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[!--downpath--]守恒定理的緣起摘要：守恒定理的成立是極為艱難的，而且其所取得的成果無疑是極為輝煌的，甚至高中生都曉得幾條守恒定理，并且守恒定理是否如它看起來這么完美，又是否攻無不克，戰無不勝呢？關鍵詞：邁爾，能量守恒定理，動量守恒定理，宇稱。:,,aw,,all-,s:Meyer,w,，.關于守恒定理，其中最知名的便是能量守恒定理，內容為：能量既不會陡然形成，也不會陡然消失，它只能從一種方式轉化為其他方式，或則從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總數不變。如今看上去是多么合乎常理的一件事，并且在最初卻讓人扔掉了性命，這個人的名子叫邁爾。邁爾是一個大夫，日，他作為一名隨船大夫跟隨一支船隊來到美國尼西亞。
因為海員得病，他幫忙醫治，在診治過程中，邁爾開始思索：人的血液所以是紅的是由于上面富含氧，氧在人體內燃燒形成熱量，維持人的溫度。這兒天氣酷熱，人要維持溫度不須要燃燒這么多氧了，所以靜脈里的血一直是暗紅的。這么，人身上的熱量究竟是從哪來的？頂多500克的腎臟，它的運動根本難以形成這么多的熱，難以光靠它維持人的溫度??邁爾越想越多，最后歸結到一點：能量怎么轉化（轉移）？他一回到比薩就寫了一篇《論無機界的力》，并用自己的方式測得熱功當量為365千克米/卡路里。他將論文投到《物理年鑒》，卻得不到發表，只得發表在一本名不見經傳的醫學刊物上。化學學家們難以相信他的話，很不敬愛地稱他為“瘋子”，而邁爾的家人也懷疑他瘋了，竟要請大夫來治療他。他除了在學術上不被人理解，但是又先后經歷了生活上的嚴打，幼子去世，父親也因革命活動遭到牽扯，在一連串的嚴打1849年從三層樓上跳下自盡，而且未遂，卻導致四肢傷殘，因而成了瘸子。隨即他被送到哥根廷精神病院，遭到了八年的非人摧殘。雖然后來人們意識到了錯誤，給與邁爾榮耀，但他也在不久后與世長辭了。而且我覺得，這一切也是有道理的，由于能量這些東西看不見摸不著質量守恒定律相關的實驗視頻，他忽然提出了這種理論，不為人理解也是理所因當。
相比之下，另一個人就要好得多，這個人便是焦耳，焦耳提出這個觀點時也有人指責，并且焦耳是搞實驗的，實驗給了他信心，所以他經受得住那個壓力。但是由于實驗，他的觀點被人們所接受。這一例子也提醒人們化學實驗的重要性。因為能量守恒定理的發覺，人們最想聽到的東西——永動機被宣布是不可能的。荒謬的是現今還有好多人相信永動機的存在。我看過關于這種的介紹。她們是想通過不斷地繳納外部的能量來實現“永動”，和永動機的初旨并不相同。能量守恒定理發覺以后又幾經磨難，然而后來都被證明是有幾種能量未被發覺，此后能量守恒定理站穩了膝蓋。能量守恒定理是守恒定理之中當之無愧的“老大”，但卻不是我們常常用的，我們常常用的是下邊一個守恒定理：動量守恒定理。這個守恒定理的大致內容是：假如一個系統不受外力或所受外力的矢量和為零，這么這個系統的總動量保持不變。這個守恒定理很簡單，由于我們可以通過牛頓運動學定理推出。并且仍然讓我苦惱的是：后來連牛頓運動學定理都不管用了，動量守恒定理卻仍然創立，這如同是邏輯上面大前提都不正確了，而推論一直正確一樣，這仍然讓我覺得很可笑。并且這是事實，所以動量守恒定理有著更普遍更深刻的根基。現代數學學已確定地認識到動量守恒定理是和自然界的更為普遍的屬性——時空對稱性——相關連著的。
