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[!--downpath--]守恒定理的缘起摘要：守恒定理的成立是极为艰难的，而且其所取得的成果无疑是极为辉煌的，甚至高中生都晓得几条守恒定理，并且守恒定理是否如它看起来这么完美，又是否攻无不克，战无不胜呢？关键词：迈尔，能量守恒定理，动量守恒定理，宇称。:,,aw,,all-,s:Meyer,w,，.关于守恒定理，其中最知名的便是能量守恒定理，内容为：能量既不会陡然形成，也不会陡然消失，它只能从一种方式转化为其他方式，或则从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总数不变。如今看上去是多么合乎常理的一件事，并且在最初却让人扔掉了性命，这个人的名子叫迈尔。迈尔是一个大夫，日，他作为一名随船大夫跟随一支船队来到美国尼西亚。
因为海员得病，他帮忙医治，在诊治过程中，迈尔开始思索：人的血液所以是红的是由于上面富含氧，氧在人体内燃烧形成热量，维持人的温度。这儿天气酷热，人要维持温度不须要燃烧这么多氧了，所以静脉里的血一直是暗红的。这么，人身上的热量究竟是从哪来的？顶多500克的肾脏，它的运动根本难以形成这么多的热，难以光靠它维持人的温度„„迈尔越想越多，最后归结到一点：能量怎么转化（转移）？他一回到比萨就写了一篇《论无机界的力》，并用自己的方式测得热功当量为365千克米/卡路里。他将论文投到《物理年鉴》，却得不到发表，只得发表在一本名不见经传的医学刊物上。化学学家们难以相信他的话，很不敬爱地称他为“疯子”，而迈尔的家人也怀疑他疯了，竟要请大夫来治疗他。他除了在学术上不被人理解，但是又先后经历了生活上的严打，幼子去世，父亲也因革命活动遭到牵扯，在一连串的严打1849年从三层楼上跳下自尽，而且未遂，却导致四肢伤残，因而成了瘸子。随即他被送到哥根廷精神病院，遭到了八年的非人摧残。虽然后来人们意识到了错误，给与迈尔荣耀，但他也在不久后与世长辞了。而且我觉得，这一切也是有道理的，由于能量这些东西看不见摸不着质量守恒定律相关的实验视频，他忽然提出了这种理论，不为人理解也是理所因当。
相比之下，另一个人就要好得多，这个人便是焦耳，焦耳提出这个观点时也有人指责，并且焦耳是搞实验的，实验给了他信心，所以他经受得住那个压力。但是由于实验，他的观点被人们所接受。这一例子也提醒人们化学实验的重要性。因为能量守恒定理的发觉，人们最想听到的东西——永动机被宣布是不可能的。荒谬的是现今还有好多人相信永动机的存在。我看过关于这种的介绍。她们是想通过不断地缴纳外部的能量来实现“永动”，和永动机的初旨并不相同。能量守恒定理发觉以后又几经磨难，然而后来都被证明是有几种能量未被发觉，此后能量守恒定理站稳了膝盖。能量守恒定理是守恒定理之中当之无愧的“老大”，但却不是我们常常用的，我们常常用的是下边一个守恒定理：动量守恒定理。这个守恒定理的大致内容是：假如一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，这么这个系统的总动量保持不变。这个守恒定理很简单，由于我们可以通过牛顿运动学定理推出。并且仍然让我苦恼的是：后来连牛顿运动学定理都不管用了，动量守恒定理却仍然创立，这如同是逻辑上面大前提都不正确了，而推论一直正确一样，这仍然让我觉得很可笑。并且这是事实，所以动量守恒定理有着更普遍更深刻的根基。现代数学学已确定地认识到动量守恒定理是和自然界的更为普遍的属性——时空对称性——相关连着的。
任一给定的数学实验（或化学现象）的发展过程和该实验所在的空间位置无关，即换一个地方做，该实验进展的过程完全一样。这个事实叫空间平移对称性，也叫空间的均匀性。动量守恒定理就是这些对称性的彰显。其实，动量守恒定理的发觉也饱含了争吵：主要是两派：一是主张1／2mv*v守恒；一是坚持mv守恒。其实，后来我们晓得这两个都是对的。这让我想起了同样的一件事：光是粒子还是波。我们如今晓得光既是粒子也是波，这也在提醒我们：实验才是检验真理的惟一标准。到目前为止，三大守恒定理早已介绍了两个，最后一个也是我们上学院后才接触的一个：角动量守恒定理。其大致内容为：对一固定点o,质点所受的合外扭力为零,则此质点的角动量矢量保持不变。如此说可能不够形象，举个反例：假如把太阳看成力心，行星看成质点，则上述推论就是开普勒行星运动三定理之一,开普勒第二定理。角动量守恒也是微观数学学中的重要基本规律。在基本粒子衰变、碰撞和转变过程中都遵循反映自然界普遍规律的守恒定理，也包括角动量守恒定理。W.泡利于1931年按照守恒定理推断自由中子衰变时有反中微子形成，1956年后为实验所否认。我们晓得质点系的角动量守恒的推论是用到牛顿第三定理的。
