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摘要：物理学中存在着大量的与对称性有关的问题，用对称性分析方法有利于找出解决物理学问题的新思路，本文从历史的观点出发，阐述了物理学中对称性的涵义，分类。对称性与物理定律及守恒定律的关系，最后阐述了对称性在物理学中的应用，现代物理学中，对称性更是研究现代物理前沿问题的一把钥匙，特别是在微观物理领域中，对称性已经成为研究物理问题的一种强有力的手段。41728
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毕业论文关键词：对称性；物理学；物理定律；守恒定律
对称性是自然界中一种常见的物理现象，无论是从自然界到人类社会，从日常生活到物理学前沿，还是从宏观天体到微观粒子，对称性被普遍认为是物理中最基本的原理。作为物理学最原始、最基本的概念。从很久以前，就以简洁和概括的结构语言彰显出事物最基本的特征，并赋予人类无与伦比的美。随着自然科学的发展，对称性概念进入了科学研究的视觉张力。逐步渗透到人类生产和生活的各个方面，对称的应用也逐渐扩展到人类活动的各个领域。
何谓对称性？按照英国韦氏国际辞典中的定义：对称性乃是分界线或中央平面两侧各部分在大小、形状和相对位置的对应性。也就是几何对称性。对称性在科学研究和物理学的各种领域频频出现，起着至关重要的作用。所以学习研究物理学中的对称性思想对于提高学生的科学素养和能力，开拓的探索未知新领域有着重要意义。德国数学家魏尔在1951年提出了关于对称性的普遍定义：如果一个变换使系统从一个状态变到另一个与之等价的状态，或者系统状态在此变换下不变，我们就说系统对于这一变换是对称的。
物理是一门研究自然界中物体运动变化规律的学科，所以对称性存在于物理学中是必然的。对称性是指变化中的不变性。物理学中存在两种不同性质的对称性：种是某个系统或某件具体事物的对称性，常见的有：镜像对称、空间对称、时间对称转动对称、结构对称、点对称、轴对称等，这些对称性在生活中比较常见，易于理解另一种是物理规律的对称性，例如：空间没有绝对的原点，可以任意选择空间的一点为坐标原点，而且物理规律保持形式不变，即绝对位置是不可测量的表明物理规律具有空间平移变换对称性；同样，时间也不存在绝对的零点，表明物理规律具有时间平移换对称。
在我们学习物理的过程中有很多守恒的定律，然而我们却不知道。守恒是一种定性，某种相对的不变性，表现事物间的性质和关系，而这正是对称性在物理学中的体现。物理学关于对称性探索的一个里程碑式的发现是诺特定理的建立，定理指出，如果在某一变换下运动定律具有不变性，则必定存在相应地一条守恒定律。这就揭示了对称与守恒性之间的关系。简而言之，物理定律中的一条守恒定律都会对应着一种对称性。例如，运动中空间平移对称性对应动量守恒定律，时间平移对称性对应能量守恒定律空间旋转对称性对应角动量守恒定律。后来发现，诺特定理在量子力学范围内也成立，这是诺特定理经过推广的结果。在粒子物理学和量子力学范围，又加入了新的一些内部自由度，得出了新的抽象空间对称及它所相对应的守恒定律。
对称性在物理学的发展中起着重要的作用，通过对系统所具有的对称性的分析，可以得到系统中对应的守恒规律，这些守恒量的存在对于了解系统的物理状态和性质就十分重要。不仅如此，无论是近代还是现代，对称性在物理学中的各种应用研究上也频频出现，所以，学习研究物理学中的对称性思想对于提高学生的科学素养和能力，开拓性的探知科学的未知领域有着重要意义。
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