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而身体消耗量也和身体重量成比例(假设是b),只是要小而已(a》b)。那么食物转换为身体组织的量也和身体重量成比例(a…b)!就意味着身体越大,食物转换为身体组织的量也越大,两者之间的比例为固定!标度不变性就是这个放大自身的比例不变!只要事物的变化量和自身总量成比例,总是体现出标度对称。通常以马太效应称呼。一个人自身的能力总是有限,假设以增大自身的数值来衡量,那么他的成就和他的初始值密切相关。牛顿说自己是站在巨人的肩膀上。当然牛顿的增加系数非常高,把我们换在那个位置,增加系数不为负值就不错了。皇帝制度下,开拓之君,增加系数大于0,守成之君,增加系数在0左右徘徊。亡、国之君,增加系数小于0一个人终生可以取得的成就,就依赖于社会及家庭赋予的初始位置(地下室、地面或巨人肩膀)(九品中正制,户籍)及先天天赋和后天培训(综合为增加系数)。
彼之美味,他人之毒药,说明人观念上的冲突。所有的观念是以自身利益为前提,在不同环境下体现的形式不同仅仅是外在包装。表现出人性的时间不变性。文明的冲突就体现了在不同群体的价
(本章未完,请翻页)值取向和分配模式,每个文明价值的受益者都力图扩大自身的文明的影响范围,以宗教、暴力等方式争夺文明受众。由于地球有限,文明扩张中的对抗和融合,表现出置换对称。最直接的方式就是成王败寇。
人和动物有无数区别,但超越生存需求的体验“美”无疑是其中之一(当然你说动物也有美的欣赏,只是我们无法共鸣而已。子非鱼,安知鱼之乐乎?子非吾,安知吾不知鱼之乐乎?这个就成为标度变换)。包括音乐、绘画、数学等等各个领域都能产生美的体验,而其中都能寻觅到对称的踪迹。音乐中一个声音的频率提高一倍,称为提高八度。将八度范围分为了十二等分,称为十二平均律。最早由明朱载堉精确给出,真是配得上黄钟大吕名称。音阶平分后,平移对称很容易满足。现在舞曲的背、景伴奏都是满足平移对称,用以指示舞步。而舞曲和舞步恰好是时间和空间平移对称的完美结合。建筑和绘画经常出现在一起,好的画家也是好的制图员(虽然达利的画与建筑图迥然不同),但制图员缺乏艺术创造力就只能绘图。面对史前人类山洞中的矿物颜料绘画,毕加索感叹“我们的艺术毫无进步”。无论是原始宗教抽象出的图腾,还是纯粹的装饰风格的图案,充斥着平移、镜像、旋转、置换以及它们组合的对称形式(人类的双足行走,满足这镜像和平移的结合;动物的四足行走,满足滑移和时间平移对称;植物生长,满足旋转对称和平移对称)。行万里路,观看沿途的风景,体现不同风格的正是对称方式和基础纹理不同的图案造成的心理影响。通常这些图案没有扭曲和缩放,但在绘画的透视中,远近和光线阴暗变化,造成图像的缩放扭曲。这些异常采用数学方式描述时,可以归结到规范变换在某个方向的投影。但无论向那个方向投影,规范变换本身不变。另外并不是对称就产生美。现代电脑都可以作曲写词,流行歌曲可以凑出来,短期内还到不了莫扎特、巴赫的境界。
对称意味着某种不变性,而事物在不变性的范围增减时,意味着对称发生某种变化。以圆为例,满足旋转对称,同时又满足镜像对称。但是满足镜像对称的,极少又能满足旋转对称。可说明旋转对称要求比镜像对称高。在圆中划一个十字,其中十字交点在圆心。那么圆依然满足旋转对称,但旋转角度以前是任意度数,现在只能是90度的整数倍。称这种现象为对称破缺。在旋转对称破缺后,依然保持镜像对称,但以前镜像对称轴有无数个,现在仅剩4个。
思考:
