对称性破缺的介绍

1. 对称性破缺的介绍

对称性破缺是一个跨物理学、生物学、社会学与系统论等学科的概念，狭义简单理解为对称元素的丧失；也可理解为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的现象。对称破缺是事物差异性的方式，任何的对称都一定存在对称破缺。对称性是普遍存在于各个尺度下的系统中，有对称性的存在，就必然存在对称性的破缺。对称性破缺也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。

2. 请简单解释“对称性破缺”？

一般是叫“对称破缺”。从广义的方面说，就是我们要研究的某一种性质破坏了一个整体对称性。
比如有个函数f(x)=x^4+ax^2，这是个偶函数，关于原点对称。但是当我们要研究其最低点附近的情况时，
当a>0时，由于最小值在x=0处，偶函数对称性保持。
当a<0时，最小值不在x=0处，当我们在两个最小值附近作微扰展开时，f的偶函数对称性就被破坏了。

那将上面那个例子扩展下类比于常说的真空对称破缺，f(x)看作真空能量期望值，物理真空则被认为是该期望值的最低点，而粒子则认为是在真空附近的微扰激发。于是由于真空态本身的性质，粒子的产生就破坏了本身具有的某种对称性。

3. 对称性破缺的简介

李政道认为对称性原理均根植于“不可观测量”的理论假设上；不可观测就意味着对称性，任何不对称性的发现必定意味着存在某种可观测量。李政道说：“这些‘不可观测量’中，有一些只是由于我们目前测量能力的限制。当我们的实验技术得到改进时，我们的观测范围自然要扩大。因而，完全有可能到某种时候，我们能够探测到某个假设的‘不可观测量’，而这正是对称破坏的根源。这和“对称性破缺则是由‘宏观’走向‘微观’而展现事物差异性的方式”哲学观点是一致的。假如没有对称性破缺，这个世界将会失去活力，也将是单调、黯淡的，也不会有生物。自然界同样也存在着诸多对性破缺的例子。比如：弱作用力下的宇称不守恒、粒子与反粒子的不对称、手性分子的对称性破缺等等。

4. 对称性破缺的举例

下面列举几个对称性自发破缺的事例： 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。 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。 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。 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。

5. 对称破缺的概念

一个重要的概念叫做“对称破缺”。温度比较高的时候对称比较低还是比较高？通常情况下，温度比较高的时候对称比较高，温度比较低的时候对称比较低。什么叫“对称破缺”？举个例子，有一个自旋，可以向上，也可以向下，就有一个向上、向下的对称。如果自旋是确定地向上或者向下，就没有这个对称。对称元素的减少就叫做对称的“破缺”。正方形的图，图中的点表示可以通过对称的操作连起来，这个点跟这个点通过在这个线上反演等价，这个点和这个点通过在这个线上反演等价。一看是正方形的，有8个对称元素。如果我们设想，沿一个方向伸长一点，变成长方形以后，只有两个对称操作，一个相对于这根线的反演，一个相对于这根线的反演，从8个对称元素变成了4个对称元素，这就叫对称破缺。 

在液体和气体的相变中，液体和气体的密度差，就是序参量。到了临界点以上液体和气体就不能分了。铁磁体有一个自发磁化，或者向上，或者向下，这时上下是不对称的。温度高于居里点以后就没有自发磁化，上下的对称就恢复了。还要考虑连续的对称。如果自旋可以在平面上转，具有平面上的旋转对称；如果指定一个特定的方向，就是连续对称的破缺。

