對(duì)稱性是20世紀(jì)物理學(xué)?對(duì)稱性在20世紀(jì)物理學(xué)里很重要,特別是的相對(duì)論在時(shí)空對(duì)稱方面取得的巨大成就,還有量子力學(xué)里對(duì)對(duì)稱性的極度重視,使得那時(shí)候人們對(duì)對(duì)稱性的信仰和依賴絲毫不比20世紀(jì)之前人們對(duì)絕對(duì)時(shí)空觀的依賴弱。宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)震碎了人們對(duì)上帝絕對(duì)對(duì)稱的信念,迫使人們重新思考對(duì)稱的問(wèn)題,那么,對(duì)稱性是20世紀(jì)物理學(xué)?一起來(lái)了解一下吧。
宇稱不守恒有囊括了分子、原子和基本粒子物理的一個(gè)基本實(shí)際意義。
宇稱不守恒(即便只是在弱相互作用下)并不是一個(gè)局部性的理論發(fā)展,它影響了整個(gè)物理學(xué)界的方方面面。
對(duì)稱性在20世紀(jì)物理學(xué)里很重要,特別是的相對(duì)論在時(shí)空對(duì)稱方面取得的巨大成就,還有量子力學(xué)里對(duì)對(duì)稱性的極度重視,使得那時(shí)候人們對(duì)對(duì)稱性的信仰和依賴絲毫不比20世紀(jì)之前人們對(duì)絕對(duì)時(shí)空觀的依賴弱。
宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)震碎了人們對(duì)上帝絕對(duì)對(duì)稱的信念,迫使人們重新思考對(duì)稱的問(wèn)題,這一轉(zhuǎn)向?qū)е铝撕髞?lái)許多深刻的發(fā)現(xiàn)。 人們慢慢發(fā)現(xiàn),上帝雖然喜歡對(duì)稱,但是并不喜歡絕對(duì)對(duì)稱,因?yàn)榻^對(duì)對(duì)稱必然導(dǎo)致大家都一樣。
12歲的"少年狂":我將來(lái)要拿諾貝爾獎(jiǎng)
楊振寧在7歲的時(shí)候來(lái)到清華園,在這里一共住了8年。當(dāng)時(shí)的附小叫成志小學(xué),里面有兩個(gè)"大頭",一個(gè)是楊振寧楊大頭,一個(gè)是俞平伯的兒子俞大頭。
楊振寧小時(shí)候,至少不是一個(gè)最守規(guī)矩的孩子。據(jù)他自己說(shuō),清華的每一棵樹他都爬過(guò)。
中學(xué)是在絨線胡同上的,就是現(xiàn)在的北京市第31中。那個(gè)學(xué)校當(dāng)時(shí)只有不到300個(gè)學(xué)生。這時(shí)候,當(dāng)北大數(shù)學(xué)教授的父親楊武之已經(jīng)知道兒子學(xué)數(shù)學(xué)的能力很強(qiáng)。他當(dāng)時(shí)如果教兒子解析幾何和微積分,兒子一定學(xué)得很快,會(huì)使他十分高興??墒撬麤](méi)有這樣做,而是在初一與初二之間的那個(gè)暑假,請(qǐng)雷海宗教授介紹一位歷史系的學(xué)生教楊振寧學(xué)《孟子》。所以在中學(xué)時(shí)代楊振寧就可以背誦《孟子》全文。
楊武之喜歡圍棋和京劇,但并不去培養(yǎng)兒子這些方面的興趣,下棋可以讓兒子17顆子,唱也只教他唱一些民國(guó)初年的歌曲如"上下數(shù)千年,一脈延","中國(guó)男兒,中國(guó)男兒……"等。
對(duì)于父親書架上的許多英文和德文數(shù)學(xué)書籍,楊振寧常常翻看。因?yàn)橥馕幕A(chǔ)不夠,所以看不懂細(xì)節(jié),每次去問(wèn),楊武之總是說(shuō):"慢慢來(lái),不要著急。"
上課念書的時(shí)候,楊振寧喜歡東翻西看,一次看了艾迪頓寫的《神秘的宇宙》,那里面講的是20世紀(jì)到那個(gè)時(shí)候?yàn)橹?,所發(fā)現(xiàn)的一些新的物理學(xué)的一些現(xiàn)象與理論。
20世紀(jì)的科學(xué)是在19世紀(jì)的重大理論成果如熱力學(xué)與電磁學(xué)理論、化學(xué)原子論、生物進(jìn)化論與細(xì)胞學(xué)說(shuō)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)(X射線、放射性、電子)導(dǎo)致了20世紀(jì)前30年的物理學(xué)革命,誕生了相對(duì)論和量子力學(xué),成為20世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo)和基礎(chǔ)。1、相對(duì)論1905年,20世紀(jì)最偉大的科學(xué)天才愛因斯坦在他26歲時(shí)創(chuàng)立了狹義相對(duì)論,提出了不同于經(jīng)典物理學(xué)的嶄新的時(shí)空觀和質(zhì)(m)能(E)相當(dāng)關(guān)系式E=mc2(此處光速C=3×108米/秒),在理論上為原子能的應(yīng)用開辟了道路。關(guān)于E=mc2,即物體貯藏的能量等于該物體的質(zhì)量乘以光速的平方,這個(gè)數(shù)量大到令人難以想象的程度。我們不妨打個(gè)比方說(shuō),1克物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化成的能量,相當(dāng)于常規(guī)狀態(tài)下燃燒36000噸煤所釋放的全部熱能;或者說(shuō),1克質(zhì)量相當(dāng)于2500萬(wàn)度的電能。1915年,愛因斯坦又創(chuàng)立了廣義相對(duì)論,深刻揭示了時(shí)間、空間和物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)之間的內(nèi)在聯(lián)系——空間和時(shí)間是隨著物質(zhì)分布和運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化的。它成為了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一。從1923年開始,愛因斯坦用他的后半生致力于統(tǒng)一場(chǎng)論的探索,企圖建立一個(gè)既包括引力場(chǎng)又包括電磁場(chǎng)的統(tǒng)一場(chǎng)理論,雖然他沒(méi)有取得成功,但是楊振寧和米爾斯于50年代創(chuàng)立了“楊—米爾斯場(chǎng)方程”,發(fā)展了所謂“規(guī)范場(chǎng)”的理論,使愛因斯坦夢(mèng)寐以求的統(tǒng)一場(chǎng)論可望在規(guī)范場(chǎng)的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)。
諾特定理,這一科學(xué)上的瑰寶,是由德國(guó)杰出的女?dāng)?shù)學(xué)家艾米·諾特在1918年揭示的。她的發(fā)現(xiàn),是關(guān)于物理定律中的一個(gè)深刻聯(lián)系:對(duì)稱性的存在與物理量的守恒定律之間存在著直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這一理論被稱為"諾特定理",其表述為:"對(duì)于每一個(gè)由局部作用生成的不同可微對(duì)稱性,都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)守恒流"。
諾特定理的發(fā)現(xiàn)源于一個(gè)時(shí)代的科學(xué)探索背景,它將復(fù)雜的科學(xué)原理以一種直觀而易于理解的方式呈現(xiàn)出來(lái)。讓我們通過(guò)一個(gè)日常生活的例子來(lái)感受它的魅力:想象你在鏡前,當(dāng)你舉起右手,鏡子里的影像則舉起左手,這種看似悖論的現(xiàn)象在物理學(xué)中卻有著實(shí)際的對(duì)應(yīng)。在微觀粒子世界中,這種鏡像對(duì)稱性的破裂是20世紀(jì)物理學(xué)研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。
這個(gè)關(guān)于對(duì)稱性的問(wèn)題,盡管乍看之下簡(jiǎn)單,但實(shí)則包含了深?yuàn)W的物理學(xué)原理。它挑戰(zhàn)了我們對(duì)世界的認(rèn)知,推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步。諾特定理不僅揭示了自然法則的內(nèi)在邏輯,還為我們理解物理世界的對(duì)稱性破缺提供了關(guān)鍵線索。它如同一面鏡子,映照出物理世界的秘密對(duì)稱性與守恒法則的和諧共存。
擴(kuò)展資料
諾特定理是理論物理的中心結(jié)果之一,它表達(dá)了連續(xù)對(duì)稱性和守恒定律的一一對(duì)應(yīng)。諾特定理對(duì)于所有基于作用量原理的物理定律是成立。
對(duì)稱性是物理學(xué)中含義最深刻的概念之一。
所謂對(duì)稱性是指在進(jìn)行某種操作后的不變性。
比如鏡面對(duì)稱性(手性),是指經(jīng)過(guò)空間反轉(zhuǎn)操作不變,直觀來(lái)講就是鏡子中的你除了左右不同之外完全相同。
一般每一種對(duì)稱性都對(duì)應(yīng)著一個(gè)守恒量:
比如,空間平移不變性對(duì)應(yīng)動(dòng)量守恒;時(shí)間平移不變性對(duì)應(yīng)能量守恒;空間轉(zhuǎn)動(dòng)不變性對(duì)應(yīng)角動(dòng)量守恒。等等。
研究對(duì)稱性(不變性)的數(shù)學(xué)理論是幾何,比如初等幾何中的圖形、體都是空間平移轉(zhuǎn)動(dòng)、反轉(zhuǎn)不發(fā)生變化的。因此比較優(yōu)美的理論都是用幾何理論(如群論)來(lái)描述物理規(guī)律,例如愛因斯坦的相對(duì)論(用非歐幾何來(lái)描述引力相互作用)等等。
對(duì)稱性是人們?cè)谟^察和認(rèn)識(shí)自然的過(guò)程中產(chǎn)生的一種觀念。對(duì)稱性可以理解為一個(gè)運(yùn)動(dòng),這個(gè)運(yùn)動(dòng)保持一個(gè)圖案或一個(gè)物體的形狀在外表上不發(fā)生變化。在自然界千變?nèi)f化的運(yùn)動(dòng)演化過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)的多樣性顯現(xiàn)出了各式各樣的對(duì)稱性。在物理學(xué)中存在著兩類不同性質(zhì)的對(duì)稱性:一類是某個(gè)系統(tǒng)或某件具體事物的對(duì)稱性,另一類是物理規(guī)律的對(duì)稱性。物理規(guī)律的對(duì)稱性是指經(jīng)過(guò)一定的操作后,物理規(guī)律的形式保持不變。因此,物理規(guī)律的對(duì)稱性又稱為不變性。
對(duì)稱性是現(xiàn)代物理學(xué)中的一個(gè)核心概念,它泛指規(guī)范對(duì)稱性 , 或局域?qū)ΨQ性和整體對(duì)稱性。
以上就是對(duì)稱性是20世紀(jì)物理學(xué)的全部?jī)?nèi)容,宇稱不守恒的意思:宇稱不守恒并不是一個(gè)局部性的理論發(fā)展,它影響了整個(gè)物理學(xué)界的方方面面,是囊括了分子、原子和基本粒子物理的一個(gè)基本,所以對(duì)稱性在20世紀(jì)物理學(xué)里很重要。2、什么是宇稱不守恒 宇稱不守恒定律是指在弱相互作用中,互為鏡像的兩個(gè)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)不對(duì)稱。