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物理学的底线被击穿---CPT破缺--发现第五种力
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一，对称性被破坏
有一种基本对称性不仅适用于所有这些物理定律，而且适用于所有物理现象：CPT对称性。 近70年来，我们知道这个定理，它禁止我们违反它。对称性就是把物体变换形式或旋转之后，它的形状仍然保持不变。对称是几何形状、系统、方程以及其他实际上或概念上之客体的一种特征－典型地，对象的一半为其另一半的镜射。
在物理学中，我们必须愿意挑战我们的假设，并探索所有可能性，无论它们看起来多么不可能。但是，我们的默认设置应该是，在所有实验测试中均能经受住考验，构成一个自洽的理论框架并准确描述我们的现实的物理定律，除非另有证明，否则确实是正确的。在这种情况下，这意味着物理学定律在所有地方和所有观察者中都是相同的，除非另有证明。到目前为止，只有弱相互作用违反了这三个原则中的任何一个，但在其他领域，也有可能违反了我们目前的标准。
物理学是极为精美的一门学科，它以实验或观测为基础，建立定律或者构成基本概念和原理，再以定律或原理为基础构建物理的定理体系。然而，以这种方式建立起来的定理体系，从来也不能说是彻底建成的。尽管经过反复多个实验观测得到了证实，假如某一天，一旦有一个新的实验出现，不用多，只要有一个反例，这一体系就面临着终结的危险。从这个角度上说，任何一个物理规律，都不能说是“最后建成”的。
在1950年代和1960年代，进行了一系列实验，分别测试了这些对称性以及它们在引力、电磁力、强和弱核力下的性能。也许令人惊讶的是，弱相互作用分别违反了C、P和T对称性，以及它们中任意两个的组合（CP，PT和CT）。
但是，所有基本相互作用（每个相互作用）始终服从所有这三种对称性的组合：CPT对称性。
CPT对称性说，任何由粒子组成的，随时间向前移动的物理系统都将遵循与由反粒子组成的，由镜子反射并随时间向后移动的相同物理系统相同的规律。
它是一种在基本层面上观察到的、精确的自然对称性，它应该适用于所有物理现象，甚至是我们尚未发现的现象。
一直没有CPT对称破缺的实验证据，但CPT对称破缺的可能性仍然是个活跃的研究领域。一般认为CP损失只发生在弱力中，为什么不发生在强力中？
二，出现异常
预备知识
电子与反电子，主要有两个区别。
第一是它们的电荷不同。
电子带负电，反电子带正电。物理学家称他们为电荷共轭，用字母C表示。
我们用太极图表示：左右颠倒叫
C对称
在粒子的三维坐标中，所有的方向都有一个反方向。正反物质必须是颠倒的。这个叫宇称变换。用字母P表示。
上下也要颠倒，叫：P对称
如果有一个小球在一个密闭的容器里弹来弹去，旁边有一个摄影师把它录下来，然后不管录像带是正着放还是倒着放，不告诉你的话你从画面上是区别不出来两种放法的，这就是“时间对称”。当然，这个概念针对的是微观世界中粒子的性质。
一直没有CPT对称破缺的实验证据，但CPT对称破缺的可能性仍然是个活跃的研究领域。一般认为CP损失只发生在弱力中，为什么不发生在强力-电磁力-引力中？
反例
这一枚青铜透光镜反射出来的关系投影居然是cp不对称，难道这是反物质？
绿线圈起来的是投影，红线圈起来的是实物青铜镜
1，不仅仅上下倒置，而且左右倒置，令人惊奇的是内部也呈现倒置。
2，铜镜实物上的鱼是鱼头逆时针旋转，投影是顺时针旋转。
3，铜镜实物是鱼腹在内有鱼鳍，鱼背在外。投影是鱼腹朝外鱼鳍在外，鱼背朝内。
4，实物是尾巴朝向鱼腹翻，投影是朝背侧翻尾巴。
5，投影出现了实物画面没有的内容。，实物中的鱼是公鱼（胸鳍小而圆--黄线圈起来），投影中的鱼是母鱼（胸鳍像伞或者扇形敞开---黄线圈起来）并且有臀鳍（绿线圈起来）。
6，镜像对称就是将三维空间中的一个坐标轴的方向反过来。（例如，x‘=-x）的变换。但是，这枚青铜镜有两个坐标轴将方向反过来，已经不是镜像对称。
