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標題: 对称总是完美的 [打印本頁]

作者: p30900 時間: 2024-8-14 15:41
標題: 对称总是完美的
对着镜子瞧瞧自己，假如你举起右手，你在镜子里的影像却举起了它的左手，你一定会目瞪口呆，甚至有一种毛骨悚然的感觉！幸运的是，世界上还没有人遇到过这种事。不过这么奇怪的事真的在粒子世界里出现了，具体的说，是在一个基本粒子身上出现了。

　　这个镜像不对称的问题，可不是一个简单的问题，它是20世纪物理学研究的一个重大课题。

　　对称总是完美的

　　你照着镜子，你与镜子里的影像形成了一种对称关系。对称，不仅是在镜子里出现，在我们身边的大自然里，也随处可见。蜂巢是由一个个正六边形对称排列组合而成的建筑物，每个正六边形大小统一、上下左右距离相等，这种结构最紧密有序，也最节省材料；蝴蝶左右翅膀的结构是对称的，就连翅膀上的图案与颜色也是对称的，因此它能够成为自然界最美丽的昆虫；所有的海螺都拥有奇妙的左右旋对称；人本身也是对称的，而且不止左右结构对称，双眼、双耳和左右脑的形状也是对称的，设想一个人少一只眼、或嘴歪在一边，那一定被认为不是很美的。

　　人类自古以来就对对称美推崇备至，对称的概念几乎已经渗透到所有的学科领域。建筑学中，建筑家们在规划、设计和建造形形色色的建筑时，总是离不开对称，那些流传千古的著名建筑物也大多是极具对称美的，比如中国的故宫、天坛、颐和园的长廊，埃及的大金字塔，罗马的角斗场。几何学中，有圆、椭圆、正方形、矩形、梯形、三角形、圆锥、圆柱等各种对称。代数中，有一元二次方程两个根的对称、方程的对称函数，甚至还有专门关于对称性的数学理论——群论。

　　在晶体学中，对称性表现得尤为突出。其实，自然界中百分之百完全对称的东西极少，但晶体是个例外，无论从宏观还是微观来看，晶体都是严格对称的。晶体中的原子数目很大而且有严格的空间排列，如果任意画出一部分原子排列图，无论对此图进行平移、旋转还是左右互换，所得的图像与原图像都无法区分，也就是说，大部分晶体都具有平移对称、旋转对称、镜像对称的性质。比如，雪花具有六重旋转对称，就是说，雪花晶体在沿一根固定的轴旋转60度、120度、180度、240度、300度或360度后，其原子的空间排布都与原来的排布完全相同。

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