Saturday, January 10, 2015

对称破缺只有在大系统里才能发生,

对称破缺只有在大系统里才能发生,





果核充分小,就没有办法严格定义其形状:相互绕转的3个、4个或10个粒子并不能界定一个转动的“碟子”或“橄榄球”。仅当核被视为多体系统,即通常所说的N ® ¥的极限时,这样的行为才是可以严格界定的。我们对自己说:一个那种形状的宏观物体会有如此这般的转动和振动激发光谱,本质上完全不同于一个毫无特征的系统的光谱。当我们看到这样的光谱——即使分辨率不是很好,光谱也不是很完整——时,我们得承认核毕竟不是宏观物体;它只是趋近于宏观行为。从基本定律和计算机出发,欲得出核的这种行为,我们将不得不做两件不可能的事:解无穷多个多体的难题,然后将解得的结果应用到有限系统上。

推论之三是,一个确实很大的系统的态,根本不必具有支配该系统之定律的对称性;事实上,它通常具有较低的对称性。突出的例子是晶体:晶体是按照空间完全齐性的定律,利用原子和空间来构造的,却出人意料地展现出一种崭新的、美妙的对称。通常,大系统的对称性要比其背后的结构所暗含的对称性低,晶体也不例外:晶体尽管是对称的,但比起完全的空间齐性,其对称性要低得多。
或许晶体这个例子过于浅显。早在19世纪中叶,晶体的规则性就可以半经验地推导出来,根本不需要任何复杂的推理。但有时候,比如在超导电性的例子中,新的对称性——所谓破缺的对称性,因为原初的对称性不再明显了——可能是完全没有料到的,并且很难形象化。

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