7，好比你对着镜子在做俯卧撑，镜子里的你在做仰卧起。吓着了吧。又好比是一个男人照镜子，镜子里面出现的是女人。
当然，规范不变性观念的提出，完全应当归功于韦尔（1919）。韦尔发现，按照广义相对论的要求，在引力场中坐标系统只能定域地加以定义，同样长度或时间标尺也将只能是定域的。因此，必须在每个时空点建立一个各自不同的量度单位。韦尔称这样一组分立的标尺系统整体上成为一个“规范系统”。在他看来，一个规范系统像一个坐标系统一样，对于描述物理事物同样是必要的。由于客观的物理事件独立于我们所选择的描述框架，韦尔坚持认为，规范不变性就像广义协变性一样，必须被所有物理理论所满足。
有人认为，不论是狭义、广义相对论，还是规范场理论都包含一个深刻的科学哲学思想：“物理定律能保持在变换中的内在不变性”。
有一种基本对称性不仅适用于所有这些物理定律，而且适用于所有物理现象：CPT对称性。 近70年来，我们知道这个定理，它禁止我们违反它。对称性就是把物体变换形式或旋转之后，它的形状仍然保持不变。对称是几何形状、系统、方程以及其他实际上或概念上之客体的一种特征－典型地，对象的一半为其另一半的镜射。
在物理学中，我们必须愿意挑战我们的假设，并探索所有可能性，无论它们看起来多么不可能。但是，我们的默认设置应该是，在所有实验测试中均能经受住考验，构成一个自洽的理论框架并准确描述我们的现实的物理定律，除非另有证明，否则确实是正确的。在这种情况下，这意味着物理学定律在所有地方和所有观察者中都是相同的，除非另有证明。到目前为止，只有弱相互作用违反了这三个原则中的任何一个，但在其他领域，也有可能违反了我们目前的标准。
物理学是极为精美的一门学科，它以实验或观测为基础，建立定律或者构成基本概念和原理，再以定律或原理为基础构建物理的定理体系。然而，以这种方式建立起来的定理体系，从来也不能说是彻底建成的。尽管经过反复多个实验观测得到了证实，假如某一天，一旦有一个新的实验出现，不用多，只要有一个反例，这一体系就面临着终结的危险。从这个角度上说，任何一个物理规律，都不能说是“最后建成”的。
在1950年代和1960年代，进行了一系列实验，分别测试了这些对称性以及它们在引力、电磁力、强和弱核力下的性能。也许令人惊讶的是，弱相互作用分别违反了C、P和T对称性，以及它们中任意两个的组合（CP，PT和CT）。
但是，所有基本相互作用（每个相互作用）始终服从所有这三种对称性的组合：CPT对称性。
CPT对称性说，任何由粒子组成的，随时间向前移动的物理系统都将遵循与由反粒子组成的，由镜子反射并随时间向后移动的相同物理系统相同的规律。
它是一种在基本层面上观察到的、精确的自然对称性，它应该适用于所有物理现象，甚至是我们尚未发现的现象。
一直没有CPT对称破缺的实验证据，但CPT对称破缺的可能性仍然是个活跃的研究领域。一般认为CP损失只发生在弱力中，为什么不发生在强力中？
二，出现异常
预备知识
电子与反电子，主要有两个区别。
第一是它们的电荷不同。
电子带负电，反电子带正电。物理学家称他们为电荷共轭，用字母C表示。
我们用太极图表示：左右颠倒叫
C对称
在粒子的三维坐标中，所有的方向都有一个反方向。正反物质必须是颠倒的。这个叫宇称变换。用字母P表示。
上下也要颠倒，叫：P对称
如果有一个小球在一个密闭的容器里弹来弹去，旁边有一个摄影师把它录下来，然后不管录像带是正着放还是倒着放，不告诉你的话你从画面上是区别不出来两种放法的，这就是“时间对称”。当然，这个概念针对的是微观世界中粒子的性质。
一直没有CPT对称破缺的实验证据，但CPT对称破缺的可能性仍然是个活跃的研究领域。一般认为CP损失只发生在弱力中，为什么不发生在强力-电磁力-引力中？
反例
这一枚青铜透光镜反射出来的关系投影居然是cp不对称，难道这是反物质？
绿线圈起来的是投影，红线圈起来的是实物青铜镜
1，不仅仅上下倒置，而且左右倒置，令人惊奇的是内部也呈现倒置。
2，铜镜实物上的鱼是鱼头逆时针旋转，投影是顺时针旋转。
