物理科学中的对称性

 大自然的奇妙特性之一就是对称性．例如,从宏观的角度看,人和动物的形体结构是左右对称的,植物的叶子、花瓣等也是左右对称的．从微观的角度看,所有晶体都是对称排列的,水分子的排列也具有严格的对称性．以物理科学中,对称性具有严格的定义：“对一个事物进行一次变动或操作;如果此操作后,该事物完全复原,则称该事物对所经历的操作是对称的．”由于操作的不同,将有不同的对称性．而且研究表明,对应于每一种对称操作,都有物理学的一个守恒定律与其对应．所以,又有了关于物理定律的对称性的定义：“如果某个物理定律经过一定的操作后,其形式保持不变,我们称该定律具有对称性．     

孤立带电导体表面曲率最大处场强不一定最大

一般认为：在一个孤立的带电导体表面上，其表面曲率最大处，电场强度也最大．事实上这两个最大值之间没有上述关系，并不总是一一相对应的．只对特殊形状的导体才成立．本文通过轴向对称带电球面的一级微扰来证明电场强度和曲率二者最大值的位置是不同的．     

1P壳超核激发态的一些特性

在前一个工作中,我们用SU(3)群分类研究了超核激发态的对称性.由于A超子与核子之间不存在泡利原理的限制,所以对于超核可以有空间对称性为[5]或[6]的超对称态.它表示可以有五个粒子(或六个粒子)空间全对称,使得这些粒子之间结合得很紧,因而激发能最低.这类态是一种新的激发方式,它在原子核中是不允许出现的,只在超核中才有可能存在.因此进一步研究这种激发方式存在的可靠性,是超核物理中的一个有兴趣的课题.目前这个问题在国际上也开始引起注意,但还是处于很初步的阶段.特别是从实验上验证超对称态的存在,工作还几乎刚刚开始.唯一的一个可能的征兆是_A~9Be~*核在9MeV处的一个很小的峰,有可能是超对称[5]的态.我们为了研究超对称     

超对称自对偶杨─Mills模型

本文构造并研究了一个新的４维Ｎ＝１超对称模型──超对称自对偶杨－Ｍｉｌｌｓ模型．该模型的运动方程相当于４维起空间中相应于ＣＰ３，４中一点的超平面上曲率为零的条件．根据这一几何解释，我们构造了模型的线性系统．另外，为说明其动力学内涵，还给出了相应的作用量     

质朴无华、境界臻纯--评孙洪洲、韩其智《李代数、李超代数及在物理学中的应用》

对称性的概念在近代物理学，特别是量子物理学的发展中是至关重要的．著名物理学家杨振宁在《量子化、对称和相因子》一文中指出，“如果我们把20世纪物理学发展当作一个交响乐，就会发现有几个重要的现象连续不断地出现，与这些现象交织在一起的一些基本观念，构成了20世纪物理学发展的     

浅议"对称"

世界是丰富多彩、千差万别的．但众多的物理大师们却说：一切事物规律都是“对称的”．在物理思想中，对称性像基石似的重要．各种事物都具有对称性，它常表现在两个方面，一是体现在物理规律中的对称性；如伽利略相对原理；爱因斯坦相对论；宇称原理等．另一个是体现在数学形态上的对称性．如镜像对称；旋转对称等．本文将浅议一下物理学中的对称．     

从罗默的光速测量说起

光，是自然界赐给我们的最辛勤的“信使”，它也是最敏捷的．太阳发出的光传到我们的眼睛，我们便看到了太阳；月亮反射太阳的光，我们就看到了月亮；近处，是光（太阳光、灯光）照亮我们的周围，我们才看到了自己的周围．无数个世代里，这位“信使”无时无地不在为我们传递信息，人们有意识或无意识地感觉到了它传递的速度非常之快．古希腊哲学家亚里士多德就曾经猜测这种速度可能是无穷大，     

