下午抛,今天抛还是明天抛,小球掉落的过程肯定都是一样的。
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加速度一样,最后的落地速度一样,等等。
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总之,不管你在什么时间做这个实验,过程和结果肯定都是一样的。
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这听起来没什么问题吧,和人类的直觉非常相符。
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那为什么时间平移对称,就意味着能量守恒呢?
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可以这样想。
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你把小球拿到三楼后,先不抛,那么是不是小球就具有了势能。
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这时,假设时间平移不是对称的,会发生什么?
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也许第二天,重力加速度g值就忽然变大了。
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那么小球具有的势能也就变大了,很显然,此时能量就不守恒了。
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但是无数实验已经证明了,能量是守恒的。
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这意味着,时间平移一定是对称的。
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这就是诺特定理的内涵。
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“守恒定律,源于自然界的对称性。”
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它们之间的深刻联系,赋予了物理学更深刻的结构和内涵。
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小学三年级我们就学过,物理学中除了能量守恒,还有动量守恒、角动量守恒。
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那么它们分别又对应什么对称呢?
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动量守恒源自空间平移对称性。
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即一个物理过程,无论它发生在空间的哪个位置,都不会随着位置变化而变化。
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