第8頁(第1/2 頁)

物理理論中的對稱性

在物理學中，如果一個系統在指定的操作中被認為不可變的話，那麼它會呈現出一種對稱性。如一個球在圍繞它中心的任何方向旋轉時，它看起來是一樣的。這種情況下，這個球就被稱為擁有球對稱性。這種對稱性在理解多種多樣的物理現象中起到基礎作用。在初級電子物理學中佔有重要地位，但是起內在本質尚待研究。對稱性的特徵在於，即使沒有內部作用的相關知識，根據其對稱性，一個系統的許多方面是可以被預測的。

一個時光機器的發明者透過把一隻家貓送到時間旅行中證明瞭此理論。來自雷•帕默爾(ray palr)發表在《奇異故事》(wonder stories)上的《時空慘案》(the ti trady)中的圖解(1934年12月)。帕默爾之後成了《奇異故事》的編輯。這是一本從小事著手，並最終擴充套件到&ldo;命運&rdo;層次的雜誌。其中講述了許多時間旅行者的&ldo;真實&rdo;故事，以及其他超自然現象。

所有的對稱性都可以分成兩類，離散的和連續的。對於離散的對稱，只有一個明確的運算能得到相同的物理形態：舉個例子來說，就是在紙上畫的一個正方形有一個離散對稱，那是因為它有四條線，當它沿著一條垂直於紙平面的軸線旋轉時，只在特定的位置看起來沒有改變。但是，當在紙上畫的圓在繞著垂直於紙的軸線旋轉時，任何時候看起來是沒有變化的。因此，圓展示了一個連續旋轉的對稱。

湯普森的時間旅行理論

此圖解釋了馬爾科姆•史密斯(all sith)在雷•帕默爾的《奇異故事》中講的《湯普森的時間旅行理論》(thopn&r;s ti travelg theory)的故事(1944)。在這個故事中，一個時光機器的發明者做了一個所謂的一個人回到過去，殺死了自己的祖父的祖父的悖論實驗。

一個類空和類時世界的光椎圖示(那金之後，1993)。

其他的一些有關連續對稱的例子是時空的轉化和旋轉。前者指的是，就自然法則而言，在空間和時間上所有的點都是等價的。後者指的是在空間(空間的各向同性)各個方向都是等價的。離散對稱的兩個重要例子就是空間反演和時間反演不變性。一些自然法則在微小的反演和逆轉的時間方向下是不會改變的。

守恆定律陳述了一個系統裡的某些物理引數在時間進化過程中的不變性。例如，在經典物理學中(非相對論性的)，一個系統的總質量在碰撞之前和之後都是固定不變的(質量守恆定律)。類似的，線動量和角動量以及一個系統的總動量在相對論性和非相對論性中都遵守守恆定律。

由於物理學上的拉格朗日表示式的出現，守恆定律的存在也和基本物理定律對稱有關。例如，線動量的守恆是在空間轉變下或者空間均一性下拉格朗日不變式的直接結果。角動量的守恆是旋轉不變式的一個結果。在空間反演下的對稱形成了同位一致性。

為了找出守恆定律的本質，我們需要研究在系統中力的性質和相關的對稱性。因為所有的力都來自於其潛在的能量，所以透過潛在的能量來找出守恆定律的本質是可能的。比如，地球和太陽透過力的作用相互吸引，而這個力只是取決於這兩者的距離而非它們的方向(一個中心力)。力的定律是不變的，因此可以得出角動量守恆。因為角動量的方向是垂直於旋轉的平面的，因此地球和太陽永遠固定在同一平面上。所以說，任意的兩個物體之間都有一個中心力相互作用。

對稱性僅限於某些最終的狀態，一旦原始狀態受到影響，反過來，也就暗示著最終狀態在表面上是被禁止的。支配這種轉變的定律被學術界稱為選擇性定