3，铜镜实物是鱼腹在内有鱼鳍，鱼背在外。投影是鱼腹朝外鱼鳍在外，鱼背朝内。
4，实物是尾巴朝向鱼腹翻，投影是朝背侧翻尾巴。
5，投影出现了实物画面没有的内容。，实物中的鱼是公鱼（胸鳍小而圆--黄线圈起来），投影中的鱼是母鱼（胸鳍像伞或者扇形敞开---黄线圈起来）并且有臀鳍（绿线圈起来）。
6，镜像对称就是将三维空间中的一个坐标轴的方向反过来。（例如，x‘=-x）的变换。但是，这枚青铜镜有两个坐标轴将方向反过来，已经不是镜像对称。
7，好比你对着镜子在做俯卧撑，镜子里的你在做仰卧起。吓着了吧。又好比是一个男人照镜子，镜子里面出现的是女人。
8，如果把实物镜面看成原始面，照射以后在墙面形成画面是后发生的，尽管时间很短，不到0.001秒，将墙面图案倒放，是无法还原的，即CPT破缺。
9，宇称守恒定律是指镜像对称，镜子内外应该是一模一样的，只是方向不同。而这一枚古代铜镜内外不对称——CP破缺。
如果把实物镜面看成原始面，照射以后在墙面形成画面是后发生的，尽管时间很短，不到0.000001秒，将墙面图案倒放，是无法还原的，时间与空间是联系在一起的，空间的扭曲必定蕴含时间的扭曲，即CPT破缺。
物理学的最终目标是尽可能准确地描述我们宇宙中存在的每个物理系统的行为。
物理学定律需要普遍适用：相同的规则必须始终适用于所有位置的所有粒子和场。它们必须足够好，以便无论存在什么条件或进行什么实验，我们的理论预测都与测得的结果相匹配。
透光镜就是光线照射镜面以后，反射到墙面显示出镜子背面花纹。（上海博物馆15000枚青铜镜仅仅4枚透光）。
我们看见一般的镜子，镜子是被反射物，反射物不是这一枚镜子，就是说，反射物与被反射物是分开的，是两个物体。而透光镜的被反射物与反射物都是同一件物质，但是透光镜还需要一件东西，就是强烈的光源，没有强烈的光源照射在镜子鉴面，也是不能投影出镜子背面的图画。
（这里镜子的正面是被反射物，镜子的反面图纹是反射物，在手电光源的照射下，将光线反射到墙面，显现出背面的图纹“鱼”）
这个双鱼青铜透光镜1682克，直径21.3厘米，最薄4毫米，最厚处12毫米，属于高浮雕，是目前已知最厚的青铜镜。在透光的图像中，厚的鱼鳞高处（12毫米）。下图是阳光下的反射：
好比一个女人（红色的鱼）对着镜子在做仰卧起。镜子里一个男人（绿色的鱼）在做俯卧撑。吓着了吧。
四，情况很糟
图1是青铜镜的鱼，图2镜子立在旁边与与平行，图2是图1的镜像；图4是图3的镜像，图3是图1的反射投影。图4上下颠倒就是图2，真是不可思议。如果镜子放在地下，图5是图1的镜像，图6是图2的镜像。
看出了没有？图1可以通过镜像换成图2，图2再颠倒换成图4，图4的镜像就是图3，也就是图1（青铜镜鱼）经过3次才能还原成为投影鱼图3。
反物质并不仅存在于科幻中。例如，在生活中，有一种水果就会产生反物质。
那就是香蕉！
香蕉含有少量的钾-40，它在衰变的过程中偶尔释放出一个正电子（也就是电子的反物质）。其实，我们的身体也包含了钾-40，也就是说你自己也会释放正电子。除此之外，反物质也被运用在医学中，科学家也在研究反物质推进器等等。
七，透光青铜镜为什么反射出现无法理解的拓扑变换？
在古代的青铜冶炼中，青铜器质量最高的就是青铜镜（结构最复杂的是曾侯乙尊盘，金属配比最复杂的是越王勾践剑），据专家估计，中国目前存在大约10万枚青铜镜，最好的出现在三个历史时期，战国时期，汉代，唐朝。其中唐朝青铜镜最为精良。目前已知透光青铜镜大多是汉代。
而这一枚透光双鱼镜却是宋金时期。
宋朝是我国科技-文化-经济最发达时期。
这一枚青铜透光镜的科技含量直逼21世纪，许许多多的未解之谜在今后100年也未必能够破解。因为它包含了数学（拓扑几何变换）物理学（宇称不守恒-这一枚青铜镜违反了镜像对称），天体物理学（宇宙大爆炸-反物质），....。
最后需要证明投影的鱼来自哪里？
第一个问题，投影鱼来自什么物体
回答，来自铜镜，因为只有一个照射反射物。
我们设铜镜背面的：
鱼头为上；
鱼尾为下；
鱼腹为前；
鱼背为后。
那么，铜镜中的鱼是：头胸腹是左，尾是右。