这又是一个宏观公式在微观条件下创立的反例。于是我们又想到了时空对称性：任一给定的数学实验的发展过程和该实验装置在空间的取向无关，即把实验装置转一个方向，该实验进展的过程完全一样。这个事实叫空间转动对称性，也叫空间的各向同性。角动量守恒定理就是这些对称性的表现。由此看来，守恒定理虽然都有着“大背景”，虽然攻无不克质量守恒定律相关的实验视频，战无不胜，一切都是这么美好与和谐。但真的是这样吗？事实上，守恒定理大军的前行路途上也遭到磨难，其中比较知名的是宇称守恒定理的破坏：上世纪50年代来，化学学家先后发觉一些守恒定理有时并不完全满足对称性。英籍华人数学学家杨振宁和李政道曾提出弱互相作用中宇称不守恒理论并经实验否认：1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各类诱因以后，大胆地断定：τ介子)，但在弱互相作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，浅显地说，这两个相同的粒子假如相互照穿衣镜的话，它们的衰变形式在穿衣镜里和穿衣镜外竟然不一样！用科学语言来说，“θ-τ”粒子在弱互相作用下是宇称不守恒的。在最初，“θ-τ”粒子只是被作为一个特殊例外，人们还是不乐意舍弃整体微观粒子世界的宇称守恒。随后不久，同为亚裔的实验化学学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”，自此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。
吴健雄用两套实验装置观60的衰变，她在极高温(0.01K)下用强磁场把一套装置中的钴60原子核载流子方向转向左旋，把另一套装置中的钴60原子核载流子方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中的钴60放射下来的电子数有很大差别，但是电子放射的方向也不能互相对称。实验结果否认了弱互相作用中的宇称不守恒。除了守恒定理向外扩张的时侯遭到狙击，它们内部也并非铁板一块。例如说能量守恒定理也有不创立的时侯：在发生康普顿散射的“二步过程”时能量是不守恒的。虽然守恒定理遭受磨难，我们还是乐此不疲地发觉更多的守恒定理：自然界中还存在着其它的守恒定理，比如：质量守恒定理，电荷守恒定理„„守恒定理都是关于变化过程的规律，它们都说的是只要过程满足一定的整体条件，就可以毋须考虑过程的细节而对系统的初，末状态的个别特点下推论。不究过程细节而能对系统的状态下推论，这就是各个守恒定理的特性和优点。正是因为守恒定理的这一重要意义，所以化学学家们总是想方设法在所研究的现象中找出这些量是守恒的。一旦发觉了某种守恒现象，她们就首先用以整理过去的经验并总结出定理。尔后，在新的现象中对它进行检验，但是依靠于它作出有掌握的预见假如在新的现象中发觉某一守恒定理不对，人们还会更精确地或更全面地对现象进行观察研究，便于找寻这些被忽略了的诱因，继而再认定该守恒定理是正确性。
在有些看来守恒定理失效的情况下，人们还千方百计地寻求“补救”的方式，例如扩大守恒量的概念，引进新的方式，进而使守恒定理愈发普遍化。但这也并非都是可能的。以前有化学学家看见有的守恒定理难以“补救”时，便大胆地宣布了这种守恒定理不是普遍组建的，认定它们是有缺陷的守恒定理。不论是上述那个情况，都能使人们对自然界的认识步入一个新的更深入的阶段。事实上，每一守恒定理的发觉，推广和修正，在科学史上的确都曾对人们认识自然的过程起过巨大的促进作用。卓崇培,刘文杰,《时空对称性与守恒定理》,高等教育出版社1982张三慧《大学化学学（第五册）量子化学》，复旦学院出版社2000张三慧《大学数学学（第一册）热学》，复旦学院出版社1999