目前人们发现在高能量状态下，弱力、电磁力和强核力具有同样的强度，只是无法包容引力。在低能量状态下，三种力的对称性发生破缺而表现不

什么是对称性破缺？曹则贤举了一个简单的例子：水和水蒸气在各个不同空间方向上都是一样的，具有球对称性。将水慢慢冷却，在冰点的时候水会结成冰，而冰中的水分子是有择优取向的。这时，它的对称性变低了。“我们说在水结成冰的过程中发生了对称性破缺。”曹则贤说，如果这个例子还嫌抽象的话，可以观察一下我们的手——手掌是连续的，往前则分出5个分立的手指，这也可以表述为发生了对称性破缺。
　　“自发对称性破缺在物理理论中指的是真空态比描述体系的拉格朗日量具有更低对称性的情形。”曹则贤说，“这是关于基本粒子物理的一个概念，在日常生活层面很难找到一个恰当的比喻来描述它。”


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从宇宙到你（一）未修改2007-05-05 23:19从宇宙到你

(一)宇宙起源及宇宙本质

一直以来，我们都在探寻宇宙诞生的过程。自进入原子物理时代以来，物理学家、天文学家、宇宙学家一直热衷于以观察和实验的方式去探究这个问题，每一个资料都要经过严密的论证和精确的计算，一旦得出便立刻被奉为圭臬，人类的哲学思维和大胆的想象在这个领域已无立锥之地。事实上，人类只是在以自己的标准和方式观测现在的宇宙，而不是宇宙按自己的标准构建的过程。

人类的认识是植根于实在世界原野上的一株孤立木。在成长的过程中，每一个学科都是从哲学的主干上长出的侧枝。哲学的主干末梢虽然细小，但它不承担开花结果的功能，它只是控制着认识发展的方向，其余的庞大或细小的侧枝为主干提供营养。具体学科的侧枝最初临界点上的一些细微差别在成长过程中都产生了蝴蝶效应：幼苗期侧枝的末梢看起来也是向上长的，但它的向量与主干的向量并不在同一位置。由于新梢和自身成长时重量的压力，在随后的生长过程中当初向上的末梢在长大的时候无一例外，越来越偏离原来的方向渐渐而指向侧面了。所以，侧枝的末梢与主干的距离只能是越来越远，也就永远无法达到主干的高度，它的命运只能是在被后来者遮挡时脱尽叶子和繁枝冗节，只剩下光杆一条传输养分；在完全被遮住阳光时枯死。例如数学，人们先是用矩形的面积去衡量圆形的面积，然后以欧氏几何去衡量黎曼几何，用极限的方法去逼近一切，产生了数不清的无理数。这是解决问题的唯一方法么？我们用电子制造的以伏特为单位的电磁场加速原子去碰撞，去发现质子中子以至夸克介子等粒子的性质，很有点像用光学显微镜观察原子，拿高射炮打蚊子，在不确定性原理的影响下，其效果命中率之低，准确性之差就可想而知了。我们看到的许多东西都只是假象，把所有的观测结果加在一起，仍然只是宇宙进程中一个肤浅的表皮。

排除一些不必要因素的限制，抓住宇宙进程中的关键要素，加上一些必要的推理想象，以哲学的方式构建一个我们目前所能理解的尽量准确的宇宙体系框架，成为哲学界面临的一个重要问题。


历史并不是绝对的、唯一的，它的每一步都只是从当时所有的可能之中选择了一种作为历史。了解宇宙“是怎样选择的”远比知道宇宙“是什么样的”要重要得多。我们今天所能看到的宇宙也是经过无数次选择之后的结果。我们只能说宇宙的选择是好的，至于好在什么地方，由于当时的其它可能性已经不存在，当初的宇宙是如何选择的，我们仍然无法得知，我们只能从结果看。由于不知道其它的可能，不知道宇宙是如何选择的，所以我们看到的仍然是一个无法确定的世界。

一般认为，人类的历史是从四百万年前的东非猿人开始的，实际上，人类的历史与宇宙的历史是同步的，人类的历史要从宇宙的开始算起。如果宇宙大爆炸是真的话，那么人类的历史从宇宙大爆炸就已经开始了。

按唯物主义的观点来说，世界是物质的。物质包括两种形式：实物和场。对于场，人们只能通过它的表现（传递信息）来确定它是存在的；至于场究竟是什么物质，由于目前的科学仍然无法解释，人们对场的了解还停留在“是一种客观存在”上。有如孔子说的“祭神如神在”，至于到底有没有“场”这位神，这神现在在不在，我们将在后文中作具体分析。我们先说实物。目前人们公认的粒子有以下几种：分子，原子，电子，质子，中子和夸克。它们被称为具有二分之一自旋的实物粒子。另外人们认为还有自旋为0、1、2 的携带力的虚粒子，它们在场之间传递力。实物质之间的力表现为四种（或者说是人为地划分为四种）：

