為什麼對稱性在物理學領域中如此重要?

時間 2021-06-21 16:07:19

1樓:missyou

根據Nother theorem,對稱性對應於守恆量. 因此在物理問題中各種各樣的對稱性可以幫助我們構造物理系統中存在的守恆量,進而利用守恆量來幫助求解要求解的問題. 由時空對稱性得到的能動量守恆的用處不言而喻,進一步地具有特殊對稱性的模型一般也都是可以精確求解的模型,例如具有SO(4)對稱性的氫原子模型和具有SU(3)對稱性的諧振子模型等等.

而除了用於幫助解決問題之外,對稱性同樣幫助我們理解各種物理實在的「守恆性」源自於何處,例如電荷是U(1)對稱性下的守恆荷以及SU(3)對應的八重態.第三點根據體系具有什麼樣的對稱性可以幫助我們對物理研究物件或者研究問題進行分類,例如通過場在SO(1,3)(或者SO(3,1))什麼樣的表示下具有對稱性可以把場函式分類成標量場,旋量場,向量場;更進一步的根據龐加萊群的不可約表示我們可以構造以及標記基本粒子;除此之外晶體學甚至於化學中根據對稱性來對晶體或者分子型別進行分類. 從這三點論述,不難看出對稱性在物理中有多麼重的地位.

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