对称性作为一种数学概念,在物理中有着广泛的推广。
当年德国的数学物理学家诺特就提出了著名的诺特定理,把对称性和守恒联系起来了。
时间有对称性,空间也有对称性。
时间分为时间平移对称性和时间反演对称性。
什么是前者呢?
物体在今天具有的性质和它在明天具有的性质是一样的。
就是无论到了何时物体具有的性质都是不变的。
当然,这里说的是当外界作用力不介入的情况。
假如温度升高,物体的性质必然有些改变。
为什么要叫平移呢?
这是因为时间轴是一条直线。
虽然时间平移对称性和空间平移对称性是不同的概念,但是思想还是一样的。
假如物体不具有上述对称性,根本就无法移动和存活。
比如,空间平移对称性。
当你去从到上海,你自然还是你。
这就是它的含义。
当然,无论是绕了多大一圈才到达上海,其最终结果依然是不变的。
所以,这里的平移就有泛化的倾向。
根据诺特定理,一种对称性对应一种守恒。
而时间平移对称性对应能量守恒,那么为什么呢?
它意味着在时间变化上没有其他的变化,而变化最终都是要以能量来体现。
没有变化,自然也没有能量的改变。
你可能会说,时间的变化也是变化,也应该由能量体现。
注意,我们这里的对称性是对于某个对象说的。
时间虽然在变化,但是时间是属于宇宙的而不是属于某个个人的。
所以,在考虑变化时是不会把时间的变化统计进去的。
由于时间不能离开空间而单独存在,所以它们两个对称性是交织在一起的。
当然,空间平移对称性并不是说包罗一切。
假如你在海南,然后到了玉树或者。
那么,你回来时的方向是就是不同的。
对于像球一样全对称的物体,它就是完全具有平移对称性的。
而人只是部分对称的,必然存在方向的不同。
你出门时脸朝外,进门时脸脸朝内。
于是,这里就有对称性破缺。
对称性可以为人带来便利,对称性破缺也是如此。
性质即枷锁是我的格言。
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