6. 明显对称性破缺详细资料大全

 在理论物理学里， 明显对称性破缺 （explicit symmetry breaking）是对称性破缺的一种。假若系统的哈密顿量或拉格朗日量本身存在一个或多个违反某种对称性的项目，导致系统的物理行为不具备这种对称性，则称此为 明显对称性破缺 。这术语特别适用于大致具有对称性、违反对称项目很小的系统。
  基本介绍    中文名 ：明显对称性破缺   外文名 ：explicit symmetry breaking   领域 ：理论物理学   简介,塞曼效应,参阅,  简介  在理论物理学里，  明显对称性破缺 （explicit symmetry breaking）是对称性破缺的一种。假若系统的哈密顿量或拉格朗日量本身存在一个或多个违反某种对称性的项目，导致系统的物理行为不具备这种对称性，则称此为  明显对称性破缺 。这术语特别适用于大致具有对称性、违反对称项目很小的系统。 这类的项目有许多种可能的来源：    在理论或实验的基础上，直接加入破坏对称项目。最著名的例子，如量子场论中的弱互动作用破坏了宇称的对称性。这项预测由杨振宁与李政道首先在1956年提出，隔年吴健雄便经由实验证实了这项预测。杨振宁与李政道也因这项贡献而获得1957年的诺贝尔物理奖。再举一个例子，塞曼效应的原子谱线分裂，因为外磁场所造成的微扰项目使得哈密顿量不再具有对称性。      量子场论的重整化可能会造成对称性破缺。例如，重整化会造成手征性异常（chiral anomaly），即违反强互动作用手征对称性（chiral symmetry）的异常。      由于量子场论的不可重整效应，可能会出现对称性破缺。现代场论的观点认为所有理论都只是有效理论，只是所谓的终极理论的低能量近似。终极理论可能不遵守有效理论的拉格朗日量所具有的对称性。这种对称性又称为“意外对称性”。在高能量区域，意外对称性可能会被打破。      明显对称性破缺与自发对称性破缺大不相同，后者的定义方程式满足对称性，但是系统的最低能量态（真空态）打破了这对称性。  塞曼效应  1896年由荷兰物理学家彼得·塞曼发现了处于外磁场的原子，其谱线的分裂现象，这称为塞曼效应。 这原子的哈密顿量为 其中， 是原子的零微扰哈密顿量， 是由外磁场 造成的微扰。 这微扰的形式为 其中， 是原子的磁矩。 这物理系统的 具有空间对称性（球对称性或对于某平面的对称性），但是外磁场 设定了特别方向（例如，垂直于对称平面），打破了对称性，因此产生谱线的分裂现象。  参阅    自发对称性破缺      手征对称性破缺      
   

7. 对称，破缺

2019年9月30日星期天
   北京，晴转阴
  
 前阵子看书，忘记是哪本书上了，总之是一本小说，看到了这么一个词，对称破缺。
   完全不懂。
   百度了一下，有点高深，是量子物理学中的一个词汇。大致的意思就是，具有高对称性的系统，总会出现一些不对称因素，使得系统的对称性降低的现象，就是破缺了。
   进一步，物理学里说，事物拥有对称性存在的同时，必然会出现对称性的破缺。好比水加热，变成水蒸气了，就是水的对称被破缺后的一种形态。
  
 有点拗口，也有点烧脑，不去细琢磨了。
  
 为啥想起这个了，昨天看了部电影《热力学定律》，西班牙的片子。看名字是一部物理学题材的片子，其实呢，是一部将人比作物理粒子，将两性之间的关系，比作物理“力”的片子，很有意思。
  
 只是觉得热力学第二定律熵减，和这个所谓的对称破缺，有点关系。稳定的系统，都会朝着不稳定的，混乱的方向发展，直至无法再混乱为止，消亡，也就是所谓的热寂了。
   影片中说，不论是整个国家系统也好，还是男女之间也好，都会遵循这样的现象。但如果要使得国家稳定，男女之间感情稳定，就一定要有其他的能量注入。
  
 从国家层面来说，在随着经济发展，社会中一定会出现这样那样的问题。要解决这些问题，一方面要有一定的规则和制度去约束，去调节；当制度规则失效时，就要不断去变革，去适应，去使之稳定。
   从男女层面来说，突然想起我之前写过眼镜哥，他的方式就是一种能量注入。男女之间相处，时间久了，长了，也会间歇的出现，短暂性的热寂。为了避免这短暂的热寂出现，或者存在过长时间，眼镜哥呢，就定出了“帮助”对方实现“第一次事件”的规则。
  
