宇宙的对称性:空间和时间的对称性为什么如此重要?

对称性通常指在某些条件下,系统的性质不发生改变。对于宇宙而言,这意味着在空间和时间中,物理规律在不同位置和时刻保持一致。例如,如果你在不同的地点进行实验,得到的结果应该是相同的。这种一致性是科学研究的基础。空间和时间的对称性空间的对称性,即所谓的平移对称性,表明宇宙的物理法则在不同的空间位置是相同...

埃舍尔的魔法:对称平面的建立与废除

对称平面在自然界和人类的创造物中无处不在。然而,就空间的良好利用而言,它的作用却受到了极大的限制。本文要传达的信息是,无论是埃舍尔的周期性绘画,还是晶体结构,抑或是生物分子的相互作用,对称平面都不是常见的对称元素。最密堆积与互补埃舍尔的周期性绘画提供了最密堆积的模型。它们被广泛用于展示二维图案的...

中国科大发现细菌鞭毛钩抗弯刚度的不对称性

中国科大发现细菌鞭毛钩抗弯刚度的不对称性中国科大物理系袁军华、张榕京课题组发展流场单分子施力技术,用于精确测量活细菌鞭毛钩的抗弯刚度,发现细菌鞭毛钩在逆时针和顺时针旋转下的不同弯曲刚度,这种不对称性使得多鞭毛细菌的游动具有鲁棒性。该研究结果于3月30日发表在《物理评论快报》上[Phys.Rev.Lett.130,...

寻找大统一理论是科学界终极目标,人类距宇宙终极至理还有多远?

这一发现具有划时代的意义,它证实了自发对称性破缺的理论有效性。温伯格、萨拉姆以及格拉肖因电弱统一理论荣获诺贝尔奖,自发对称性破缺不仅是该理论的核心,也是大统一理论数学计算中的关键概念。20世纪70年代,关于大统一理论的研究如火如荼,此时发现了自然界中存在“超对称性”的线索,尽管当时尚未找到直接证据。与此...

姚期智院士:人工智能的科学视角

这件事情重要的原因是这个观念非常新颖,大概十多年前由诺贝尔物理学奖获得者FrankWilczek提出。空间晶体是大家非常熟悉的,虽然自然界的物理对于地点是有对称性,但是晶体打破了这种对称性。FrankWilczek就想到,时间上的对称性是不是也可以被打破?这是一个非常新颖的受到物理学界注意的观念。

对称性在基础物理学中的作用

在自然界中发现的传统对称性是全局对称性,即物理系统的变换,其方式在空间中任何地方都是一样的(www.e993.com)2024年11月6日。应用对称变换会产生不同的物理情况,但所有观察在变换下都是不变的。规范对称性则完全不同,应用对称变换仅改变我们对同一物理情况的描述,不会导致不同的物理情况。

PRL速递:生命系统中对称性破缺的热力学限制

自从Prigogine等人提出耗散结构的概念以来,热力学与对称性破缺的关系一直是人们理解自然界的重要课题[2]。然而,由于非平衡系统动力学的复杂性,我们一直缺乏普适的方法来理解对称性破缺的普适热力学原理。矩阵树定理:连接图论与生物化学的桥梁在最近发表在PRL上的一项研究中,来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和德国...

...主妇被授予荣誉博士学位,她的发现引发物理学家重新思考对称性

这个谜题的答案是,两种K介子是同一种粒子,宇称并不是自然界中弱相互作用的基本对称性。吴健雄的实验非常巧妙,她还设法证明了自然界打破了另一种对称性——C(电荷共轭)对称性,意思是说,如果将相互作用中的所有粒子换成它们的反粒子,这个过程应以同样的方式发生。这一发现使物理学家们认识到,不只宇称守恒,对于...

对称性破缺与涌现:对称性如何帮助理解生命和智能?

对称性(Symmetry)是自然界从微观到宏观都普遍存在的结构,是诸多学科共有主题。在物理学中,对称性原则是牛顿运动定律、电磁学等基本理论的核心;在化学中,分子对称性决定其物理和化学性质;在生命科学中,对称性对生物形态、发育、功能、演化有重要意义。在一个具有对称性的系统中,可以对系统进行某种变换(例如旋转、平移...

102岁杨振宁月薪惊人!工资上交,网友:难怪翁帆看不上那点遗产

1956年,杨振宁与李政道共同提出了“宇称不守恒理论”,这一理论颠覆了人们对自然界对称性的传统认知,打破了物理学界长期以来的思维定势。这一突破在学术界引发了巨大的轰动,并使两人在1957年共同获得了诺贝尔物理学奖。对于华人科学家而言,这一荣誉不仅是个人成就的象征,更是对整个中华民族科研能力的认可和鼓舞。