对称性是物理学的一把双刃剑

 对称性的概念最早源于生活。所谓“对称”,通常是指左右对称。除此之外还有轴对称、球对称等。在近代物理学中,对称性是一个很深刻的问题。在粒子物理、固体物理、原子物理等领域里,对称性问题也很重要。德国大数学家魏尔斯特拉斯(Weierstrass,1815～1897)首先提出了有关“对称性”的普遍定义,即把一个“体系”通过不同的操作达到不同的“状态”,若前后两种不同的“状态”在此操作下不变,我们可以讲这个体系对于这一操作是“对称”的,而这个操作也可以认为是这个体系的“对称操作”。常见的对称操作有空间的平移、转动以及时间的平移。     

8次、12次对称及有关准晶的发现──王宁、陈焕获第二届吴健雄物理奖项目

在５次对称及有关准晶发现之后，王 宁和陈 焕等相继在一些急冷合金中发现具有８次及１２次旋转对称的准晶．进一步肯定周期性平移不是晶体的必要条件．准周期性晶体（即准晶）可以有５，８，１０，１２次等过去所谓的“不允许”的旋转对称．这些准晶中的结构单元如正三角形、正方形、４５°菱形等，都存在于有关的晶体结构中．在传统的晶体中，它们是周期性排列，而在准晶中呈准周期排列．从这个角度来看，准晶的生成及其向有关晶体的转变就显得很自然了．     

科学出版社物理类新书推荐

粒子的运动行为依赖于它所受到的力，另一方面，对称性也影响粒子的运动行为．最近美国国家标准与技术研究所（NIST）的Anderlini等提出了一个普遍方法，使用“交换对称”操控超冷中性原子间的相互作用．这可能是指向实际量子计算的重要一步．被光学晶格捕获的超冷原子阵列是存储量子比特的理想物理体系，因为它们与外部环境的随机耦合很弱．     

科学大家人生典范——纪念著名科学家郭可信先生

郭可信先生是我国著名物理冶金学家、晶体学家．他在物理冶金、特别是在合金中晶体结构与缺陷及准晶研究等方面取得了卓越的成就，为国家做出了突出贡献．1985年第8期的《物理》发表了郭先生撰写的《五次对称与准晶态》一文，介绍和评述了他领导的研究组发现五次对称和Ti-Ni-V二十面体准晶的重要创新成果，这项成果在国际学术界产生了重要影响并获高度评价，被称为“中国相”，并于1987年获得国家自然科学一等奖．此后郭可信先生和《物理》结下了深厚情谊，并不断以深入浅出的方式评述和介绍他领导的研究组取得的在国内外有重要影响的成果，如1991年第1期的《物理》发表了他撰写的《8次、12次对称及有关准晶的发现——王宁、陈焕获第二届吴健雄物理奖项目》一文，受到读者广泛关注．2006年12月13日，郭可信先生不幸逝世，我刊特组织纪念郭先生的专题，以表达我们对先生的深切悼念和哀思，先生的创新精神和风范长存．[编者按]     

重力加速度g值的教学探讨

重力加速度在物理教学中是一个重要的力学概念，但在中学教学中是逐步使学生加深认识的．初中是这样提出的：质量为１ｋｇ物体的重量是９．８Ｎ，因此ｇ＝９．８Ｎ／ｋｇ．这一等式暗示了ｇ是重量和质量的比值，并没有明确ｇ是一个什么物理量，当然也没有引出加速度这个概念．高中教材在直线运动的自由落体一节中才明确指出ｇ是重力加速度．于是ｇ就作为描述在落体运动中速度改变快慢的一个物理量而出现．由实验测出ｇ值约为９．８ｍ／ｓ２．是矢量，方向始终竖直向下．这样ｇ既具有一般加速度共性的一面，又有其个性一面．在牛顿第二定律之…     