1、引力：非常弱，[F=G（6.67259×10-11N·m2/kg2） ]但可以长程传播,并且可以迭加成为巨大的力；

2、电磁力，为万有引力的2.3×1039倍（霍金说是1041倍）[F=K(9.0×109N·m2/C2) ]，主要在原子和分子尺度下起作用；

3、弱核力，可结合质子和中子成核子；

4、强核力，可结合夸克成质子、中子或电子。

目前人们发现在高能量状态下，弱力、电磁力和强核力具有同样的强度，只是无法包容引力。在低能量状态下，三种力的对称性发生破缺而表现不一致。

综上所述，宇宙间所有的力可以分为两种：一类是引力，一类是斥力。引力、异电核相吸引力、弱力、强核力都可归为引力一类，同种电荷相斥可归为斥力。引力是任何粒子都具备的性质，到目前为止人们对引力的原因还没真正弄清，所有解释都还只是假设，在这里我暂时把它解释为是天性。至于斥力，则可归结为泡利不兼容原理。

泡利不兼容原理是指两个相同的自旋为二分之一的粒子（在不确定性原理设定的极限之内）不能同时具有相同的位置和速度的思想。而不确定性原理是指粒子的位置不确定性×速度不确定性×粒子质量≥普朗克常数。在这个乘积最小（即等于普朗克常数）时，粒子质量越小，则位置不确定性与速度不确定性越大。位置的不确定性与粒子的速度不确定性相关。也就是说，粒子越小，它的速度越大，能量越高。

由此可见，粒子越小，其结构也就越简单，其力的作用距离就越小，强度越大，表现越鲜明（同种粒子相斥，异种粒子相吸引）；随着粒子（这里所说的粒子包括天体）增大，结构复杂化，斥力的作用减小，引力表现逐渐明显，力（主要是引力）的作用距离增大，强度则减小。这就有点和我们人类相似：对于年龄（从宇宙大爆炸时算起）越小的粒子，它们的性质越是简单，爱憎表现越是鲜明：性质相同就相排斥，性质相反就相吸引。接近终极粒子的粒子们的性质越发简单：要么完全相同，要么完全相反；完全相同的一见面就马上走开，完全相反的一见面就永不分手。随着年龄的增长，粒子肚子里的东西慢慢多了，逐渐懂得了行动不能解决一切问题，遇到情况时先在肚子里盘算盘算，解决了大部分冲突之后，对外自然是明哲保身，小心谨慎，以和为贵了。

我们还知道，由于引力，星云会凝聚为星系，质量小于1.5倍太阳质量的恒星最终会变成白矮星，由电子不兼容性原理所产生的斥力支持；质量为太阳一至二倍的恒星则可以超过上述极限变成中子星，由中子之间的不兼容性原理所产生的斥力支持；如果恒星的质量超过以上不兼容性原理（即强德拉塞卡极限），引力加速度超过光速，它最终会成为黑洞。以前人们以常规的引力加速计算，认为黑洞中间的物质是没有体积的，即体积为零。目前的科学家认为黑洞是有体积的，它们的质量决定它们的大小，即任何两个同质量的黑洞的体积是相同的。

综上所述，我们可以看到，随着引力的增大，粒子逐渐被压碎，在白矮星中所有的分子都被压碎成分子的组分原子，在中子星中原子被压碎成它的组份中子，由此推断，在黑洞中的粒子应该被压碎成中子的组分夸克。黑洞的体积由夸克之间的不相容性斥力支持。

夸克是人们目前为止发现的最“基本”的粒子。行星中原子的种类就有一百多种，而由原子组成的分子的种类则无法统计——因为太多了。恒星中的原子种类就相对简单，不过两三种。中子星中的粒子据说只有一种——中子。可见，星体质量越大，粒子越“基本”，性质越简单。但原子的组分是三种——质子、中子和电子，这三种粒子的性质还是显得过于复杂。从理论上讲，这三种粒子的组分——夸克应该有六种十八类，但是除上下夸克以外，其它的夸克都很不稳定。对于现在的宇宙特别是白矮星、中子星与黑洞这些成熟的天体来说，在这样大的引力作用下，其中的粒子应该是最为稳定的上下夸克——共两种，每种三色；六类。也就是说，它们所包含的粒子的成份应该是确定的。但中子中的一个上夸克可以和一个下夸克相互对消生成一个反电子和一个下反夸克，而这个下反夸克和另一个下夸克相互对消产生一个r介子。这样一个中子就可以和一个电子衰变为一个r介子。所以夸克还不是终极粒子。终极粒子应该是这样两种粒子：质量最小，能量巨大，具有极其简单而又极其巨大的力表现：同种相吸引，异种相排斥。即便如此，我们还是可以设想宇宙是这样开始的：