 有意思，不是说眼镜哥的方式有意思（当然也是有意思的），而是说，物理学和社会学之间，原来可以这么去理解，去相通的。
  
 于是我想，再深入一层，个人的思想呢？
   针对一个问题，如果我去想解决办法，让思维在我的脑海里面碰撞，得出一个办法。那这个办法是属于对称状态下的想法，还是破缺状态下的想法，或者说是“热寂”状态下的想法？那有没有办法，让我的这个想法，不在“热寂”状态下？
  
 当然是有的，去咨询其他人！也就是教科书上说的，针对一个问题，去咨询他人之前，要有自己的想法。他人的意见，只是帮你优化你自己的。
   貌似有时候我有点懒，没有自己想法之前，就去咨询别人了。不该！
  
 扯回来吧，再扯下去，日记就不是日记，而是通俗的物理科普了。
  
 松松是我原来在菊花厂的一个兄弟，给我发了条微信，问我有没有时间聊聊。
   我回了个电话给他。
  
 松松问，他现在想出来了，理由也是一样，不想外派。但出来干啥呢？问我。
   我说，怎么想起来问我？
   他说，你出来这么长时间了，通信圈外的世界见的比我多，给点意见。
  
 我问他，你有自己的想法么？
   他说，大方面，就是想换个圈子。但在自己创业，还是继续打工上，没有想清楚。你创过业，你有体会，你是怎么考虑这个问题的。
  
 我想了想，告诉他：
   选择创业，还是选择打工，看似一个选择题，实际是一个分析题。首先要分析下自己是个帅才，还是个将才。
  
 他问，那你觉得我是将才还是帅才。
   我说，这个需要你自己去分析，如果从外人的角度来看，之前在一起工作的时候，说实话，我觉得你更适合打工，创业是需要勇气，更需要的是天赋，我没有在你身上看出这种天赋（帅才），当然我也没有。但说不好将来，因为时间会让人改变的，一个人的生命轨迹会在适当的时间（时机）发生变化的。
  
 松松说，我明白了。
  
 事后，我又后悔了，我不该这么“好为人师”，也许我的这段话，也对他产生了影响，让他的生命轨迹延后破缺了？
   佛真聪明，不言不语。让一切自然而然的发生，让生命自然而然的流露。
  
 不过话说回来，先说如果不去创业，还是上班的话，外面的收入水平和菊花厂比较起来，还是有相当大的差距的。
   就像我，当时出来，去找工作的话，我就很难去界定自己的收入标准。总觉得差的太多。
   于是迷茫了，难道业界就是这么个水平，还是我自己定位太高，又或是菊花厂就是收入高出外面这么多？
  
 我咨询了锋哥。我想，锋哥是猎聘的高管，在人力薪酬行情方面，他说的应该不会出入太大。
   我把我的情况和他说后，锋哥并没有给出具体答案，他对我说，
   其实不仅仅别人，很多时候我们自己对于自己的价值定位，都是盲目的。一个人最难的，就是准确的定位自己，而往往很多时候，是高估自己的。怎么去衡量自己的价值呢？用市场来判断最好。
  
 他建议我，把自己简历完善好，到北京找目标行业中10家以上的公司去面试，这十几家公司给我开出的收入的平均值，大概就是我的真实身价。
   我说他，老油条一个，不和我说具体，让我自己去验证。
   不过他说的倒是一个可行的方案，借助外力来均衡自己可能的高估。
  
 一个人，不能老是自己瞎想，要走出去，去碰撞，哪怕是去碰壁，才能知道自己几斤几两，才不会高估自己。
   一旦高估了自己，是很危险的事情。
  
 早间时候，有些报道，说哪哪着火了，大家救火，其中不乏一些学生也参加了，还对这些参加的学生进行表扬，说见义勇为。
   我是不赞成这样的说教的。
  
 小的时候，记得我们也被教育，向赖宁学习，向某某学习。可是忘记的是，我们只是被教育了思想，却没有被教育本领。再加上我们本身也都没有经历过那样的场景，不知道火场的可怕。于是我们就高估了自己，于是遇到了这样的情形，就觉得yes Ican，然后就是Just Do it了。
   所谓初生牛犊不怕虎，不是初生牛犊打得过虎，而是没经历过被虎吃掉的厄运。
  