单元开系化学势表达式中一个容易混淆的概念

本文根据教学中学生反映出来的问题，对单元开系化学势表达式中一个容易混淆的概念进行了讨论，分析了产生错误的原因，同时也阐明了应当怎样理解才是正确的．     

关于物质-反物质对称性破缺的发现

 2019年3月，欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家宣布，他们在粲夸克系统中也找到物质和反物质不完全对称的证据。“物质和反物质”、“对称与不对称”，这究竟是怎么一回事呢？让我们从头说起。     

三维量子自旋玻璃理论(Ⅲ)──replica对称破缺解

利用推广的Ｐａｒｉｓｉ量子ｒｅｐｌｉｃａ对称破缺方案，将我们以前提出的理论推广到ｒｅｐｌｉｃａ对称破缺，获得一组新的自旋自作用和自旋玻璃序参数的自洽方程，导出局域磁化率．通过计算ｒｅｐｌｉｃａ对称破缺自由能，发现矢量自旋玻璃模型的ｍｐｌｉｃａ对称解存在着低温破缺． 关键词：     

逆向思维在物理解题中的灵活运用

绝大部分学生在解物理题时，往往是进行顺向思维（即由原因和题没条件一步一步推导结果）．这种从正面思考问题的习惯思维方式有它的优势，在解决很多物理问题时也十分有效．但是也有些问题沿顺向思考显得极为繁琐、复杂甚至无法求解．如果换一个思维角度，采用由果索因，从问题的反面去进行逆向思维，其解题过程会变得简单、快捷．例1以20m／s的速度将一物体竖直向上抛出，求物体上升过程中最后1s内平均速度的大小，计算时取g=10m／s2·解：因为上抛运动（不计空气阻力）的上升过程与下落过程是对称的，而下落过程是自由落体运动．因此，可…     

非线性超场和夸克禁闭

利用非线性超场技术,我们讨论了超对称的非线性场论模型.找到了超对称运动方程精确静态解的一般形式,它可以作为袋模型的出发点。作为一个特殊情形,我们重新得到了 SLAC 袋模型,也就是说,SLAC 袋是超对称的.文中还讨论了超对称的 Sine-Gordon 模型、Sinh 模型和 exp 模型.     

层状耦合约瑟夫森双结中的孤子解

基于Sakai-Bodin-Petersen理论，我们求解了对称的双约瑟夫森结的耦合非线性方程组．结果表明，线性化方程组的同相和反相解所对应的两种磁通运动模式也存在于原始的非线性方程组的解中，同时非线性方程组独有的位相锁定的扭折（kinks）形式的磁通运动在低能情况下会演化为孤子解．     

广义坐标中动量算符的自伴性

本文旨在藉助希耳伯特空间算符理论方面的知识，澄清在量子力学书籍上通常出现的一些概念．在量子力学书籍里常常对有界和无界算符之间的基本区别不予理会．一个无界算符是对称（厄密）的条件并不足以使它成为自伴的，这一点经常被忽视．遗憾的是，量子力学里差不多所有的算符都是无界的．时常看到这样的叙述：对于任意线性算符Ａ，我们可以写出厄密算符ＨＡ＝（Ａ＋Ａ＋） ／２，其中的厄密性被设想为具有自伴性的意义．沿着这条思路，在广义坐标里采取那种表述的动量算符的自伴性是有问题的．本文特别研究了运用球极坐标的重新描述，并且引出了与这些坐标相共轭的动量失去了自伴性的结论．     

C59N单分子整流器

通过将单个C59N分子置于双势垒隧道结中，从而利用单电子隧穿效应和C59N分子的特殊能级结构，我们成功地实现了一种新型的单分子整流器件．实验中这个整流器件的正向导通电压约为0．5-0．7V，反向击穿电压约为1．6—1．8V．理论分析表明，中性C59N分子的半占据费米能级以及在不同充电情况下费米能级的不对称移动是形成整流效应的主要原因．其构成原理也决定了该器件具有稳定、易重复的特点．