而投影中的鱼也是：
鱼头为上；
鱼尾为下；
鱼腹为前；
鱼背为后。
那么，铜镜中的鱼是：头胸腹是左，尾是右。
说明了投影中的鱼来自铜镜。
只不过变了形态。
--------------------------------------------
下面是其他人收藏的双鱼透光青铜镜，就没有发生投影变换
100多年物理学基础面临困境
CPT定理最意义深远的结果还是相对论与量子物理学之间的深层联系：洛伦兹不变性。如果CPT对称性是一种良好的对称性，那么洛伦兹对称性（必须指出，在所有惯性（非加速）参考系中观察者的物理定律保持不变）也必须是一种良好的对称性。如果违反了CPT对称性，那么洛伦兹对称性也会被破坏。
有时，粒子的行为与反粒子不同，这没关系。
有时，物理系统的行为与其镜像反射不同，这也是可以的。
有时，物理系统的行为取决于时钟是向前还是向后运行。但是，时间向前移动的粒子的行为必须与反光镜中向后移动的反粒子的行为相同。这是CPT定理的结果，这是唯一的对称性，只要我们知道的物理定律是正确的，那就永远不能被打破。
宇称不守恒的根本原因就是中微子只能向左旋转，不能向右旋转。
而弱力是个左撇子，只有向左旋转的粒子才能参与弱力。向右旋转的粒子不受弱力的影响。
物理的法则就是向左向右规则不一样。震撼了物理学界。
我们的宇宙是左撇子宇宙，或许还有一个右撇子宇宙。弱力为什么是个左撇子？物理学家认为，正反物质除了电荷相反以外，就是没有左旋的反中微子，这就打破了“电荷反转的对称性”。
物理学还发现了“时间反转不对称”，正反物质的k介子可以互相震荡转换，但是转换速度不一样，正物质转换成为反物质时间长，反物质转换正物质时间短。
这就破坏了“正反物质的时间反转对称性”。（1964 年Cronin 和Fitch 实验上首先从K介子系统中又发现弱相互作用过程中宇称(P)和电荷共轭 (C) 的联合 (CP) 也是对称性破缺的。他们由于此发现获得1980 年诺贝尔物理学奖）。
宇宙大爆炸的时候，正反物质数量是一样的，如果自然法则完全对称，宇宙就没有物质，只剩下能量了。非常幸运，正反物质互相转换的时候，弱力时间不对称，正物质比反物质多了十亿分之一。太阳-地球-火星-....。都是正物质的产物。
如果，正反物质：电荷（Charge）单独反转不对称，空间（Parity）单独反转不对称，时间（Time）单独反转不对称，如果三个一起反转，就会（联合CPT）对称。
发现所有的物理规律都是“CPT”严格对称的。
换一句话说，任何一个物理学公式，你把空间三维坐标xyz换成-x和-y和-z，时间t换成-t，电荷q换成-q，它跟原来的公式一模一样。这就是CPT对称。泡利（1945年诺奖）严格证明了CPT对称根本原因就是洛伦兹变换不变。
洛伦兹变换不变是狭义相对论和CPT对称的基础。CPT对称和狭义相对论是等价的。
那么，它们两个有什么区别？
狭义相对论是说，一切物理定律在洛伦兹连续变换下不变；CPT对称是说，一切物理定律在洛伦兹离散变换下不变。
洛伦兹变换不变
如果哪一天发现CPT不对称，量子力学和相对论两大物理学支柱就会一起倒掉。
就是说，量子力学和相对论本质关联就是CPT对称洛伦兹变换。
洛伦兹变换不变是光速不变的原理，光速不变的本质信息传递不能超过光速。只要不传递信息，是可以超过光速的，例如空间膨胀和量子纠缠，以及虚粒子。这3个例子没有传递信息。所以，信息传递比光速还要本质的东西。
如果把实物镜面看成原始面，照射以后在墙面形成画面是后发生的，尽管时间很短，不到0.000001秒，将墙面图案倒放，是无法还原的，时间与空间是联系在一起的，空间的扭曲必定蕴含时间的扭曲，即CPT破缺。
物理学的最终目标是尽可能准确地描述我们宇宙中存在的每个物理系统的行为。
物理学定律需要普遍适用：相同的规则必须始终适用于所有位置的所有粒子和场。它们必须足够好，以便无论存在什么条件或进行什么实验，我们的理论预测都与测得的结果相匹配。
透光镜就是光线照射镜面以后，反射到墙面显示出镜子背面花纹。（上海博物馆15000枚青铜镜仅仅4枚透光）。
