人類祖先世世代代在林中行走，看到美麗的花瓣和迷人的生物，感到滿心歡喜；每當(dāng)觀望著日升日落、月圓月缺、晶瑩的雪花，對(duì)自然的愛(ài)意彌漫在我們的細(xì)胞中。這是人類對(duì)自然美的最原始感受，也是至今人們長(zhǎng)久快樂(lè)的源泉。 當(dāng)人們將這種美的感覺(jué)提煉、應(yīng)用于自己的房屋建造和生活工具設(shè)計(jì)中時(shí)，就產(chǎn)生了美輪美奐的建筑群和各種精美的生活用品（如剪刀、梳子、座椅）。畫(huà)家將這種美以筆墨記錄，留下傳世佳作。藝術(shù)家將這種容易流逝的美固化，雕刻成了獨(dú)具匠心的藝術(shù)品… 而文學(xué)家則通過(guò)詩(shī)詞表達(dá)美，用工整的對(duì)仗形式進(jìn)行寫(xiě)意。如千古名句“落霞與孤鶩齊飛，秋水共長(zhǎng)天一色”，文筆絕美如畫(huà)。更廣的應(yīng)用方面，例如水滸中描寫(xiě)宋江大戰(zhàn)高太尉、火燒戰(zhàn)船的句子“黑煙迷綠水，紅焰起清波”，紅樓中描寫(xiě)尤三姐的死“揉碎桃花紅滿地，玉山傾倒再難扶”，甚至有一種暴力美學(xué)的升華。 再看看數(shù)學(xué)家，是將自然之美解構(gòu)，化作了動(dòng)人的方程。自然界中的湍流、花瓣的形狀、行星的運(yùn)動(dòng)軌跡等，都有簡(jiǎn)潔的公式表達(dá)，美得讓人沉醉。任何自然現(xiàn)象的背后，都能通過(guò)數(shù)學(xué)去窺探奧秘，數(shù)學(xué)甚至可以超脫現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)去做推演，如非歐幾何。一旦數(shù)學(xué)家領(lǐng)略過(guò)抽象世界的美，則很難再走出來(lái)，美是所有數(shù)學(xué)家永恒的追求。
綜合這些美的表達(dá)，我們基本都能發(fā)現(xiàn)一個(gè)熟悉的身影——對(duì)稱。這起源于自然本身，并最終映射進(jìn)了我們的偏好。自然界中，大至天體形狀、小至周邊事物，都能看到對(duì)稱性，如大多數(shù)動(dòng)物的外形都是左右對(duì)稱，海螺是螺旋對(duì)稱的，花朵的花瓣是沿著某種對(duì)稱方式生長(zhǎng)排布，就連天空飄落的雪花小冰晶也是很美妙的對(duì)稱。我們不禁疑惑，為何對(duì)稱會(huì)成為自然界的一個(gè)普遍現(xiàn)象。 但當(dāng)我們仔細(xì)去觀察這些對(duì)稱時(shí)，卻又發(fā)現(xiàn)對(duì)稱得并不那么徹底。比如每個(gè)人的左右部分身體會(huì)有微小的差異（人的左右眼就不是一般大）、花朵的花瓣形狀也不是絕對(duì)相同…… 這也容易理解，自然的造物如果是絕對(duì)對(duì)稱的，那會(huì)顯得無(wú)比呆板。似乎自然存在這種傾向：喜歡對(duì)稱，但又打破絕對(duì)的對(duì)稱。另一方面，人們的理論卻是極度對(duì)稱的，描述自然界基本相互作用的理論都是以對(duì)稱為基礎(chǔ)。這就帶來(lái)了一個(gè)深層次的矛盾：我們的理論有反映真實(shí)世界嗎？ 此中的真義，在我國(guó)物理大師李政道的一本科普小冊(cè)子《對(duì)稱與不對(duì)稱》中有深入淺出的描述。實(shí)際上，宇宙大爆炸初期，世界確實(shí)是完全對(duì)稱的，所有的粒子都有正反粒子，只是因?yàn)榉戳Ｗ铀プ兏?，現(xiàn)在宇宙中主要?dú)埩舻氖菐д姷馁|(zhì)子和帶負(fù)電的電子。而所有粒子的結(jié)構(gòu)在微觀上是對(duì)稱的，組成宏觀世界的過(guò)程中自然也就呈現(xiàn)出普遍的對(duì)稱性；只是由于受到各種綜合因素的干擾，宏觀已不再是嚴(yán)格的對(duì)稱。 物理學(xué)家已證明，微觀世界的物理規(guī)律對(duì)于正反粒子、左右鏡像、時(shí)間流向都是不對(duì)稱的。但是當(dāng)這三個(gè)聯(lián)合變換時(shí)，物理規(guī)律卻是嚴(yán)格對(duì)稱的：即如果同時(shí)將粒子換成反粒子、左換成右、過(guò)去換成未來(lái)，那么物理規(guī)律也都是成立的。這深刻反映了對(duì)稱與不對(duì)稱在自然界的辯證統(tǒng)一！
那么對(duì)稱性的失去，本質(zhì)是如何引起的呢？物理學(xué)家認(rèn)為，自然的真空具有某種自發(fā)的對(duì)稱破缺機(jī)制，對(duì)稱性就是由此失去。就像平靜的湖面一汪碧水，內(nèi)部的微小擾動(dòng)引起輕微的漣漪，平靜被打破。 既然微觀世界是不對(duì)稱的，那為何我們的理論卻又如此對(duì)稱呢？其實(shí)，理論在數(shù)學(xué)形式上的對(duì)稱，并不代表在物理結(jié)果上也一定對(duì)稱。深入下去，當(dāng)前我們理論中的所有對(duì)稱性原理，均基于某些基本量不可被觀測(cè)。 如動(dòng)量守恒定律可由絕對(duì)位置不可觀測(cè)性推導(dǎo)出；能量守恒定律可由絕對(duì)時(shí)間的不可觀測(cè)性導(dǎo)出；角動(dòng)量守恒律由絕對(duì)方向的不可觀測(cè)性導(dǎo)出。不可觀測(cè)意味著對(duì)稱性，也即存在相應(yīng)的守恒定律。而任何不對(duì)稱性的發(fā)現(xiàn)，則意味著存在某種可觀測(cè)量。 人類的思想就是這樣偉大，將對(duì)稱性與不可觀測(cè)量關(guān)聯(lián)起來(lái)，重新去認(rèn)識(shí)這個(gè)迷人的世界！關(guān)于《對(duì)稱與不對(duì)稱》的電子書(shū)，感興趣的也可聯(lián)系我獲取。 當(dāng)我們坐在擎天大樹(shù)下思考、或躺在草地仰觀星空，思緒一路都在追尋美的蹤跡。也許只是一陣微風(fēng)、一顆流星，自然之美就流淌進(jìn)我們的心間。 |
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