对称性思想的萌芽可以追溯到人类文明的开端,刘汉臣在物理学中发展的对称性一文中从历史的观点介绍物理学中发展的对称性,内容包括:(1)古文明中的对称性;(2)经典物理学中的对称性;(3)近代物理中的对称性;(4)超弦理论;(5)超对称的大统一理论。
对称性对人类的心智具有迷人的魅力,而在宇宙中的对称性——存在于支配物质世界运作的基本定律自身中的对称性更值得我们注意和研究。于友文在对称性在物理学中的基本地位一文谈到物理学中关于对称性的认识和从美学方法论角度探讨对称性的方法问题,主要内容(1)对称性的原理;(2)物理守恒定律的物理渊源;(3)对称性在物理学中的基本地位。
对称性和守恒量的关系密不可分,魏河川、李根全在经典物理学中的时空对称性和守恒量一文对经典力学中的矢量力学形式、分析力学中的微分形式和积分形式的时空对称性进行了分析,主要探讨了(1)空间均匀性所对应的动量守恒的守恒量的物理规律;(2)空间各向同性所对应东段角动量守恒的守恒量的物理规律;(3)时间均匀性所对应的能量守恒的守恒量的物理规律;(4)阐述了经典物理学中的时空对称性与守恒量的关系。
利用对称性的概念,对物理学中的对称问题进行了讨论。张东,张宁.对称性在物理学中的应用研究一文中说到物理学中存在着大量的与对称性有关的问题,用对称性分析的方法,可以使复杂的物理计算变得简单明了,使物理问题易于求解。在讨论了对称性在力学、电学和电磁场中的一些重要应用后,还指出了对称性在粒子物理学中的重要应用。
对称和守恒作为一个古老而又常新的概念,经历了从分立走向综合的漫长发展历程。对称性对物理学的发展起到了重要作用.由于对称性意着不变性,也就是经过某种对称变换后物理规律的不变性,这就意着某种物理量的守恒.孙海滨在物理学中的对称性与守恒律一文中主要论述了(1)阐述物理操作的对称性的实质即为守恒律;(2)从系统的机械能对坐标的平移推导出动量守恒;(3)从系统的机械能对旋转的平移推导出角动量守恒;(4)从系统的机械能对时间的平移推导出机械能守恒;(5)阐述了对称性破缺所包含的意义。邓发明在浅谈物理学中的对称性一文中对牛顿运动定律的时空对称、对称性和守恒定律之间的关系进行了论述,进而运用势能的时空对称性推导机械能、动量和角动量守恒定律,并指出对称性思想在物理学中应用。
原子间存在着多种形式的对称现象,与经典物理学中的部分现象相似。郭贵春在社会科学研究关于原子的对称性语境分析及其意义的文章中借助经典物理学中对称现象,通过上升域语言,扩展操作语言,将保持变换不变性的操作都归纳在对称操作之中,进入并推导原子物理学中的对称现象。然后通过语义分析,详细阐述了(1)原子间的对称性的定位及数学分析;(2)原子间的对称性的物理意义及结构特征(3)原子间对称的句法特征及其意义。
对称性思想在物理学研究中具有重要的理论研究价值,因此我们应当将其适当引入到基础物理教学中。葛举强在教育科学周刊物理学中的对称性思想一文通过对物理学中的一些物理量和物理定理的分析,揭示出了物理学中蕴含的丰富的对称性思想,希望能够引起大家对物理学中的对称性思想的重视。主要内容有(1)对称与对称破缺;(2)对称的分类(3)对称与守恒律(4)对称在物理学中的具体体现。
从某种意义上讲,一部物理科学的发展史,就是对称性方法的运用史和发展史。对称性方法本身是一个包含有多种层次的复杂的方法群,其中包含有直观形式的形象对称法,定性概念的抽象对称法以及精确定量形式的数学对称法。在科学研究中,一个科学工作者必须善于从现象的对称性深入到本质的对称性,从浅层的对称性挖掘出深层的对称性, 以便达到对客观对称性的探求与对称性方法的运用的高度吻合,有机统一。当一种科学方法已被公认并为科学家所广泛运用时, 应引起高度注意的往往不是这种方法的普遍性和有效性, 而是这种方法的相对性和局限性。因此,在对称性方法的应用上,应该严格防止夸大对称法的绝对性一面,而忽视对称的相对性一面。总之,在科学研究中,要学会辩证地运用对称性这种科学的方法, 更深层的意义在于科学素质的培养和创造性思文与方法的培养。
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