我们看见一般的镜子，镜子是被反射物，反射物不是这一枚镜子，就是说，反射物与被反射物是分开的，是两个物体。而透光镜的被反射物与反射物都是同一件物质，但是透光镜还需要一件东西，就是强烈的光源，没有强烈的光源照射在镜子鉴面，也是不能投影出镜子背面的图画。
（这里镜子的正面是被反射物，镜子的反面图纹是反射物，在手电光源的照射下，将光线反射到墙面，显现出背面的图纹“鱼”）
这个双鱼青铜透光镜1682克，直径21.3厘米，最薄4毫米，最厚处12毫米，属于高浮雕，是目前已知最厚的青铜镜。在透光的图像中，厚的鱼鳞高处（12毫米）。下图是阳光下的反射：
好比一个女人（红色的鱼）对着镜子在做仰卧起。镜子里一个男人（绿色的鱼）在做俯卧撑。吓着了吧。
四，情况很糟
图1是青铜镜的鱼，图2镜子立在旁边与与平行，图2是图1的镜像；图4是图3的镜像，图3是图1的反射投影。图4上下颠倒就是图2，真是不可思议。如果镜子放在地下，图5是图1的镜像，图6是图2的镜像。
看出了没有？图1可以通过镜像换成图2，图2再颠倒换成图4，图4的镜像就是图3，也就是图1（青铜镜鱼）经过3次才能还原成为投影鱼图3。
反物质并不仅存在于科幻中。例如，在生活中，有一种水果就会产生反物质。
那就是香蕉！
香蕉含有少量的钾-40，它在衰变的过程中偶尔释放出一个正电子（也就是电子的反物质）。其实，我们的身体也包含了钾-40，也就是说你自己也会释放正电子。除此之外，反物质也被运用在医学中，科学家也在研究反物质推进器等等。
七，透光青铜镜为什么反射出现无法理解的拓扑变换？
在古代的青铜冶炼中，青铜器质量最高的就是青铜镜（结构最复杂的是曾侯乙尊盘，金属配比最复杂的是越王勾践剑），据专家估计，中国目前存在大约10万枚青铜镜，最好的出现在三个历史时期，战国时期，汉代，唐朝。其中唐朝青铜镜最为精良。目前已知透光青铜镜大多是汉代。
而这一枚透光双鱼镜却是宋金时期。
宋朝是我国科技-文化-经济最发达时期。
这一枚青铜透光镜的科技含量直逼21世纪，许许多多的未解之谜在今后100年也未必能够破解。因为它包含了数学（拓扑几何变换）物理学（宇称不守恒-这一枚青铜镜违反了镜像对称），天体物理学（宇宙大爆炸-反物质），....。
最后需要证明投影的鱼来自哪里？
第一个问题，投影鱼来自什么物体
回答，来自铜镜，因为只有一个照射反射物。
我们设铜镜背面的：
鱼头为上；
鱼尾为下；
鱼腹为前；
鱼背为后。
那么，铜镜中的鱼是：头胸腹是左，尾是右。
而投影中的鱼也是：
鱼头为上；
鱼尾为下；
鱼腹为前；
鱼背为后。
那么，铜镜中的鱼是：头胸腹是左，尾是右。
说明了投影中的鱼来自铜镜。
只不过变了形态。
--------------------------------------------
下面是其他人收藏的双鱼透光青铜镜，就没有发生投影变换
100多年物理学基础面临困境
CPT定理最意义深远的结果还是相对论与量子物理学之间的深层联系：洛伦兹不变性。如果CPT对称性是一种良好的对称性，那么洛伦兹对称性（必须指出，在所有惯性（非加速）参考系中观察者的物理定律保持不变）也必须是一种良好的对称性。如果违反了CPT对称性，那么洛伦兹对称性也会被破坏。
有时，粒子的行为与反粒子不同，这没关系。
有时，物理系统的行为与其镜像反射不同，这也是可以的。
有时，物理系统的行为取决于时钟是向前还是向后运行。但是，时间向前移动的粒子的行为必须与反光镜中向后移动的反粒子的行为相同。这是CPT定理的结果，这是唯一的对称性，只要我们知道的物理定律是正确的，那就永远不能被打破。
宇称不守恒的根本原因就是中微子只能向左旋转，不能向右旋转。
而弱力是个左撇子，只有向左旋转的粒子才能参与弱力。向右旋转的粒子不受弱力的影响。
物理的法则就是向左向右规则不一样。震撼了物理学界。
我们的宇宙是左撇子宇宙，或许还有一个右撇子宇宙。弱力为什么是个左撇子？物理学家认为，正反物质除了电荷相反以外，就是没有左旋的反中微子，这就打破了“电荷反转的对称性”。
