自发对称破缺：万物和谐中的不对称

自然规律的确具有某种对称性，对称使得万物和谐、均衡，但对称中也潜藏着不对称，对称中的不对称使得事物变得生机、灵动.五彩缤纷的大自然中，无处不有对称与不对称，物理学也是如此.

物理规律的某种对称性表现在真实世界的具体现象时，却不是对称的，这一看起来似乎很简单的现象，却曾经使得科学家困惑多年.“自发对称破缺”的理论给予了解释.“自发对称破缺”作为专业术语，常常被人们用一个简单的例子解读.例如，一支铅笔竖直立在桌子上，按照物理定律，铅笔所受的力在四面八方都是对称的，及满足旋转对称性，因此铅笔向任何一个方向倒下的概率都应该相等.但是，铅笔最终只会倒向一个方向，倒下之后，铅笔原有的对称性就被破坏掉，而这种破坏是铅笔自身发生的，因此被称为“自发对称破缺”.

20世纪60年代中期，科学家们通过对数学物理理论的研究，预言了一种名为希格斯粒子的基本粒子，这与上述的“自发对称破缺”这一术语相关.2012年，希格斯粒子被欧洲核子中心发现，与此相关的研究获得了2013年的诺贝尔物理学奖.事实上，物理学家经过多年的研究，提出了关于物质世界的组成的“标准模型”，在这个“标准模型”中，物质的本源来自四种基本力：引力、电磁力、弱力和强力，以及61种基本粒子，其中包括36种夸克，12种轻子，8种胶子，2种W粒子，另外还有Z粒子、光子以及希格斯粒子.希格斯粒子是“标准模型”中最后被发现的粒子，被称为“上帝粒子”.“标准模型”成功地统一了除了引力以外的三种力，并且基本精确地解释了与三种力有关的所有实验事实.物理学家用“自发对称破缺”的概念来研究基本粒子和场，认为它们遵循某种“规范对称性”，希格斯粒子的发现证明了“标准模型”基本正确.

在微观世界里，基本粒子有三种基本的对称方式：

（1）电荷（C）对称（共轭对称）：对于粒子和反粒子，物理定律是相同的.(www.xing528.com)

（2）宇称（P）对称（空间反射对称）：互为镜像的同一种粒子的运动规律相同.

（3）时间（T）对称（时间反演对称）：如果颠倒粒子的运动方向，则粒子的运动是相同的.

高能物理实验告诉我们，对于粒子世界的物理规律，以上3种对称性全部破缺，世界从本质上被证明了是不完美的、有缺陷的.因此，可以认为我们这个五彩缤纷的物质世界，包括人类自身，都是对称性的细微破缺留下的遗迹.