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第8章（第1页）

物理理论中的对称性

在物理学中，如果一个系统在指定的操作中被认为不可变的话，那么它会呈现出一种对称性。

如一个球在围绕它中心的任何方向旋转时，它看起来是一样的。

这种情况下，这个球就被称为拥有球对称性。

这种对称性在理解多种多样的物理现象中起到基础作用。

在初级电子物理学中占有重要地位，但是起内在本质尚待研究。

对称性的特征在于，即使没有内部作用的相关知识，根据其对称性，一个系统的许多方面是可以被预测的。

一个时光机器的发明者通过把一只家猫送到时间旅行中证明了此理论。

来自雷•帕默尔（raypalr）发表在《奇异故事》（wonderstories）上的《时空惨案》（thetitrady）中的图解（1934年12月）。

帕默尔之后成了《奇异故事》的编辑。

这是一本从小事着手，并最终扩展到&ldo;命运&rdo;层次的杂志。

其中讲述了许多时间旅行者的&ldo;真实&rdo;故事，以及其他超自然现象。

所有的对称性都可以分成两类，离散的和连续的。

对于离散的对称，只有一个明确的运算能得到相同的物理形态：举个例子来说，就是在纸上画的一个正方形有一个离散对称，那是因为它有四条线，当它沿着一条垂直于纸平面的轴线旋转时，只在特定的位置看起来没有改变。

但是，当在纸上画的圆在绕着垂直于纸的轴线旋转时，任何时候看起来是没有变化的。

因此，圆展示了一个连续旋转的对称。

汤普森的时间旅行理论

此图解释了马尔科姆•史密斯（allsith）在雷•帕默尔的《奇异故事》中讲的《汤普森的时间旅行理论》（thopn&rso;stitravelgtheory）的故事（1944）。

在这个故事中，一个时光机器的发明者做了一个所谓的一个人回到过去，杀死了自己的祖父的祖父的悖论实验。

一个类空和类时世界的光椎图示（那金之后，1993）。

其他的一些有关连续对称的例子是时空的转化和旋转。

前者指的是，就自然法则而言，在空间和时间上所有的点都是等价的。

后者指的是在空间（空间的各向同性）各个方向都是等价的。

离散对称的两个重要例子就是空间反演和时间反演不变性。

一些自然法则在微小的反演和逆转的时间方向下是不会改变的。

守恒定律陈述了一个系统里的某些物理参数在时间进化过程中的不变性。

例如，在经典物理学中（非相对论性的），一个系统的总质量在碰撞之前和之后都是固定不变的（质量守恒定律）。

类似的，线动量和角动量以及一个系统的总动量在相对论性和非相对论性中都遵守守恒定律。

由于物理学上的拉格朗日表达式的出现，守恒定律的存在也和基本物理定律对称有关。