 你想一想，一个没有被训练过救火，被训练过逃生的学生，要学习某某去救火，在实际救火过程中，这些学生的战斗力基本为零，是被忽略的，然后又不懂逃生方法，大喊大叫，给专业的救火队伍增加多少负担？
   殊不知火灾中死去的人，大部分不是被烧死的，而是被烟灰堵塞气管窒息而死，还大喊大叫？
   多么危险，值得去宣传么？
  
 对于民众来说，我们更多的是要教育求生的本领，救火这种专业的事情，还是应该交给专业的消防员叔叔来做。
  
 弯拐大了，再说回创业。创业是需要勇气的，更需要的是天赋。而天赋是什么呢？
   但说白了，还是生意的头脑。
  
 上次股东会，我们争论了一个问题，就在目前的情势下，主营业务开展不是很顺利，我们是否要开辟项目业务，在主营业务之外，找寻短暂的，高现金流的业务。
   既然是争论，就一定有2个以上的观点。
  
 第一个观点是，我们还是要聚焦，不能分散。在资金，人力资源有限的情况下，还是要把产品做扎实了。虽然我们现在是亏损的，但不代表我们没有价值。如果只是为了活下去，那么凭借我们队伍的研发实力，给外面的公司做开发代工，肯定是可以活下去的，但那失去了公司存在的意义。
  
 另一个观点是，我们现在的情况，主要是行业问题导致的。按照之前的分析，如果对手都转行了，我们还在这个行业，那为什么还是现在这个惨淡的情况？那就是自己的产品不行，不被市场接受。如果不是，那就是市场销售不行，这么好的产品卖不出去？如果产品和销售都是好样的，那就是行业问题了。
  
 具体争论过程就不细说了，但我想的是，无论是找高现金流项目，还是换转方向也好，在运营过程中，如果仅仅依靠自身的力量，是比较缓慢而且危险的。并且，也没有严格意义上的依靠自己，无论是市场和研发，要做事情，总是需要人来做的。于是我想的是借力的问题。
  
 借力？说的挺好听的，可是有的时候，我们却往往没有把握好尺度，或者偏偏走向了另一个词，骗。
  
 三个词的定义很不同，买，借，骗。
   骗，是个贬义词，换个说法，就是忽悠。然而即使是忽悠，也是需要成本的，人，时间的投入都是成本。
   借，等会再说。先说买，大公司的运作，可能就是并购，当年大佬思科不就是全球购么，现在的阿里系，QQ系也在走这条路。但对小公司来说，在缺乏资金的情况下，恐怕难以实现。
  
 那么借力呢？不论你借什么力，首先要有一个问题问自己，人家为什么要把力借给给你。中国人有句话，叫有借有还，再借不难。如果借了你，你不还的话，那就不是借了。
  
 或者说，借也是一种购买，凭什么借给你？是因为你购买了他的时间，他的付出。
   想一想，我们上班，其实不也是一种出卖时间的方式么？我们得到工资，就是认为我们的时间值这个钱的。
   那借了别人的力，你还的东西值不值这个“力”呢？
  
 借力，借势。在社会这个舞台上，我们施展各种才能，去表演，去获得掌声。然而，有的人演的很好，而且一直好，有的人呢，可能一次，我们为他叫好，后面就不会了。
   所以前者是高手，而后者呢，是不入流的徒子徒孙。
  
 看过《大话西游》后，我很喜欢里面的紫霞仙子。当然也喜欢朱茵。因为是朱茵将紫霞演绎的那么美丽。
   可是现实中，很多人都想通过演紫霞获得成功，然而却没有。为什么呢？
   因为朱茵，演的是紫霞。而其他人呢，演的却是朱茵。

8. 对称破缺的介绍

对称破缺（英文名：broken-symmetry）的概念在上世纪六七十年代就被引入基本粒子物理学，用最简单的话来说，该观念使数学形式保持对称，而使物理结果保持不对称。“标准模型”就建立在具有对称破缺的规范理论的基础之上。其中需要注意的是，系统表现的对称性减少，通常与相变相关。