每个星系最终都会塌缩为黑洞，然后这些黑洞彼此吸引，最终成为一个巨大的黑洞。这个黑洞的引力是如此巨大，以致能把它中心的夸克（我们假定黑洞中的物质是夸克）压碎成为它的组分，即终极粒子。终极粒子有正粒子和反粒子两种。但在这样的能量环境和粒子拥挤中，无论是正粒子还是反粒子都具有相同的要求：获得自由。这些粒子的数量、密度和能量只能用E=mc2来形容，它们之间的不兼容性斥力也与此接近。宇宙最终形成这样一个奇点：外层是场粒子，中层是夸克，内核是终极粒子。

此时的黑洞继续吸引物质，首先是所有的零碎粒子。当然，在引力达到c2之前，黑洞吃的就是零碎粒子，而且吃相特难看：吃星星的时候，被扯下无数的零碎粒子在进入黑洞事件视面时相互碰撞，碎屑形成的场粒子四处喷射，形成巨大的、极热的吸积盘和沿轴向喷射的X射线流，越小的黑洞喷出的场粒子越多（这时的小黑洞还没本事收拾这种小东西），吸积盘就越热，X射线流越强。活像一个吃面包的小孩，撕着往嘴里塞，撒了一地面包屑。黑洞长得越大，吃法就越干净，终极黑洞连暗物质都不放过。这些外层物质进一步加大了黑洞的压力，随着内核终极粒子的同步振荡，夸克层被逐层熔解，更多的终极粒子被粉碎出来。当终极粒子的不兼容性斥力与黑洞的引力接近平衡时，下一次振荡就是宇宙大爆炸的开始——终极粒子突破引力互相分离，它们的速度已达到光速的平方。并依它们同步震荡所形成的涟漪向外暴涨，将外层的夸克和场粒子轰得粉碎。由于量子起伏的不确定性，爆炸很可能在黑洞还未来得及吞筮完残余的粒子时就开始了。这是发生在宇宙大爆炸0秒的事。

宇宙大爆炸0秒到10-43秒这一段时间内的事是一片空白。之后的事就清楚多了。10-43秒至10-34秒被科学家称为大统一（GUT）时期，这一时期出现的粒子是电子、夸克和它们的反粒子。10-10秒时夸克禁闭成为质子或中子，反夸克消失；1秒钟时，反电子消失；30万年后，质子和中子辐射完成稳定，与电子结合成为原子。10亿年之后，原子结合成分子。（以上数字都是人们按自己的时间观念测得的，实际上，每种物质都有自己的内时钟，越小的物质，其时间频率越高。）

至此我们可以推断宇宙大爆炸之后的情形：由于终极粒子之间的距离增大，宇宙温度下降。终极粒子和它们的反粒子开始结合——这是宇宙间的最早的初恋，是宇宙间第一次盛大的集体婚礼。就像新婚燕尔的小夫妻一样，这些终极粒子完全把感情和精力放在了对方的身上，它们只顾耳鬓厮磨，窃窃私语，完全不理会身外的世界。这就形成了宇宙中第一种粒子对，也是单纯到极致的粒子对：粒子与反粒子的引力完全用在两个粒子之间，已经没有剩余的力去对外表现。再加上它们的性质完全相同，因此它们对外只表现为单纯的不相容斥力。

终极粒子对的结合在一定程度上减弱了宇宙爆炸引起的暴涨，而粒子对之间的这种斥力造成了宇宙爆炸后的膨胀。在最初的阶段，由于宇宙的温度极高，粒子密度极高，这种粒子对经常被能量巨大的其它的粒子或反粒子击散。随着宇宙的膨胀，粒子密度的降低，粒子对结合的机会远远超过了被拆散的机会。直到宇宙这个舞场中粒子对之间的距离可以不妨碍它们的舞步，它们才在各自的地盘中翩翩起舞。这种粒子对的质量极轻，对外作用极小，小到我们都无法探测到。根据质量与能量的关系E=mc2我们可以把目前量子学家所知的最小能量转化为质量。（现实中我们所探测的量子包还不是终极粒子的能量发射方式，而只是终极粒子所形成的粒子团能量发射频率的共振统计数字：终极粒子对与粒子团根本就不是一个层次。）如果终极量子的能量是无穷小，那么场粒子的质量则有可能是m=2× 。这是一个人类目前无法处理的数字。