物理学还发现了“时间反转不对称”，正反物质的k介子可以互相震荡转换，但是转换速度不一样，正物质转换成为反物质时间长，反物质转换正物质时间短。
这就破坏了“正反物质的时间反转对称性”。（1964 年Cronin 和Fitch 实验上首先从K介子系统中又发现弱相互作用过程中宇称(P)和电荷共轭 (C) 的联合 (CP) 也是对称性破缺的。他们由于此发现获得1980 年诺贝尔物理学奖）。
宇宙大爆炸的时候，正反物质数量是一样的，如果自然法则完全对称，宇宙就没有物质，只剩下能量了。非常幸运，正反物质互相转换的时候，弱力时间不对称，正物质比反物质多了十亿分之一。太阳-地球-火星-....。都是正物质的产物。
如果，正反物质：电荷（Charge）单独反转不对称，空间（Parity）单独反转不对称，时间（Time）单独反转不对称，如果三个一起反转，就会（联合CPT）对称。
发现所有的物理规律都是“CPT”严格对称的。
换一句话说，任何一个物理学公式，你把空间三维坐标xyz换成-x和-y和-z，时间t换成-t，电荷q换成-q，它跟原来的公式一模一样。这就是CPT对称。泡利（1945年诺奖）严格证明了CPT对称根本原因就是洛伦兹变换不变。
洛伦兹变换不变是狭义相对论和CPT对称的基础。CPT对称和狭义相对论是等价的。
那么，它们两个有什么区别？
狭义相对论是说，一切物理定律在洛伦兹连续变换下不变；CPT对称是说，一切物理定律在洛伦兹离散变换下不变。
洛伦兹变换不变
如果哪一天发现CPT不对称，量子力学和相对论两大物理学支柱就会一起倒掉。
就是说，量子力学和相对论本质关联就是CPT对称洛伦兹变换。
洛伦兹变换不变是光速不变的原理，光速不变的本质信息传递不能超过光速。只要不传递信息，是可以超过光速的，例如空间膨胀和量子纠缠，以及虚粒子。这3个例子没有传递信息。所以，信息传递比光速还要本质的东西。
当然，规范不变性观念的提出，完全应当归功于韦尔（1919）。韦尔发现，按照广义相对论的要求，在引力场中坐标系统只能定域地加以定义，同样长度或时间标尺也将只能是定域的。因此，必须在每个时空点建立一个各自不同的量度单位。韦尔称这样一组分立的标尺系统整体上成为一个“规范系统”。在他看来，一个规范系统像一个坐标系统一样，对于描述物理事物同样是必要的。由于客观的物理事件独立于我们所选择的描述框架，韦尔坚持认为，规范不变性就像广义协变性一样，必须被所有物理理论所满足。
有人认为，不论是狭义、广义相对论，还是规范场理论都包含一个深刻的科学哲学思想：“物理定律能保持在变换中的内在不变性”。
在相对论中，基于宇宙中没有绝对参照系的思想，作为物理世界本真 规律的物理学定律，必定具有独立于参照系选择的内禀不变性。
尤其是在广义相对论中，对于引力场弯曲空间，在不同时空点上不仅法线方向不断发生变化，而且长度和时间标尺都不统一，因此引力场中运动的描述要比起惯性系统复杂得多，参照系只能被“局域”地定义。
既然如此，那么，在不同时空点中进行物理测量何以可能呢？不同的标尺之间怎样建立一种换算关系呢？全域的洛仑兹变换显然是不能胜任的。
为了顺应新的需要，爱因斯坦定义了一种新的数学关系叫“联络”，它很快就得到微分几何学家的认可。
既然引力场的弯曲空间只能定义局域坐标，那么这种由引力场确定的局域性就自然导致局域坐标系之间的兑换关系，这就是“联络”的观念。时空中每一点的“联络”的值有赖于引力场的局域性质。
因此，从规范理论的角度，狭义相对论与广义相对论的本质区别是，前者是整体理论而后者是局域理论，而这个“局域性”正是韦尔规范理论的关键。
粒子物理标准模型认为，宇宙诞生伊始，物质和反物质一样多。如果情况真如此的话，在强烈的辐射下，物质和反物质相遇后会立即湮灭，那么，星系、地球乃至人类就都没有机会形成了。因此，有科学家进而提出，可能是由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界，这就是所谓的宇称不守恒（CP violation）。
