对称性与不对称性物理学研究生就业方向的总结

“对称”,照字面来说,就是两个东西相对又相称,因;如果想要利用美作为在描述自然界物理定律的研究中的;(1)空间对称;①镜像对称;当把圆、球等物体切成两半,仅留一半并把这一半反射;②平移对称;所谓“平移”实际上是数学当中的一种坐标变换,因此;③结构对称;指事物内在结构的对称性;(2)时间对称性;旧事物的重演,历史惊人的相似,都在一定维度和程度;(3)逻辑对称;
“对称”,照字面来说,就是两个东西相对又相称,因此把这两个东西对换一下,好像没有动过一样。按照韦氏字典的注释,symmetry的意思是“均衡比例”,或“由这种均衡比例产生的形状美”。在汉语中,symmetry的意思是“对称”。在我们日常生活中是在以下两种意义上使用对称性一词的。第一种意义是匀称的,主要意味着像良好的比例、良好的平衡这种东西;另一种则表示结合成一个整体的几部分的那种协调。赫尔曼?费尔曾说过“美和对称性紧密相关”。fis7总之,对称性,不管是按广义还是按狭义来定义其含义,总是多少世代以来人们试图用以领悟和创造秩序、美和完善性的一种观念。
如果想要利用美作为在描述自然界物理定律的研究中的指南,物理学家必须把他所研究的系统中的对称性挖掘出来。因此,他们需要引入对称性的精确而实用的定义,即一个物体当人们使它经受某些变换时并不改变其形状(所谓的它不变),就可以说这物体是对称的。因此,当自然科学从哲学分化出来以后,各门学科都要形成自己的学术共同体,建立自己的“常规科学”,因此那些为人们所公认的科学成就在一段时间内是进一步实践的基础。也正因为如此,可以通过各门自然科学对对称的分类来理解对称一词。
(1)空间对称
①镜像对称
当把圆、球等物体切成两半,仅留一半并把这一半反射在镜面中,并不改变其形状。即物像以镜面为对称轴的左右反射对称就叫做镜像对称。这种镜像对称就是来自于物理实验,而且一经确证以后也是最广泛应用于物理学当中的。“水月镜花”体现的就是这种镜像对称。
②平移对称
所谓“平移”实际上是数学当中的一种坐标变换,因此平移对称是数学中对对称的理解。如拉链具有一维平移对称性,将之沿长度方向平行移动一个单元(小齿),其形状保持不变。而墙纸和瓷砖的图案具有二维平移对称性,可以沿两个方向平行移动一个单元而形状保持不变。
③结构对称
指事物内在结构的对称性。例如高等动物的两侧神经系统的对称分布。所以结构对称在生物学中得到了广泛的应用。
(2)时间对称性
旧事物的重演,历史惊人的相似,都在一定维度和程度上表现了事物时间上的对称性。例如,单摆的循环往复,就表明时间周期的对称性。
(3)逻辑对称
总之,在自然科学当中,数学、物理学中的对称性是比具体事物的对称性更深层次的对称。为了理解这种更深层次的对称,首先需要引入一些基本概念。德国数学家魏尔(H. Weyl)关于对称性的定义如下:
客观事物的对称,反映到主观思维中,就形成了逻辑概念的对称。在逻辑学中,就有逻辑关系对称性的内容。概念的对称性,引申到文学和诗歌中,尤其是对联中,就构成了排比和对仗的修辞方法。如“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”,“横眉冷对千夫指,俯首甘为孺子牛。”我国古代的回文诗更是体现出很强的对称性。当然,在文学艺术中也离不开对称性。
体系(系统)一讨论的对象。
状态一对体系(系统)的描述。系统可处在不同的状态:不同的状态可“等价”,
也可“不等价”。
操作(变换)一把系统从一个状态变到另一个状态。若变换前后系统状态相同,则称两状态“等价”或“不变”。
对称操作一如果一个操作能使某体系从一个状态变换到另一个与之等价的状态,即体系的状态在此操作下保持不变,则该体系对这一操作对称,这一操作称为该体系的一个对称操作。
对称群一体系的所有对称操作的集合。
另一种对称性的定义是根据李政道先生的书总结的:如果一个物理量具有这样的性质:在相对意义上,即相对一个基准可以测量,而在绝对意义上不可测量,则称改变这个量绝对的值的变换为一个对称性变换。