液体水中的水分子,任意互换两个分子,水不会产生任何变化。一滴水中,水分子满足多种对称形式。在过冷水中,因为没有任何其他杂质,虽然水应当结冰,但是对称的因素使得水依然保持液态。当过冷水遇到任何与水分子不同的分子时,此时水滴内的对称性产生破缺,水立刻以这个破缺点为中心开始凝结,变成冰。如果过冷水是从空中降落,则成为冰雹。类似状况,雪花的形成。当气温很低而空气中水汽充足,形成大量冰晶核。这些核相互接触,因冰中水分子形状和液体中不同,张角是1/3圆弧,所以形成各种六角形。因冰中水分子连接保持六角旋转对称,最终形成的雪花维持六角旋转对称。
在冷兵器战争年代,战争经常围绕着城墙进行。进攻一方采用各种手段破坏城墙,最易选择的地方就是城墙的薄弱位置。而这个薄弱位置正是城墙防御平移对称性的破缺点。
按照木桶理论,一个木桶能装水的容量取决于最短的木板。木桶本身是旋转对称,每个木板长度都应该是一致的。但出现了对称破缺,导致整体性能下降。类似的情况是产品的寿命,当产品到了寿命终点,每个器件都应当处于同样状态。当出现对称破缺,某个器件还可以坚持使用,就出现了资源浪费。
实际系统中出现的对称破缺可能是局部微小的扰动放大到全局。一个环状多米诺骨牌组,保持平移和旋转对称。某个骨牌倒下,导致骨牌全倒。倒下的骨牌正面向上,则所有骨牌都正面向上,反之亦然。以法国人bénard的名字命名的一种对流,也是对称破缺放大到全局的事例。在扁平器皿中放置薄层(相对器皿等尺寸非常小)水,在底部均匀加热。器皿底部水和上层水形成温差。因为加热均匀,整个器皿内水保持水平平移对称,在水的上下有均匀温差,热以传导的形式传递。当上下温差达到一定程度时,对流突然发生!从液体上空来看,出现六角形花纹,如同蜂窝。水的对流是从六角形中心上升,边缘下降。对流发生时,某点的扰动影响突然扩展到全部液体。和多米诺骨牌相同(有条件时,可尝试进行对流实验,体验导、火索的出现,事实上,大气中经常出现bénard对流)。
前面提到过惯性,惯性必然涉及外因的出现。宇宙中的事物总是相互联系的(马赫惯性系),对称的事物及其外因是绑定的。当考察某事物对称性变化时,外因的集合(外因的总体)是否满足对称,或外因与事物的关联方式是否满足对称,都会对事物的演变、对称破缺产生影响。而对影响结果的分析,可在不了解事物演变规律的情况下,进行粗略评估。
在上述阐述中,因导致果,是缺省说明的内在要求。称这种关系为因果关系。佛教里面跨越时空的因果关系不在讨论范围内。我们讨论的都是可以重复进行、反复验证的因果关系。
以马格努斯效应为例,如右图。球向左飞行,如果球不旋转,则球保持上下镜像对称,对称中心线就是穿过球心的左右水平线。而球保持旋转。则球的两侧相对空气的速度有差异,破坏了上下对称,即便不了解空气压力,也可知道球偏离原始的单纯向左运动。至于向上还是下偏移,则需要了解运动规则细节才能知道。旋转导致上下对称破缺,产生轨迹偏移。因=对称破缺,果=轨迹偏移,偏移方向位于对称破缺的方向上,即上下方向(而不是垂直纸平面方向)。
法国人居里(他的妻子就是居里夫人)提出对称性原理:原因中的对称性反映在结果中,结果中的对称性不少于原因中的对称性。(对应的逆否定理自己给出)
同样是球的飞行,现在方向变为从纸里向外垂直于纸面飞行,从球的正面观察,球保持旋转对称,对称轴是穿过球心的垂直于纸面的直线。现在球存在旋转,但旋转轴和球的旋转对称轴重合!那么球的旋转没有破坏球在前进方向上的旋转对称性,因此不会对球的飞行轨迹产生任何影响。火器发展到十九世纪,出现线膛枪,射出的子弹就带有旋转,旋转轴和子弹飞行轨迹重合。这种旋转对空气的干扰有很强的抵抗能力,准确度大大高于滑膛枪,现代的枪支都是线膛枪。
思考:
水是良好的溶剂,但是无法溶解油脂。因为水的分子结构对称性低,虽然整体不带电性,却使得分子的某个方向产生电负性,相反方向是电正性。而油脂的分子对称性高,整体和局部都不存在电性。水这样的分子称为极性分子,油脂类型的称为非极