第五种力
李政道认为“失踪的对称性之谜暗示一定存在一类新型对称性破缺力，这种力可能影响所有的相互作用。”
对称性破缺是系统的特征在某种变换中的不变性。守恒定律的失效必定有某种对称性破缺。椭圆是圆的对称性破缺，固态是液态的对称性破缺，非均匀场是均匀场的对称性破缺，非平衡态是平衡态的破缺，
对称性破缺在凝聚态物理学占有极为重要的地位，是研究物质相变的基础。固态和液体是有大量的物质分子构成的紧密聚集态即凝聚态。凝聚态物理就是从微观角度出发，研究凝聚态物质动力学过程与宏观物理性质之间的学科。
高温下的物质系统通常是气态，在更加高温下，分子将分解，原子将电离，物质分布呈现均匀性和各向同性。高对称性中某一元素的突然消失，就对应于一种相变的发生，从而导致低对称性相的出现。例如，空中反演对称性破缺，导致非极性晶体变成极性晶体（铁晶体；反铁晶体），时间反演对称性破缺，产生磁有序结构，（铁磁体；反铁磁体），规范场对称性破缺，产生超流体、超导体。空间平移对称性破缺，导致液体变成有序的晶体。旋转与平移对称性破缺，导致液体变成液晶。千姿百态的凝聚态物质世界都是对称性破缺的产物。
镜像对称最早是由物理学家发现的。
1990年左右，菲利普·坎德拉斯、齐妮娅·德·拉·奥萨(Xenia de la Ossa)、保罗·格林(Paul Green)和琳达·帕克斯(Linda Parks)发现它可以用于枚举几何，因此激发了数学家对此的兴趣。
枚举几何是研究几何问题解的数量的数学分支。
坎德拉斯和他的合作者证明了镜像对称可用于计算卡丘流形上有理曲线的数目，从而解决了一个长期的难题。尽管镜像对称最初的方法是从物理出发的，数学上并不严格，它的许多数学预测已经被物理证明了。
镜像对称是纯数学中的热门话题，数学家正在物理直觉的基础上探索镜像对称的严格数学化表述。
镜像对称也是进行弦论和量子场论计算的重要工具，这两者都是物理学家用来描述基本粒子的理论。
镜像对称的数学表述主要有马克西姆·孔采维奇的同调镜像对称，以及安德鲁·施特罗明格、丘成桐和埃里克·扎斯洛的SYZ猜想。
广义相对论成功之余，留下了一项艰巨的任务，那就是如何去解释引力的种种自然现象。这项工作困难之处，在于场方程是个真正的非线性方程组，而且背后的时空也不停在演化。按照引力的物理状况，我们也看不清楚对这复杂的方程组，初始值或边界值应如何描述。
在这永不休止的时空中并不存在整体的对称。没有整体的时间，也没有类时的平移对称，这使重新定义牛顿力学中的重要物理量变得困难。要是存在类时的平移对称，那么便可以利用诺特的流论来定义质量及四维的线动量。不幸地，对广义相对论中常见的方程组来说，连续的对称群并不存在！
粒子物理标准模型认为，宇宙诞生伊始，物质和反物质一样多。如果情况真如此的话，在强烈的辐射下，物质和反物质相遇后会立即湮灭，那么，星系、地球乃至人类就都没有机会形成了。因此，有科学家进而提出，可能是由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界，这就是所谓的宇称不守恒（CP violation）。
第五种力
李政道认为“失踪的对称性之谜暗示一定存在一类新型对称性破缺力，这种力可能影响所有的相互作用。”
所谓对称性自发破缺理论，通俗地说，它认为一些不同的现象或规律可追溯到同一源头，最初有着共同的对称性，后来由于种种原因对称性被自发地破坏，这样我们就可以从对称性来研究它们的共性，从对称性自发破缺机制来研究它们的特殊性。
例如钴60实验。
吴健雄的实验团队在实验中观测了稳恒磁场中冷却至绝对零度附近的钴-60原子的衰变情况。钴-60是一种不稳定的钴同位素，其会发生β衰变转变为稳定的镍-60。
在发生衰变时，钴-60核中的一个中子会衰变为一个质子，同时放出一个电子与一个反电中微子。衰变后产生的镍-60核处于激发态，它会放出两束γ射线从而返回基态。因此该核反应全程的方程为：
吴氏实验装置示意图
吴氏实验结果示意图