哲学中对称的基本含义
对称具有多样性,最直观最普遍的形式是形象的对称。生活中,我们只要稍微注意一下,就会发现自己生活在一个充满对称的世界里:每片雪花的晶体是对称的;一只蝴蝶的双翼是对称的;雨滴和星球是球形的对称;星系呈螺旋形的对称;海浪的起伏在空间上是对称的;大多数动物,如鹰、鲜鱼、大象则是呈左右两边对称的。人类认识了自然界物质结构的形象对称以后,就向大自然学会了制造形象对称的人造结构。
因为哲学是系统化、理论化的世界观。因此它能够通过事物的表面现象,把握事物的本质,因此从自然界中的对称现象中抽象出了共同的特征,上升到哲学的高度来理解对称的内涵。哲学上对对称的界定是把对称作为一个范畴来实现的。从哲学的高度来讲,对称是指事物通过某种中介而变换时出现的同一性,这种同一不是绝对的同一,而是包含差异的同一。这里强调了对称的相对性。
2. 2 对称和对称破缺的关系
2. 2. 1 对称破缺的含义
对称性破缺就是在事物自身或外力作用下,打破事物原有对称、平衡、稳定状态使事物出现非对称、不平衡、不稳定的动态发展过程。对对称性破缺的理解一般都是在一个系统中理解。比如一个均匀的、对称的系统变为不均匀的和不对称的系统,是因为物质在空间中出现了不均匀的分布也就意味着出现了结构,这种结构的形成和维持是由于系统中各个组分以及与外界相互作用的非线性的性质才能实现。一旦各组分以及与外界的相互作用发生变化它们就可能解体、消失。这种解体和消失就实现了对称性的破缺。
既然自然科学源于哲学,哲学是自然科学的抽象的概括,是抽象出各门具体自然科学中共性的东西。那么无论是对称,还是对称性破缺,在哲学上对其的理解都是最一般的、最精炼的,因此,哲学上对对称和对称性破缺这对范畴的理解也可以说是最深刻、最具有代表性的。哲学上对这对范畴的理解可以作为任何一门自然科学的对这对范畴理解的理论渊源和依据,这也正是科学理论来源于实践,反过来又应用于实践的生动体现。
对称性破缺又称为非对称和对称相反,是指事物或运动以一定的中介变换时出现的变化性。也就是说它区别于对称的是其变化性。从哲学高度来讲,对称性破缺则是事物通过某种中介而变化时出现的差异性。这种差异不是绝对的差异,是包含同一的差异。实际上,对称和对称性破缺这对范畴是变化中的同一和变化
中的差异,互相依存和互相转化,构成了自然界的生动图景。
2. 2. 2 对称性破缺的分类
对称性破缺可分为两大类:诱导破缺和自发破缺。
诱导破缺是由于外部原因造成的非对称,比如由于人的外力的作用,气候的变迁等外界干扰发生的对称性的破缺。例如,在地学中,地球本身近似中心对称,但海洋、地层、山脉的许多差异又使这种对称出现破缺,使地球表面出现了复杂性和多样性;自发破缺是由于事物自身内部原因造成的非对称。也就是说原来具有较高对称性的系统出现不对称因素,其对称程度自发降低,这种现象叫做对称性自发破缺。对称性自发破缺最先是在物理学中发现的,因此用物理语言可以描述为:控制参量跨越某临界值时,系统原有对称性较高的状态失稳,新出现若干个等价的、对称性较低的稳定状态,系统将向其中之一过渡。例如,在物理学中,如果运动规律在某种变换下是不变的,即具有某种对称性,然而所有能量最低状态却不具有这种对称性,这时就产生了对称性的自发破缺。对称性的破缺是事物多样性的源泉,是自然界一系列自组创造的机制和过程。时空、不同种类的粒子、不同种类的相互作用、整个纷纭复杂的自然界,包括人类自身,都是对称性自发破缺的产物。
2. 2. 3对称和对称性破缺的辩证关系
对称和对称性破缺总是在相互联系、相互补充、相互依赖中表现出来的。
首先,在自然界中,对称和对称性破缺现象是普遍存在的。很多事物具有对称性,很多事物又不具有对称性。比如航空母舰的飞行甲板及其驾驶台,无论是从形状上看,还是以它们所处的位置上,都无所谓对称性而言。人体很多地方是对称的,但也有不对称的地方。如人的盲肠位于下腹右边,左侧自古没有盲肠;心脏在左,肝脏在右??不管它们的形状位置、功能都不存在对称性。