如果不是终极粒子对还具有一个极其特殊的性质的话，我们就不会把它称为场物质而会把它称为无：它们可以传递力。

场物质就是由场粒子这种唯一的粒子组成的。它们虽然没有明显的力的表现，但这并不妨碍它们传递力。它们传递力的方式也非常特别：每个场粒子都有正反粒子两个终极粒子构成的两个极，当粒子的一面受到力的作用时，它们就会转身，通过与周围的场粒子的相互影响把力传递出去。场粒子的相互作用的速度就是光和电磁波的传播速度，即3.0 105km/s。

在宇宙最初的这场恋爱中，并非所有终极粒子或反粒子都是幸运儿，有一部分粒子不走运：在爆炸涟漪中能量子密集的地方，它们没有在第一时间内找到自己的另一半，却迫于环境的压力而在仓促中由三个或者三个以上的粒子或反粒子结合在一起形成较大的粒子。由于这些粒子的引力不能完全对消，它们的引力必然会泄露出来，经过场粒子传递信息，开始互相吸引，最终形成我们所能知道的实物粒子。它们的数量应该比宇宙能量子总量的十亿分之一多一点点。

从场粒子的错误到夸克可能还有一段很长的路。因为根据目前的测量结果，带+ 电荷的上夸克的质量为0.559078 10-27kg,而带- 电荷的下夸克的质量却为0.567726 10-27kg。二者之间有着0.008648 10-27kg质量差异。据电量推断，电子应该由三个带- 电荷的下夸克组成，而实际情况并非如此：电子的质量为原子的千分之一，“电子由三个下夸克组成”这种说法是无论如何都不能成立的。电子应该由下夸克中的带电部分组成。即使在普朗克能量下衡量，这几种粒子的差异显然还是太大，所为它们到场粒子的距离还很远。

我们只能这样解释：同场粒子一起出现的原始粒子中，有些粒子中正粒子多一些，靠反粒子粘合在一起；有些粒子中反粒子多一些，靠正粒子粘合。前者与后者之间泄露的正反粒子的引力就成为电磁力与引力。

由于宇宙的终极粒子只有两类，所以在宇宙最初的高能量环境中形成的原始实物粒子不可能有多复杂。（根据霍金的说法，宇宙中粒子的种类主要依赖于宇宙的环境温度）同时由于宇宙中终极粒子的正粒子和反粒子是等量的，所以一个较大的粒子形成的时候，就很可能有另一个反粒子的形成。在最初的时间内，这些正粒子与反粒子有足够大的力量与足够小的距离相互碰撞，粉身碎骨之后化为虚无（即场粒子）。这一过程看起来有些悲壮，其实这是宇宙中第二场集体婚礼。这时的正反粒子不过是单极粒子临时集合的一个团体，就像现在某些专用未婚姑娘的公司，如果所有的姑娘都出嫁了，这个公司就解体了。好在我们这个社会总有人不断出生，所以人们不用为这种公司杞人忧天。但对于宇宙最初的正反粒子团来说，正负终极粒子是不可能凭空生成，他们只有这么多，而且他们的目标就是寻找自己的另一半，只要周围不够混乱，他们就永远不会走回头路。

宇宙大爆炸之后产生的第一种粒子也许是场粒子，也许不是。因为宇宙只能让错误在第一时间内产生。也就是说，在场粒子产生的同时（也许是之前），宇宙就产生了不等量的正反电子，而反电子的组份被分散到同时产生的其它几种粒子中了。至于宇宙产生的正反电子为什么不等量，我们甚至可以这样假设：终极正反粒子除了电量，它的质量和能量也不是等量的。也许它们的差别极其微弱，但这是在宇宙诞生之初，无论多小的差别在后来的蝴蝶效应中都会演化成为巨大差异。

除了以上的说法，宇宙现在的这个样子也可以这样解释：终极黑洞虽然把所有物质都已经压成了碎屑，但由于其巨大的压力，所有的粒子失去了自由，被冻结禁锢在一个位置。例如一个夸克被压成了终极正反粒子，但这些粒子还是被压缩在原来的位置。所以，终极黑洞也就保存了上一个宇宙的一些信息，大爆炸之后，宇宙按就近组合的规则，还是把压碎的粒子按原来的秩序组合起来了。

