梗概()哪些是對(duì)稱性?對(duì)稱性的含義;對(duì)稱性的基本類型對(duì)稱性原理:原理內(nèi)容和事例;宇稱與CP破壞對(duì)稱性的自發(fā)破缺:哪些是對(duì)稱性的自發(fā)破缺?粒子-反粒子的不對(duì)稱性;生物界的左右不對(duì)稱性;對(duì)稱性的含義:不可區(qū)分性1.哪些是對(duì)稱性?§1.對(duì)稱性的含義:對(duì)稱性隨處可見:左右對(duì)稱的天安門；軸對(duì)稱的天壇……對(duì)稱性是重要的問題：數(shù)學(xué)學(xué)物理學(xué)習(xí)網(wǎng)，物理，天文學(xué)，美學(xué)……無所不及對(duì)稱性的物理描述是群論“群論——現(xiàn)代物理的統(tǒng)領(lǐng)者”幾個(gè)概念：a.體系：要考察的對(duì)象；b.狀態(tài)：體系在空間、時(shí)間等的分布；c.變換：體系從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)，或稱之為“操作”d.等價(jià)與不等價(jià)：對(duì)圖1,不考慮點(diǎn)，饒軸旋轉(zhuǎn)任意角度，即使?fàn)顟B(tài)有變化，然而看起來沒有區(qū)別，我們稱之為“等價(jià)”；考慮點(diǎn)，饒軸旋轉(zhuǎn)任意角度，狀態(tài)有變化物理學(xué)習(xí)網(wǎng)，我們稱之為“不等價(jià)”e.對(duì)稱與不對(duì)稱：假如一個(gè)操作將一個(gè)體系從一個(gè)狀態(tài)變到一個(gè)與之等價(jià)的狀態(tài)，我們說該體系對(duì)這個(gè)操作“對(duì)稱”這個(gè)操作叫“對(duì)稱操作”否則就是“不對(duì)稱”§2.對(duì)稱性的基本類型:常見的對(duì)稱操作有：空間操作=>轉(zhuǎn)動(dòng)，平移，鏡像反射，標(biāo)度變換；時(shí)間操作=>時(shí)間平移，時(shí)間反演；還有許多更具象的變換：置換，規(guī)范變換，電荷共軛變換1.鏡像對(duì)稱：也稱“左右對(duì)稱”，或則說“宇稱”操作：沿反射鏡面法向座標(biāo)：z=>-z其他方向座標(biāo)不變！極矢量與軸矢量：按照矢量的鏡像反演的性質(zhì)的不同：與鏡面垂直的份量反向，而平行的份量不變=>極矢量；與鏡面垂直的份量不變，而平行的份量反向=>軸矢量；很其實(shí)，是極矢量=>,,是極矢量；而是軸矢量：這么：分別是哪些矢量呢？２.轉(zhuǎn)動(dòng)：體系繞某個(gè)軸轉(zhuǎn)恢復(fù)原狀，這個(gè)軸稱之為n次軸，該體系具有n次軸對(duì)稱；（見圖３）３.平移：體系在某個(gè)方向上每聯(lián)通一定的距離，恢復(fù)原狀，就說該體系具有平移對(duì)稱性：直線，平面……以上那些具有平移對(duì)稱的網(wǎng)條紋都是由具有一定轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱的條紋組成，是不是所有的轉(zhuǎn)動(dòng)級(jí)次的個(gè)子都能組成這些具有平移對(duì)稱的網(wǎng)路條紋呢？不是的！物理的群論可以證明：只有１，２，３，４，６次軸對(duì)稱才行！４.標(biāo)度變換：淺顯的說就是“放大或縮小”一個(gè)物體（體系）放大或則縮小之后，居然恢復(fù)原狀了！不可思議吧？但是在數(shù)學(xué)中確實(shí)有許多這樣的事例。