其次,对称的实质在于某一现象(或系统)在某一变换下的不变性。事物在不断的变化中,同中有异,异中有同,对称中包含对称性破缺,对称性破缺又以对称为前提条件。平时我们追求的“对称美”,一般也不是完全对称的,往往是对称中包含着不对称。比如建筑物完全对称就会显得呆板,完全不对称就会显得杂乱无章。对称和对称性的破缺的和谐同一才能表现出美。
最后,在一定条件下,对称和对称性破缺是可以相互转化的。在自然界中,对称和非对称会随着物质层次的变化而变化。例如,在同一层次上,事物可以通过温度的变化来改变其对称性。通常,物体在高温时比在低温时对称性要强。同样都是抓化钠,在结晶态时只有某几种对称晶体,当溶解或熔融时,由各向异性变成了各向同性,对称性就显著增加了。
橡胶制品,其宏观状态只有很少的几种对称性,比如轮胎中心对称、胶鞋左右对称。但是,当我们深入一个层次考察其分子之间的对称情况时就会发现,在通常状态下,其分子的排列是完全不规则的,这种无序的排列反而有相当多的对称性。如果橡胶分子之间形成只有晶体那样的几种对称性,橡胶也就“老化”了,从而也就失去了弹性。这就是由宏观层次较少的对称性,到微观层次对称性的增长。当我们向微观层次再深入一个层次,进一步考察分子内部原子排布结构的对称性时,又会发现橡胶分子的碳链,以及碳链上的氢或其他基团,只是一种对称性不多的有序排列。这是由分子层次到原子层次的对称性破缺。
显微观察实验
显微观察的材料
在本次实验中观察的材料主要有2种,一种是海螺,另一种是雨花石头
如图所示即观察用的海螺。 贝类主要分为五大纲,全世界有7万多种,海生的种类可通称为海螺。
这些软件类成员通常生活在浅水或平坦的泥地,但也可见于深达600英尺(200米)的深水中。多数海螺使用诱捕箱或拖网捕捞,它们也可是其它产品的顺带捕捞品。因品种差异海螺肉可呈白色至黄色不等。海螺壳大而坚厚,呈灰黄色或褐色,壳面粗糙,具有排列整齐而平的螺肋和细沟,壳口宽大,壳内面光滑呈红色或灰黄色,主要用于水产捕捞也可做工艺品。
如图所示即观察用的雨花石。雨花石是世界观赏石中的一朵奇葩,她主要产自扬子江畔、风光旖旎的仪征市。雨花石以“花”为名,花而冠雨、美丽迷人。形成于距今250万年至150万年,是一种天然花玛瑙,主要出产于江苏省仪征市境内,其产量约占全国总量的90%,为全国最大的雨花石产地。所产雨花石之质、形、纹、色、呈象、意境六美兼备,被誉为&天赐国宝,中华一绝&。美丽的雨花石被人们欣赏、收藏已有千年历史,近年来,古风复起,雨花石倍受国内外人士青睐,成为馈赠亲友、欣赏、收藏的珍贵礼品。
显微观察的仪器
本次显微观察所用仪器为生物显微镜和金相显微镜,下面分别对其基本原理及特点进行介绍。
生物显微镜
三亿文库包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、行业资料、应用写作文书、专业论文、外语学习资料、中学教育、显微观察与对称性的研究_图文31等内容。 
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全部答案(共1个回答)
对称性是第一世界固有的,还是第二世界强加于其上的?是自然界的属性,还是自然科学中物理定律的属性?或者问,对称性是客观的,还是主观的?一种简便的而肯定的回答是,对...
钻石是指经过琢磨的金刚石,俗称“金刚钻”,是由单一的碳(C)元素在特殊环境下结晶而成的晶体矿物,也是惟一由单元素组成的宝石产物。它以其晶莹剔透、璀璨夺目和坚...
答: 你好,小宝贝睡觉不踏实,这个有可能是缺钙导致的,可以具体做个微量元素检查的
答: 八年级下册物理教育科学出版社的,八年级下册物理。急!急!!!!!!!!!!!!
答: 《物理教育》专业自学考试有哪些课程?有多少课程?课程名称是什么?
答: 找到了。可以吗
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