如果选一个词代表中学物理,你会选什么?三大定律、电磁场、质能方程、波动,还是万有引力?不管选哪个,我们都会惊讶地发现,有另外一个词,同时贯穿了这些主题,它就是“守恒”。从初中的能量守恒,到高中的动量守恒、电荷守恒、角动量守恒,再到现代物理的相对论质能守恒,量子场论CPT守恒,以及华人首个诺奖成果弱相互作用宇称不守恒……可以说,哪里有物理,哪里就有守恒。
随着学习的深入,我们更是发现,看似基于经典理论推导出的守恒律,在适用范围上甚至远远超出了它的“源头”,在相对论和量子化条件下依然成立,而前者此时早已失效。这么看,守恒律才更触及物理的本质,牛顿力学绝非它的真实源头,守恒背后一定藏着更深刻、更广泛的原因。
或许您和up一样,早已听说过答案——对称。但进一步的问题却没那么容易回答:为什么对称就意味着守恒?如何基于第一性原理理解守恒?能量、动量、角动量三大守恒该如何具体推导?相信看完本期视频,即使您此前对高中物理一知半解,也一定能找到答案。此外,本期视频还将作为“宇称不守恒”系列的第一期,开启后续的物理大问题系列。