布朗運(yùn)動(dòng)的標(biāo)度變換無窮自相像性：體系在標(biāo)度變換下，具有無限嵌套的自相像性。繼續(xù)看海岸線=>曲線是1維的：有一定的寬度；曲面是2維的：有一定的面積；海岸線維數(shù)=？厚度無限，而且沒有面積我們說海岸線的維數(shù)是1~2之間！分形概念：維數(shù)是分?jǐn)?shù)的體系稱之為“分形”分形維數(shù)的確定:D維的分形體,當(dāng)每一維的規(guī)格放大L倍時(shí),假若得到K個(gè)原先的分形體,則:可見，常規(guī)形狀的系統(tǒng)，是分形體的特例分形的實(shí)際意義：物理的分形是嚴(yán)格的：標(biāo)度變換的無窮自相像性.自然界的分形體大多不嚴(yán)格或則是隨機(jī)的,后一類只有在統(tǒng)計(jì)下才有意義!分形被廣泛應(yīng)用:電物理沉淀,薄膜形態(tài),樹脂匯聚,介電擊穿的計(jì)算機(jī)模擬和試驗(yàn)?zāi)M！標(biāo)度變換下的數(shù)學(xué)規(guī)律：標(biāo)度變換下，數(shù)學(xué)規(guī)律不一定不變。判定條件：不同標(biāo)度（大小）的體系的無量綱組合量，是否具有相同的數(shù)目？空氣動(dòng)熱學(xué)中的雷諾數(shù)（模擬客機(jī)）：《格利佛散記》的荒誕性5.時(shí)間平移和時(shí)間反演：時(shí)間平移：體系對(duì)某一時(shí)間間隔的平移。假如體系呈現(xiàn)不變性，則體系具有“時(shí)間平移不變性”一個(gè)靜止的物體，平移任何大小的時(shí)間均不變；一個(gè)單擺，平移一個(gè)周期，狀態(tài)也不變！時(shí)間反演：讓時(shí)間的過程；時(shí)間會(huì)倒流嗎？其實(shí)不會(huì)！那時(shí)間反演有哪些意義呢？我們可以通過研究時(shí)間反演來探究物質(zhì)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
這么微觀的過程呢？實(shí)驗(yàn)證明，微觀過程都是可逆的！：:6.置換對(duì)稱性：將系統(tǒng)中的不同部份互換的操作，對(duì)應(yīng)的不變性既為置換對(duì)稱性。世界上沒有絕對(duì)雷同的宏觀物體，所以宏觀的置換對(duì)稱不嚴(yán)格；而對(duì)微觀粒子（全同性原理），則是嚴(yán)格的！7.最后瞧瞧聯(lián)合對(duì)稱：幾個(gè)對(duì)稱操作陸續(xù)作用的結(jié)果，例如先轉(zhuǎn)動(dòng)，再反演等等。每種操作，在物理上用算符矩陣表示這么次序不同的聯(lián)合操作的療效一樣嗎？2.對(duì)稱性原理因果關(guān)系：發(fā)生任何一件事情，其結(jié)果都是一定的誘因引起的；所以有：“相同的誘因=>相同的結(jié)果”；并且，世間沒有完全一樣的東西，所以不要這么嚴(yán)苛啦！=>“等價(jià)的誘因=>等價(jià)的結(jié)果”對(duì)稱性原理：對(duì)稱的誘因=>對(duì)稱的結(jié)果，所以：不用任何其他的定理，判定電荷受力方向宇稱與CP破壞宇稱:設(shè)一個(gè)體系的狀態(tài)用函數(shù)表示,對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)操作,用算符表示,當(dāng)這個(gè)操作局限于下邊3種,即:電荷共軛(Q=>-Q)時(shí)間反演(T=>-T)空間反演(R=>-R)操作的結(jié)果如下:分別對(duì)應(yīng):C宇稱,T宇稱,P宇稱宇稱守恒假如體系在某個(gè)化學(xué)過程中,宇稱一直保持+1或則-1,我們說這個(gè)體系對(duì)這個(gè)化學(xué)過程滿足宇稱守恒到目前為止,實(shí)驗(yàn)證明:所有的化學(xué)過程CPT聯(lián)合宇稱守恒;幾乎所有的作用,T宇稱守恒;所有的弱作用,P宇稱不守恒;CP破壞:既然,T宇稱守恒被微弱的破壞了,而CPT聯(lián)合宇稱依然守恒,這么CP這個(gè)仍然以來被覺得守恒的宇稱守恒被破壞了!這就是CP破壞.: