这就是诺特定理的内涵。
“守恒定律,源于自然界的对称性。”
它们之间的深刻联系,赋予了物理学更深刻的结构和内涵。
小学三年级我们就学过,物理学中除了能量守恒,还有动量守恒、角动量守恒。
那么它们分别又对应什么对称呢?
动量守恒源自空间平移对称性。
即一个物理过程,无论它发生在空间的哪个位置,都不会随着位置变化而变化。
任何实验在任何时间和任何地点做,其结果都应该是相同的。
否则,人类的科学体系就无法建立。
《三体》中,智子为何能封锁地球的基础科学。
因为它让物理学家在不同的时间不同的地点,相同实验做出来的结果却不一样。
所以“物理学不存在了”。
而角动量守恒源自的是空间旋转对称性。
也就是说,任何物理过程在任意方向上的结果都是一样的。
磁场方向朝北和磁场方向朝南,其中电子的运动轨迹都是相同的。
这就是守恒定律和对称性的关系。
是不是感觉很好理解,一下子就能明白了。
甚至你可能会觉得:这不是废话吗?
哪怕是没上过学的人也知道是这样。
没错,当时的物理学家也认为诺特的论文讲的都是废话。
“这不是很显然的结论吗?”
“还需要你从数学上证明?”
“就算证明不出来,又有啥影响吗?物理学界还是正常使用。”
再加上诺特女性的身份,她的论文就没多少人关注了。
而且诺特的本职工作是数学,无法为自己的物理论文背书。
诺特自己也没有把这篇论文放在心上,而是又投入到数学研究当中。
终于,随着她的名气越来越大,1922年,在希尔伯特的极力推荐下,诺特被哥廷根大学聘请为教授。
可悲的是,她的教授职位是没有工资的,这点和同为哥廷根大学教授的玻恩很不同。
所以,玻恩才会无比敬佩诺特,就像他敬佩居里夫人一样。
此刻,当李奇维讲完诺特的理论后,很多人都不以为然。
“哦,我记得我好像看过这篇论文。”
“想法很独特,不过貌似并没有什么实际的理论用处啊。”
“而且这篇论文和反物质有什么联系吗?”
“.”
大部分人都不知道布鲁斯教授是何用意。
就算是和诺特见过几次面的玻恩,也面露疑惑,他问道:
“布鲁斯教授,诺特教授的这篇论文我看过。”
“但它与您所说的反物质比正物质少有什么关系吗?”
李奇维闻言,微微一笑。
他看着玻恩和众人不解的眼神,心中感慨。
诺特定理不仅有用,而且是非常有用。
它为后来的规范对称性理论、量子场论、乃至弦理论都提供了理论框架。
虽然诺特定理本身的内容很简单,但是它代表的物理学意义乃至哲学意义都非常深远。
它揭示了自然界背后的数学美感。
如果说对称是美的象征,那么对称被打破,更是美的极致疯狂!
而李奇维的回答,直接震撼了所有人。
“根据诺特教授的理论,自然界的守恒全部来自对称。”
“不仅是她,很多物理学家都认为,我们的自然界理所应当地是对称的。”
“所以宇宙大爆炸的开始,正物质和反物质应该一样多。”
“因为这样更符合宇宙创世的美感。”
众人皆点点头,他们的心里就是这样想的。
“但是,我做个大胆的畅想。”
“如果我的第二种猜想是正确的,那么是不是意味着,宇宙中的某些现象是不对称的呢?”
“因为某种不对称,所以爆炸瞬间产生的正物质比反物质更多。”
“然后才有了我们现在这个世界。”
“换句话说,我们的宇宙虽然因为对称而美丽,但是它本身却来自不对称!”
轰!
静!
死一般的寂静!
所有人被震撼的目瞪口呆!
“这”
“不可能!绝对不可能!”
第563章 空间镜像对称!宇称不守恒!华夏的绝世天骄们!
当李奇维提出“宇宙来源于不对称”时,所有人都觉得不可思议。
这个世界上确实有很多不对称的现象。
比如人的外形虽然对称,但内脏是不对称的,人只有一个心脏,还存在于左半部分身体。
星球也不是标准的圆球,而是有一点“椭圆形”。
但是在物理学领域,对称的概念,不仅仅只是“对折”那么简单。
物理学家们在乎的是更本质更底层的对称。
时间对称、空间对称等。
对称是框架,不对称是细节!
只要框架对了,细节怎么样都无所谓。
所以,虽然诺特的论文在物理大佬们看来,没啥值得讨论的,但是它的正确性是毋庸置疑的。
而且诺特还把守恒跟对称联系在一起,也算是开拓创新了。
但也仅仅如此了。
可是,如果你非要震惊学界,震惊大佬,该怎么做呢?
物以稀为贵,这句话放在物理研究领域同样适用。
对称、守恒,物理学家觉得是理所应当的,自然界就是这样的。
但若是你提出“不对称、不守恒”,那绝对能惊爆眼球!
当所有人高呼宇宙对称的时候,李奇维突然说“不对称”。
造成的轰动可想而知!
此刻,会场沸腾了!
所有人震撼不已,激烈地讨论着。
“我觉得布鲁斯教授的这个猜想太大胆了!”
“如果没有对称性,世界早就乱套了。”
“相比第二种猜想,我还是觉得第一种猜想更合理。”
“.”
普朗克、爱因斯坦等大佬们,也在兴奋地交流着。
不过,他们倒是没有第一时间反对,而是保持着谨慎的态度。
毕竟量子力学发展到现在,已经颠覆了太多所谓的常识和直觉了。
这个世界的本质到底是什么,没人敢拍着胸脯保证。
“也许宇宙在某个东西上就是不对称的。”
李奇维看着众人各种各样的表情,心中感慨。
由诺特定理发展而出的,有一个大名鼎鼎的概念:宇称不守恒!
在后世,很多人都听过这个名词,但是100人里面恐怕都没有一个人能清楚知道它到底是什么。
因为绝大多数关于它的科普内容都是错的。
提到宇称不守恒,就不得不提华夏的两大绝世天骄:杨振宁和李政道。
真实历史上,诺特在发表诺特定理,提出守恒量和对称性的关系后,在物理学界的影响不是很大。
因为当时连量子力学都没有发展起来呢,物理学家们找不到该定律的作用。
但是,依然有一小部分物理学家愿意研究这个小众的领域。
维格纳就是其中之一。
在见识到妹婿狄拉克的绝世天资后,维格纳意识到,量子力学的主流内容已经被那些变态们给霸占完了。
普通物理学家只能蹲在下面可怜兮兮地喝汤。
因此,他决定另辟蹊径。
诺特定理已经证明,守恒必然来源于对称。
而且诺特还给出了三个例子。
时间平移对称→能量守恒;