原始物质最稳定的结构应该是3个能量子的组合，但这也存在一个问题：根据质能公式或者测不准原理，这样的物质的速度是如此之大，以致在相对宽松的环境中，它们相遇时引力的作用相对于斥力是那样微不足道，最有可能的结果是弹开，而不是结合到一起。

可以说，不相容性斥力是宇宙的启动力：在原始宇宙的大一统能量中，所有终极粒子（无论正粒子还是反粒子）的性质都是相同的。随爆炸后环境温度降低，引力才得到机会在终极正反粒子之间表现，并结合为场粒子。同时在爆炸涟漪中能量子密集的地方，出现终极粒子的结合错误而形成实物粒子。就这样，宇宙在爆炸之后由能量子凝聚为物质粒子，由量变导致了质变，经历了一生二，二生三，三生万物的过程。

宇宙爆炸之后正负电子是与正负夸克几乎是同时出现的，而在那个时候电子显然还没有注意到夸克这个肥胖的家伙，它的兴趣在反电子身上。后来反电子反夸克全部有了归属，夸克结盟成为质子、中子，电子一直在犹豫不决；直到质子中子结合成为核子，电子才加入它们的结盟，结合成为原子。

……


综上所述，宇宙的基本问题是物质的质量与能量之间的关系问题，而不是目前哲学中思维与存在的问题。宇宙是以能量大爆炸开始的，能量大爆炸是物质转变为能量形成的爆炸。但能量只在起点起作用，在宇宙大爆炸之后，能量子损失能量转变为质量。所以以后就都是物质的事了。由于位置的不同，能量子形成了两种物质：有缺陷的实物质与完美的场物质。实物质通过三种方式来解决自身的缺陷：首先是通过正反物质的对撞，从根本上解决问题问题；在反物质湮灭完后，一方面通过牺牲自身的部分物质，把它们转化为场物质来解决内忧，获得暂时的稳定；一面利用自身的缺陷使它们具有的引力，通过凝聚来解除自身的外患（这种方法很有效，就像分数一样，如果分子分母的差别不大，数字越大，就越接近于1）：实粒子结合成夸克；夸克结合成质子、中子、电子；质子、中子、电子结合成原子、分子；原子、分子结合成星云，部分星云演化成为星系，星系的局部地方演化为恒星系，星系的中心和大恒星系中的恒星演化成黑洞，然后由黑洞收拾残局：吞噬一切星云、小星系、小恒星系等一切还未来得及形成黑洞的系统，以及其它宇宙零碎粒子，逐步形成终极黑洞。终极黑洞的引力足够大时开始收拾暗物质，然后是虚物质即场粒子。最后形成宇宙物质奇点，在物质粒子转变成足够的能量子时开始下一个宇宙。

对于宇宙，目前我们还有最关键的开篇一秒钟的历史没有读懂。但可以肯定，宇宙是一个规律族。不确定性原理以及泡利不兼容原理只是在考察一个光速之内的情况，而且所考察的粒子不属于终极层次；就算是强德拉塞卡极限，只是超过了一个光速就已经无法处理，离mc2仍然有（c-1）个光速距离，人类的进展显得微乎其微，离终极目标仍然十分遥远。

从所有不稳定粒子都会牺牲部分物质转化为场物质以获得稳定来看，宇宙在整体上是增熵的。只是在最初增值大，然后以暴减方式迅速减小：宇宙最起码要保证存在的实物质的引力可以束缚场物质，因为宇宙最终的回归还要靠它们来完成。（据观测，我们目前所能观测到的实物质总量比用以阻止宇宙膨胀的临界值的1％还少。即使加上只有引力表现却观测不到的暗物质，仍然只能得到临界值的1/10.很显然，只依靠实物质是启动不了宇宙爆炸的。）


