本文转自微信公众“ESSCAGROUP”
杨-米尔斯理论,宇称不守恒,知名者多,知理者少。这不怪任何人,只怪这两个理论实在是太过高深。
想要了解它们,必须复习两个高深的小学数学知识:对称、不对称。
在群雄逐鹿宇宙秘地的乱局中,杨振宁左边押注对称,右边买定不对称,两头通吃,赚足了问鼎物理神坛的资本。
说到对称,比较直观的是几何图形,通过旋转、平移、对折等变换操作,出现有规律的重复、统一,这种现象就叫对称。或者叫“不变性”。
自然规律也是这样,通过变换操作,出现对称性。
苹果从树上掉下来,你左看右看前看后看,俯视仰视斜视藐视,它加速飞向地心方向的规律都不变,那么牛顿定律就有旋转对称性。这是一种空间对称性。
在牛顿之前,伽利略就意识到,假如你在时速40公里、匀速直线航行的泰坦尼克号里面做运动,或者做运动实验,不管怎么折腾,你都会发现,无论运动感受,还是实验结果,都和在岸上做同样的事没有任何区别。
船上人与岸上人相互观察,都可以认为自己是静止的,而对方以40公里时速在运动。对于不同参考系,运动是相对的。
你知道这当然也属于空间对称性。但是这还没完。
如果你在船上,以30公里时速顺着航向扔出一只二哈,那么在地面参考系的人看来,这只二哈的时速就是40+30=70公里。同样的,二哈以自身为参考系,发现岸上人正以70公里时速离自己远去。
而假如岸上人以10公里时速朝反方向暴走,那么他和二哈的相对速度就是40+30+10=80公里。
这就是速度叠加。
通过简单的速度叠加“变换”,就搞定了不同参考系之间,同一规律下的运动关系,换句话说,就获得了力学规律在匀速直线运动参考系变换下的不变性。这就是伽利略变换。
你可以利用参考系变换下的对称性,推导出动量守恒定律。