γ射线是一种光子，它们自镍-60核释出的过程是一种电磁作用过程。由于电磁作用遵守宇称守恒，因而对其分布的观测对于本实验而言非常重要。具体来说，在本实验中γ射线的分布情况被用来间接反映钴-60核的极化情况以及实验系统的温度。
在吴氏实验中，实验团队对于自旋取向相反的钴-60核的电子释出情况进行了比较。如果放出的电子的分布与自旋取向存在不对称性，那么该过程宇称不守恒。
实验材料与实验方法[编辑].png)
吴氏实验装置示意图本项实验所存在的一个挑战就是如何尽可能地增加钴-60核的极化率。由于原子核的磁矩相对于电子而言非常的小，因而为实现上述目标，
则需要将实验系统置于强磁场中，而实验环境的温度也需要非常低，远远低于单独依靠液氦冷却所能达到的低温。
在本实验中，该低温环境是通过绝热去磁法获取的。在实验中，实验人员将放射性的钴制成一层薄膜放置在铈镁硝酸盐表面。在实验所要求的低温环境中，这种顺磁性物质具有高度各向异性的朗德g因子。实验人员先将铈镁硝酸盐沿着g因子较大的轴磁化，然后通过液氦将系统冷却至1.2 K，然后去除水平磁场，令实验系统进一步冷却至0.003 K。为留出用于极化钴核的垂直线圈的空间，水平磁体被分开放置。由于对应方向上铈镁硝酸盐的g因子较小，因而垂直线圈的磁场对于温度产生的影响基本可以忽略。这种令钴-60高度极化的方法源于科内利斯·雅各布斯·戈特[6]及M·E·罗斯[7]的研究结果。
用于表征极化情况的γ射线则是由位于实验系统赤道面与极点方向的计数器进行监视。实验人员会在实验开始后15分钟内持续监视γ射线的分布情况，而在这段时间内晶体的温度会逐渐上升，各向异性也会随之消失。实验人员也会在同一时段持续监视β射线的释出情况。[1]
实验结果[编辑].jpg)
吴氏实验结果示意图如果β衰变遵守宇称守恒，电子的释出方向相对于核自旋取向而言并不会有一个从优的方向。然而，吴健雄等人却发现电子更倾向于沿着核自旋的反方向释出[1]。这一点相当程度上证明了β衰变并不遵守宇称守恒
对称性破缺是系统的特征在某种变换中的不变性。守恒定律的失效必定有某种对称性破缺。椭圆是圆的对称性破缺，固态是液态的对称性破缺，非均匀场是均匀场的对称性破缺，非平衡态是平衡态的破缺，
对称性破缺在凝聚态物理学占有极为重要的地位，是研究物质相变的基础。固态和液体是有大量的物质分子构成的紧密聚集态即凝聚态。凝聚态物理就是从微观角度出发，研究凝聚态物质动力学过程与宏观物理性质之间的学科。
高温下的物质系统通常是气态，在更加高温下，分子将分解，原子将电离，物质分布呈现均匀性和各向同性。高对称性中某一元素的突然消失，就对应于一种相变的发生，从而导致低对称性相的出现。例如，空中反演对称性破缺，导致非极性晶体变成极性晶体（铁晶体；反铁晶体），时间反演对称性破缺，产生磁有序结构，（铁磁体；反铁磁体），规范场对称性破缺，产生超流体、超导体。空间平移对称性破缺，导致液体变成有序的晶体。旋转与平移对称性破缺，导致液体变成液晶。千姿百态的凝聚态物质世界都是对称性破缺的产物。
镜像对称最早是由物理学家发现的。
1990年左右，菲利普·坎德拉斯、齐妮娅·德·拉·奥萨(Xenia de la Ossa)、保罗·格林(Paul Green)和琳达·帕克斯(Linda Parks)发现它可以用于枚举几何，因此激发了数学家对此的兴趣。
枚举几何是研究几何问题解的数量的数学分支。
坎德拉斯和他的合作者证明了镜像对称可用于计算卡丘流形上有理曲线的数目，从而解决了一个长期的难题。尽管镜像对称最初的方法是从物理出发的，数学上并不严格，它的许多数学预测已经被物理证明了。
镜像对称是纯数学中的热门话题，数学家正在物理直觉的基础上探索镜像对称的严格数学化表述。
镜像对称也是进行弦论和量子场论计算的重要工具，这两者都是物理学家用来描述基本粒子的理论。
镜像对称的数学表述主要有马克西姆·孔采维奇的同调镜像对称，以及安德鲁·施特罗明格、丘成桐和埃里克·扎斯洛的SYZ猜想。
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