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网友评论：1
雪梦灵嫣 2007-05-06 19:03 | 回复 沙发~ 有点感慨....
2
雪梦灵嫣 2007-05-07 07:47 | 回复 关于宇宙大爆炸的....
3
changzheclq 2007-05-07 11:53 | 回复 请继续：
4
flying_all 2007-08-08 21:55 | 回复 你是干啥的啊？
5
zhonzer 2007-10-26 20:11 | 回复 有道理。以前人们只从物理的角度认识的是物理的宇宙，而非更更真实的宇宙。古人说：人体是个小宇宙，宇宙是个大生命。有道理。
6
weimf62 2007-11-07 15:45 | 回复 关于人类自己灭自己的前见 你是搞生态 的？？？！！
7 网友:橘子香水 2008-05-12 09:36 | 回复 真不 好意思 ，还是看不懂，呵呵
8
495843019 2009-03-01 15:07 | 回复 那么其余的9/10可能是什么呢？启动大爆炸。
9
changzheclq 2009-03-01 17:40 | 回复 回复495843019：场物质。
10
495843019 2009-03-01 20:30 | 回复 回复changzheclq：噢，谢谢。
11
1112doing 2009-07-16 13:26 | 回复 哲学是为了人类更好地认识世界，改造世界。抓住了这一点，就会站在人的角度取探索问题了。物质问题，只不过客观世界的一部分罢了，如果你再宏观一点，是完全可以看到。哲学指导物理，认识宇宙，宇宙本源问题不可扰乱思维与存在的关系问题，慎重之。
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对称性破缺是量子场论中的重要概念，指理论的对称性为真空所破坏。它包含两种情形—自发对称性破缺（spontaneoussymmetrybreaking)和动力学对称性破缺(dynamicalsymmetrybreaking)。它们在理论物理模型中都有重要应用。著名例子分别为标准模型中的希格斯机制和超导物理中的BCS理论。

