个更广泛的概念: 对变化的免疫力 。
例如,如果您喜欢苹果汁和喜欢橙汁一样多,那么在交换苹果和橙子的转换下,您的偏好是“对称”。
1915年,德国数学家
例如,我们的经验告诉我们,宇宙中的物理定律都是相同的。无论您是在伦敦,纽约还是在火星上进行实验都没关系-物理定律应始终相同。在某种程度上,它们具有
同样,我们在面对北方,南方或东方或西方时进行实验也没关系:自然定律具有
最后,我们今天,明天还是一年内进行实验都没有关系。自然规律是“时间对称的”。
这些“对称性”一开始看起来似乎毫无意义,但实际上它们可以告诉我们有关宇宙的很多信息。艾米•诺瑟(Emmy Noether)设法证明每个对称性都对应于一个_守恒_的特定物理量。
例如,时间对称性意味着__能量__必须在我们的宇宙中守恒:您可以将能量从一种类型转换为另一种类型(例如从光转换为电),但永远不能产生或破坏能量。宇宙中的总能量将始终保持恒定。
事实证明,仅通过了解对称性,物理学家就可以得出控制我们宇宙的大多数自然法则,而无需进行实验或观察。
对称甚至可以预测基本粒子的存在。一个例子就是著名的__希格斯玻色子__ :它是在1960年代由理论物理学家预测的,但直到2012年才在现实世界中观察到。