专题：守恒定律与对称性.ppt

对称性的概念最初来源于生活、艺术、结构领域的图像中。在人和自然界中都随处可见：动物、植物、建筑、文学艺术对称是形象美重要因素之一。,附：守恒定律与对称性,清代女诗人吴绛雪的四季回文诗.夏,香莲碧水动风凉 水动风凉夏日长 长日夏凉风动水 凉风动水碧莲香,文学创作中的镜象对称 回文词,苏东坡题金山寺,潮随暗浪雪山倾，远浦渔舟钓月明。 桥对寺门松径小，巷当泉眼石波清。 迢迢远树江天晓，蔼 蔼红霞晚是晴。 遥望四山云接水，碧峰千点数鸥轻。,无论顺念，倒念或从任一字开始念都成章!,文学创作中的镜象对称 回文词,吴绛雪的咏四季-四首回文诗,每首仅用十个字，却是七言绝句： 春：莺啼岸柳弄春晴夜月明 夏：香莲碧水动风凉夏日长 秋：秋江楚雁宿沙洲浅水流 冬：红炉透炭炙寒风御隆冬,春 莺啼岸柳弄春晴， 柳弄春晴夜月明。 明月夜晴春弄柳， 晴春弄柳岸啼莺。 夏 香莲碧水动风凉， 水动风凉夏日长。 长日夏凉风动水， 凉风动水碧莲香。,秋 秋江楚雁宿沙洲， 雁宿沙洲浅水流。 流水浅洲沙宿雁， 洲沙宿雁楚江秋。 冬 红炉透炭炙寒风， 炭炙寒风御隆冬。 冬隆御风寒炙炭， 风寒炙炭透炉红。,物理定律的这些对称性是偶然的吗？它是否意味着对称性同物理定律本身有着某种更深刻、更紧密的联系？,三大守恒定律，等，这些守恒意味着什么呢？它们由什么决定的呢？,1916年德国女数学家诺特尔指出：每一种守恒都是与自然界中的一种对称性相联系的。严格的对称性对应着严格的守恒定律，近似的对称性意味着近似的守恒定律。,附：守恒定律与对称性,诺特尔 (18831935)定理,物理学中存在着许多守恒定律,如能量守恒、动量守恒、角动量守恒、电荷守恒、奇异数守恒、重子数守恒、同位旋守恒这些守恒定律的存在并不是偶然的，它们是自然规律具有各种对称性的结果。,附：守恒定律与对称性,物理定律变换不变性 守恒定律 适用范围 时间平移 能量守恒 完全 空间平移 动量守恒 完全 空间旋转 角动量守恒 完全 镜象反射 宇称守恒 弱作用中破缺 伽利略变换 时空绝对性 v c 近似成立 电荷规范变换 电荷守恒 完全,附：守恒定律与对称性,物理学中的形式对称,对物理定律、公式形式对称的追求，往往对理论的发展起到积极的建设作用,真空中的麦氏方程组,万有引力公式和库仑公式,物理学中的抽象对称,.,抽象对称性往往是指从一个概念、一个命题或一个定理中反映出来的对称性。,将对称性概念用于物理领域，则可表示为：,对称性与对称操作,如果某一物理现象或规律在某一变换下保持不变，则称该现象或规律具有该变换所对应的对称性。,物理学中最常见的对称操作是时空操作,时间操作：时间平移、时间反演等。,空间操作：空间平移、空间反演等。,时空操作：伽利略变换、洛仑兹变换等。,参考书,可怕的对称,附： 守恒定律与对称性,物理定律不因人而异,物理规律(自然定律)不因人（参考系）而异，参考系变换应该是物理定律的对称操作。,守恒定律与对称性,对称论才是对世界最根本、最真实的哲学认识,讨 论,一、粒子物理学物质创生实验证明物质生成具有对称性，大量的物理学定律证明宇宙的物质运动规律来源于对称性的发展。 二、物理学史上300年的“波粒战争”证明物质的根本表现就是“二象性”（这就是“既是又是”的辩证法结构基础），这也是对称论的结构启迪。 三、人类最重要的文明经典证明阴阳共体的“道”创造了世界，而对称论可以证明对称性就是“道”的起源，可以准确阐释人类几千年来不能言传的“不可言的道”和“不可说的法”。 四、人类社会存在过的两派哲学（唯物论和唯心论）的理论体系本身存在着逻辑悖论。 五、对称论能够解释一切正确的物理学和社会学规