被真空解破坏的对称性可以是整体或局域对称性，对称群可以是分立或连续的。

基本概念
　　对称性破缺是量子场论的重要概念，指理论的对称性为真空所破坏,对探索宇宙的本原有重要意义。它包含“自发对称性破缺”和“动力学对称性破缺”两种情形。
　　根据已知理论，大约137亿年前，宇宙在一次“大爆炸”中诞生。之后，夸克、电子等粒子和同样数量质量但电荷相反的反粒子构成了物质。粒子和反粒子一旦碰撞，将“同归于尽”。因此，如果两者始终并存，宇宙中的物质最终将消失殆尽，但是，现在的宇宙中只有粒子“幸存”，没有发现反粒子。科学家认为，反粒子幸存率不如粒子，是因为除电荷相反外，还存在其他微小差异，这种粒子和反粒子的性质差异被称为“对称性破缺”，它的机制是亚原子物理学的一大谜团。它们在理论物理模型中都有重要应用。著名例子分别为标准模型中的希格斯机制和超导物理中的BCS理论。
　　被真空解破坏的对称性可以是整体或局域对称性，对称群可以是分立或连续的。
　　中国科学院物理研究所研究员、博士生导师曹则贤说，“这是一个涉及基础物理和群论的概念，现在已被广泛应用到许多物理领域的研究中。”
　　什么是对称性破缺？曹则贤举了一个简单的例子：水和水蒸气在各个不同空间方向上都是一样的，具有球对称性。将水慢慢冷却，在冰点的时候水会结成冰，而冰中的水分子是有择优取向的。这时，它的对称性变低了。“我们说在水结成冰的过程中发生了对称性破缺。”曹则贤说，如果这个例子还嫌抽象的话，可以观察一下我们的手——手掌是连续的，往前则分出5个分立的手指，这也可以表述为发生了对称性破缺。
　　“自发对称性破缺在物理理论中指的是真空态比描述体系的拉格朗日量具有更低对称性的情形。”曹则贤说，“这是关于基本粒子物理的一个概念，在日常生活层面很难找到一个恰当的比喻来描述它。”
　　曹则贤介绍，南部阳一郎在20世纪60年代最先在超导研究中引入了自发对称性破缺的概念，后将之应用到粒子物理的研究，发展了自发对称性破缺模型以揭示重子质量的起源。小林诚和益川敏英则在上世纪七十年代引入了描述夸克质量的ＣＭＫ矩阵，特别是认识到在矩阵的夸克三角形区中的电荷－宇称对称性破缺要求至少三代，即获奖理由中所谓的三族不同的夸克。
　　曹则贤说，自发对称性破缺、夸克和基本粒子质量的起源都是近代物理学的重要概念，此前美国科学家盖尔曼就因夸克概念的提出而于１９６９年获得了诺贝尔物理学奖，3位美国科学家格罗斯、普利策和维尔泽克因关于夸克的渐进自由度概念的提出分享了２００４年的诺贝尔物理学奖。3位日本（裔）物理学家引入或应用自发对称性破缺的概念，并在基本粒子领域作出了许多突出成就，他们获得诺贝尔奖实属实至名归。
　　曹则贤认为，3位日本（裔）物理学家此次包揽了本年度的物理学诺贝尔奖，再次展示了日本在物理学教育和研究方面的巨大成功。此前，日本物理学家获得诺贝尔奖的有汤川秀树（１９４９年）、朝永振一郎（１９６５年）、江崎玲於奈（１９７３年）、小柴昌俊（２００２）等人，而此次获奖的南部阳一郎在上世纪四十年代曾担任朝永振一郎的助手。
　　中科院理论物理研究所所长吴岳良院士，也是一位从事粒子物理理论和量子场研究的科学家。他到日本访问时曾经当面和小林诚进行过交流。吴岳良说：“小林诚是一个很有学者风度的人，虽然话不多，但是所提的问题都很有针对性。”
　　吴岳良说，我国在这方面的研究也处于国际前沿，目前正在就对称性破缺的一些问题进行更深的研究。
[编辑本段]对称性自发破缺
　　原来具有较高对称性的系统出现不对称因素，其对称程度自发降低, 这种现象叫做对称性自发破缺。或者用物理语言叙述为：控制参量跨越某临界值时，系统原有对称性较高的状态失稳，新出现若干个等价的、对称性较低的稳定状态，系统将向其中之一过渡。
　　时空、不同种类的粒子、不同种类的相互作用、整个复杂纷纭的自然界，包括人类自身，都是对称性自发破缺的产物。对称性自发破缺对于认识自然的具有重要的意义。下面列举几个对称性自发破缺的事例：
　　1. 弱作用中宇称不守恒
　　实验已经证明，强作用下宇称守恒。这是与微观粒子的镜象对称性相联系的守恒定律。1956年前后，在对最轻的奇异粒子衰变过程的研究中遇到了“t ~ q 疑难”。实验中发现的t 和q 粒子，它们质量相等，电荷相同，寿命也一样。但它们衰变的产物却不相同：
　　实验结果的分析表明，3个p 介子的总角动量为零，宇称为负。而2个p 介子的总角动量如为零，则宇称只能是正。因此，从质量、寿命和电荷来看， q 和t 似乎是同一种粒子。但从衰变行为来看，如果宇称是守恒量，则q 和t 就不可能是同一种粒子。
　　1956年，李政道和杨振宁解决了这个难题。他们提出弱相互作用过程中宇称不守恒的设想，吴健雄的钴60原子核b 蜕变实验验证了这个设想。1957年，吴健雄在10-2 K下做原子核b 衰变实验，用核磁共振技术使核自旋按确定方向排列，观察b 衰变后的电子数分布，发现无镜像对称性 —— 证明了弱作用的宇称不守恒性。
　　1957年李政道和杨振宁获诺贝尔物理奖。
　　2. 贝纳德对流
　　1900年法国学者贝纳尔 (H.Benard)发现：从下面均匀加热水平容器中薄层液体时,若上下温差超过一临界值, 液体中突现类似蜂房的六边形网格, 液体的传热方式由热传导过渡到了对流，每个六角形中心的液体向上流动，边界处液体向下流动。这是对流与抑止因素(黏性和热扩散)竞争的结果。
　　3.意大利怪钟