任一給定的數學實驗（或化學現象）的發展過程和該實驗所在的空間位置無關，即換一個地方做，該實驗進展的過程完全一樣。這個事實叫空間平移對稱性，也叫空間的均勻性。動量守恒定理就是這些對稱性的彰顯。其實，動量守恒定理的發覺也飽含了爭吵：主要是兩派：一是主張1／2mv*v守恒；一是堅持mv守恒。其實，后來我們曉得這兩個都是對的。這讓我想起了同樣的一件事：光是粒子還是波。我們如今曉得光既是粒子也是波，這也在提醒我們：實驗才是檢驗真理的惟一標準。到目前為止，三大守恒定理早已介紹了兩個，最后一個也是我們上學院后才接觸的一個：角動量守恒定理。其大致內容為：對一固定點o,質點所受的合外扭力為零,則此質點的角動量矢量保持不變。如此說可能不夠形象，舉個反例：假如把太陽看成力心，行星看成質點，則上述推論就是開普勒行星運動三定理之一,開普勒第二定理。角動量守恒也是微觀數學學中的重要基本規律。在基本粒子衰變、碰撞和轉變過程中都遵循反映自然界普遍規律的守恒定理，也包括角動量守恒定理。W.泡利于1931年按照守恒定理推斷自由中子衰變時有反中微子形成，1956年后為實驗所否認。我們曉得質點系的角動量守恒的推論是用到牛頓第三定理的。
這又是一個宏觀公式在微觀條件下創立的反例。于是我們又想到了時空對稱性：任一給定的數學實驗的發展過程和該實驗裝置在空間的取向無關，即把實驗裝置轉一個方向，該實驗進展的過程完全一樣。這個事實叫空間轉動對稱性，也叫空間的各向同性。角動量守恒定理就是這些對稱性的表現。由此看來，守恒定理雖然都有著“大背景”，雖然攻無不克質量守恒定律相關的實驗視頻，戰無不勝，一切都是這么美好與和諧。但真的是這樣嗎？事實上，守恒定理大軍的前行路途上也遭到磨難，其中比較知名的是宇稱守恒定理的破壞：上世紀50年代來，化學學家先后發覺一些守恒定理有時并不完全滿足對稱性。英籍華人數學學家楊振寧和李政道曾提出弱互相作用中宇稱不守恒理論并經實驗否認：1956年，李政道和楊振寧在深入細致地研究了各類誘因以后，大膽地斷定：τ介子)，但在弱互相作用的環境中，它們的運動規律卻不一定完全相同，淺顯地說，這兩個相同的粒子假如相互照穿衣鏡的話，它們的衰變形式在穿衣鏡里和穿衣鏡外竟然不一樣！用科學語言來說，“θ-τ”粒子在弱互相作用下是宇稱不守恒的。在最初，“θ-τ”粒子只是被作為一個特殊例外，人們還是不樂意舍棄整體微觀粒子世界的宇稱守恒。隨后不久，同為亞裔的實驗化學學家吳健雄用一個巧妙的實驗驗證了“宇稱不守恒”，自此，“宇稱不守恒”才真正被承認為一條具有普遍意義的基礎科學原理。
吳健雄用兩套實驗裝置觀60的衰變，她在極高溫(0.01K)下用強磁場把一套裝置中的鈷60原子核載流子方向轉向左旋，把另一套裝置中的鈷60原子核載流子方向轉向右旋，這兩套裝置中的鈷60互為鏡像。實驗結果表明，這兩套裝置中的鈷60放射下來的電子數有很大差別，但是電子放射的方向也不能互相對稱。實驗結果否認了弱互相作用中的宇稱不守恒。除了守恒定理向外擴張的時侯遭到狙擊，它們內部也并非鐵板一塊。例如說能量守恒定理也有不創立的時侯：在發生康普頓散射的“二步過程”時能量是不守恒的。雖然守恒定理遭受磨難，我們還是樂此不疲地發覺更多的守恒定理：自然界中還存在著其它的守恒定理，比如：質量守恒定理，電荷守恒定理??守恒定理都是關于變化過程的規律，它們都說的是只要過程滿足一定的整體條件，就可以毋須考慮過程的細節而對系統的初，末狀態的個別特點下推論。不究過程細節而能對系統的狀態下推論，這就是各個守恒定理的特性和優點。正是因為守恒定理的這一重要意義，所以化學學家們總是想方設法在所研究的現象中找出這些量是守恒的。一旦發覺了某種守恒現象，她們就首先用以整理過去的經驗并總結出定理。爾后，在新的現象中對它進行檢驗，但是依靠于它作出有掌握的預見假如在新的現象中發覺某一守恒定理不對，人們還會更精確地或更全面地對現象進行觀察研究，便于找尋這些被忽略了的誘因，繼而再認定該守恒定理是正確性。
在有些看來守恒定理失效的情況下，人們還千方百計地尋求“補救”的方式，例如擴大守恒量的概念，引進新的方式，進而使守恒定理愈發普遍化。但這也并非都是可能的。以前有化學學家看見有的守恒定理難以“補救”時，便大膽地宣布了這種守恒定理不是普遍組建的，認定它們是有缺陷的守恒定理。不論是上述那個情況，都能使人們對自然界的認識步入一個新的更深入的階段。事實上，每一守恒定理的發覺，推廣和修正，在科學史上的確都曾對人們認識自然的過程起過巨大的促進作用。卓崇培,劉文杰,《時空對稱性與守恒定理》,高等教育出版社1982張三慧《大學化學學（第五冊）量子化學》，復旦學院出版社2000張三慧《大學數學學（第一冊）熱學》，復旦學院出版社1999