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读【基本粒子物理学中的对称性原理】

作者:W•M吉布森/B•R波拉德

“在物理学中,对称性具有更为深刻的物理意义,它指的是物理规律在某种变换下的不变性。”
水风按:
对称现象广泛出现在在各个学科和物理学的诸多领域里,它是自然的普适现象,科学抽象出对称这种自然规律,进而引申出许多的对称性原理。对称是非线性科学,得到大多数物质和现象的支持。

“除了存在着空间平移、时间平移、空间转动这类连续的对称性外,还存在着例如空间反演、时间反演之类的分立对称性,量子力学诞生后,连续对称性和分立对称性之间的差别不复存在。”
水风按:
在更基础的层次,分门别类的对称性原理,将得到统一。而子啊宇宙本质规律面前,对称又将和其它基础法则一起被统一。

“相对论和量子力学问世以来,物理学中的对称性原理大有发展,人们不能不深感对称性原理的巨大力量。基本粒子物理学的研究离不开对称性的研究,目前在高能物理方面所取得的进展大都借助于对称性原理。从对称性原理可以找到基本粒子的内部属性、相互间的联系和所遵循的物理规律以及基本粒子相互作用的性质。”
水风按:
从普适现象抽象出一般原理,再从一般原理剥离出特殊定律。这是科学从来没有吃到过的从上至下的甜头。

“基本粒子物理的不变性原理分成两大类:
(a)        空间-时间对称性,例如,均匀的平移、转动和来源于存在着等价的空间-时间参考系的洛伦兹变换。
(b)        内部对称性,例如,同位旋、SU(3)、电荷共轭。”
水风按:
一种是现象的对称一种是物质的对称,没有必要特意地区分出两类。

“空间反演就是空间参考系从右手系到左手系的变换。因此,空间反演下的不变性就等价于左和右的不可区分性。”
水风按:
象这种特殊化了的对称性原理是有限定的,只能在一个狭小的区域成立。从整体上看这种认识是偏颇的。这里的空间反演说的仅是几何学上的对称,不包括物质性和内在的性质等等。

“只有左旋氨基酸才存在于生命系统中,而在实验室中,合成右旋的和左旋的这两类物质的产率是相同的。这就告诉我们,它并不全是化学规律在起作用,而是自然界多少有点对一种同分异构体特别的偏爱,这种偏爱与生命起源问题密切有关。”
水风按:
对称并不是自然的本质规律,它只是自然本质的一种基础现象的体现而已。所以我们尽管在基础现象中抽象出了对称性原理,但仍然不足以诠释自然的深层规律。要彻底了解上帝的偏爱,还需要我们运用更多的基础性原理。

“时间反演对称性,更恰当地应当称为运动反演对称性。”
水风按:
时间的本质就是运动,而运动表现在空间中,所以时间和空间无法分割开来,一旦分开研究,就无法完整地了解时空系统。阴阳鱼太极图更加完美地表现了时间和空间的特征,其中就包含了反演对称。

“自然界中存在着两种类型的原子核,一种原子核内部所含质子数目正好和另一种核内所含的中子数目相同,我们有时就把他们称为镜像核。……一对镜像核激发态在能量上明显地表示出定性上的相似性,有时还表现出定量上的相似性。”
水风按:
易学的镜像可以置换,但量子作用的结果不同。

“所谓电荷对称性,我们是指质子-质子和中子-中子间的核力是等同的。”
水风按:
质子和中子本身就是破缺的对称。

“把中子和质子看作是同一个粒子——核子的两个不同电荷态(按同位旋概念)”
水风按:
镜像对称的一种运用。
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