　　这是1443年 Paolo Uccello绘制的24小时逆时针方向运行的“怪钟”。经济学家Arthur Brian以此钟为例,论述经济领域中的正反馈现象。他说，1443年钟的设计尚未定型。一种表盘的设计用得愈多，就有更多人习惯于读它，以后它就被采用得愈多。最后形成现在的惯例。这就是从 正反馈到失稳，再从失稳到对称破缺的过程。
　　4. 重子——反重子的不对称
　　1933年Dirac理论预言: 每种粒子都有自己的反粒子, 正反粒子完全对称，也许在遥远的地方存在“反物质世界(anti-world)”。按照粒子物理学的分类，质子、中子以及它们的反粒子都属于重子，重子数B 是个守恒量。重子数 B 的定义是：每个重子的B =1, 每个反重子的B =-1。于是，在重子对产生和湮灭的过程中，重子数总和保持为零。各种天文观测表明： 宇宙线中反质子与质子数量之比 　　5. 生物界的左右不对称
　　大多数动物在外观上都具有左右对称性，但体内的器官就不那么对称了。如果深入到分子层次，就会发现一种普遍存在于生物界的更深刻的左右不对称性。1844年德国化学家E.E.Mitscherlich发现，酒石酸钠铵和葡萄酸钠铵的结晶具有相同的晶形，一样的化学性质，但溶液的旋光性不同。前者使偏振面右旋，后者无旋光性。1847年法国Louis Pasteur发现了葡萄酸钠铵中有互为镜象对称的两种旋光异构物，其结构如图所示。对此现象解释的信念是：光活性有与生命过程相联系的起源。
　　现代生物化学指出：有机化合物的旋光异构现象与有机分子中碳原子四个键的空间构形有关。用L(livo)和D(dextro)分别表示左、右型旋光异构体，(+)、(-)代表该物质的溶液的旋光方向，（-）表示左旋，（+）代表右旋。碳四面体的左右两种构型、甘油醛中四个基团L、D两种构型以及丙氨酸的旋光异构体简要图示如左图，它明显地反映出了其结构的左右不对称性。生命的基本物质是生物大分子，它包括蛋白质、核酸、多糖和脂类。其中蛋白质是生命功能的执行者，其分子是右氨基酸组成的长链。每种氨基酸都应有L、D两种旋光异构体。但实验证明组成生物蛋白质的20种氨基酸都是L型的，D型氨基酸只存在于细菌细胞壁和其它细菌产物中。核酸是遗传信息的携带者和传递者，分为核糖核酸(RNA)和脱氧核酸(DNA)两种。右下图是DNA分子双螺旋结构模型，通常是右旋的。这正是生物大分子的手性特征。生物体内化合物的这种左右不对称性正是生命力的体现。维持这种左右不平衡状态的是生物体内的酶，生物一旦死亡，酶便失去活力，造成左右不平衡的生物化学反应也就停止了。由此可见，生命与分子的不对称性息息相关。问题是地球上生命发源之初，左右对称性的破缺是怎样开始的？即分子手性的起源是什么？生物的起源是什么？这些都是有待人们去研究的谜。
　　总之，时空、不同种类的粒子、不同种类的相互作用、整个复杂纷纭的自然界，包括人类自身，都是对称性自发破缺的产物。对称性破缺的机制是什么？实在现象中的对称性破缺与基本物理规律的对称性是否相容？不同层次的非对称性间如何关联？这些都是现代物理尚未解决的重要课题。
[编辑本段]真空本质和对称性破缺
　　真空不空，宇宙广大区域的真空中运行着光速的光子、中微子，超光速的引力子、反引力子，用E1=ma2方程计算，真空中蕴藏着的能量是很大的，而且不同区域的真空蕴藏的能量差异极大，如黑洞奇点的真空区和宇宙奇点的真空区与宇宙广大区域的真空相比较。
　　宇宙真空充满了引力子和反引力子，而且由于纯引力的黑洞存在，宇宙总体上已出现了引力子和反引力子的不对称，即引力子总量多于反引力子。对称性破缺的本质来自于宇宙真空的不对称性产生真空对称性自发破缺机制。
　　如果系统受到一个小扰动破坏了它的对称性，我们说它的对称性破缺，比如，原子中的这样一个扰动可以由电场引起，由于扰动的作用，原子将不再停留在它原先的定态上，而从一个能级跃迁到另一个能级，并发射或吸收一个可见光光子。对称性破缺同样出现在粒子中，这时的干扰因素就是宇宙中无所不在的引力子和反引力子。之所以出现“宇称不守恒”，是因有些粒子在真空中的引力子、反引力子的干扰下，必然会出现上述现象，而且较易出现在有弱核力参与的粒子转化过程中，因为这种力较弱，即反引力场较弱，较易受到外界的引力子或反引力子的干扰。
　　在宇宙中，上下级物质特别容易产生干扰，形成对称性破缺，粒子级物质较易对原子形成干扰，因为前者是后者的结构材料，同理，引力子级物质较易对粒子形成干扰，形成对称性破缺。而引力子级物质对原子、分子、生物体较难在短期内形成可察觉的干扰，因为它们存在巨大的质量差异，这种干扰只能渐进式的，一种从“量变到质变”的缓慢过程，引力子级物质最先影响粒子级物质，通过它逐渐对原子形成影响。
　　粒子世界的“不确定”、“测不准”就是因为粒子质量太小，而宇宙真空中的引力子、反引力子密度比光子、中微子等粒子高出很多倍，引力场使得宏观宇宙的时空都发生弯曲，粒子在无数引力子和反引力子的碰撞干扰下，出现“不确定”、“测不准”是必然的。
　　正是真空的这种特性，造成“宇称不守恒、CP破坏及时间（T）反演不变性的破坏、规范对称性的自发破缺”等一系列对称性丢失。而且宇宙必须存在对称中的不对称，完全对称的宇宙将会凝结，如果正奇子与反奇子在对抗与协同中完全对称，将不可能形成引力子与反引力子，如果正、反夸克组合出完全对称的正、反质子，正、反中子，今日的宇宙将只剩下微波辐射


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