宇称总恒论

[摘 要] 本文研究的目的是在宇称守恒、宇称不守恒的基础上，提岀宇称总体守恒，并将之扩大到整个宇宙包括人类社会及一切事物运动或变化规律上。研究的方法是利用已有实验结论及事实和数理统计中的正态分布规律以及必要的论证，来分析一切现象，提出了一切事物的运动及其发展变化规律总体是对称守恒的论点，给出了万事万物在其发展的过程中总体是对称平衡的结论。修正了半世纪前守称守恒和半世纪以来宇称不守恒的理论观点。将自然科学、社会科学、宇宙学、人类学及一切学科统一在宇称总恒这一基本定律基础上。并对宇宙起源，正反宇宙分布，生物向各自方向进化，人类起源发展，地震预测等进行了探讨，对指导一切学科及人类科学发展具有一定的现实意义。

[关键词] 宇称守恒 宇称不守恒 宇称总恒 正态分布对称平衡 生物对称平衡发展 万事万物对称平衡 对称的反宇宙体系 宇宙正负区域

基金项目：国家自然科学基金资助项目：大型水库引发地质灾害的研究。编号：50868005。

引言

一个多世纪以来，由于宇称守恒、宇称不守恒理论给人们带来了对世界认识看法的差异，以及客观世界呈现给人类是对称平衡的种种现象，促使人类重新对世界认识的反思。本文研究的目的是在守称守恒、守称不守恒的基础上提出守称总体守恒。

1.研究的方法

1.1中国远古时代对世界的认识

中国古代太极图（图1）是以黑白两个鱼形纹组成的对称图形。它极其形象地揭示了整个宇宙及其运动变化规律总体呈对称守恒的深刻哲理，也即一切事物的运动及其发展变化规律总体是对称守恒的。

1.2本文对世界认识的表述

宇称一般是指一种空间的左右对称。宇称总恒本文是指一切事物及其运动变化规律总体是左右对称或正反对应。事物在其发展的过程中，呈现一种左右对称，或近似左右对称；或一种近似正态分布的对称，但整体事物运动变化规律则服从正态分布，或者说以正态分布为极限分布。宇称或呈一种动态、变化的，运动的双方相反相成，相互轮转；动态变化中向着总体守恒方向趋近，从而推动事物不断向前发展。

1.3历史回顾

物理上，原有一定律叫宇称守恒，它是关于微观粒子体系运动或变化规律具有左右对称性的定律。

该定律在强力、电磁力、万有引力中相继得到证明。

1956年，杨振宁、李政道提出宇称不守恒，指在弱相互作用中，互为镜像的物质运动不对称，并由吴健雄用实验证明。

让我们回顾当时杨、李提出宇称不守恒前的背景：1954-1956年，人们在实验中曾发现K介子有两种衰变方式：一种衰变呈奇宇称，记为“一1”；另一种衰变呈偶宇称，记为“十1”。杨、李分析后认为它们是同一种粒子，而提出宇称不守恒。

1.4重新反思

现在我们来考察K介子衰变的总过程：假如我们把宇宙中所有K介子集中起来进行N次独立实验，每次实验只可能出现两种结果的一种，它们衰变时或是“十1”，或是“一1”。这在概率统计中是一种两项分布，当N→∞时，二项分布趋近于正态分布。也即出现的“十1”和“一1”是一样多的。衰变后总宇称为所有粒子宇称乘积：或为（一1）2n；或为（一1）2n+1。假如K介子衰变前为偶宇称（十1），若考察4n次实验衰变,它们总宇称守恒；若考察4n十1次实验衰变,总宇称可能不守恒。假设K介子衰变前为奇宇称,得出的结论是一致的。这可以解释为：弱相互作用中，宇称总体守恒，但细微不守恒。

所以弱相互作用中不对称，只是事物的细微部分，但它不能代表整体事物，不能否定宇称总体守恒。

60年代，对于弱相互作用中，针对对称性的不完美对称，也即对称性自发破缺，建立了电弱统一理论。70年代，提出了电磁作用、弱作用和强作用超对称大统一理论构想。

1.5实验事实及理论依据

实验证明：微观体系如果同时进行正反变换、空间镜象、时间反演的组合变换的话，体系的性质和规律无论在那种相互作用中都是不变的，即CPT总体守恒。而在单项或两项变换中可能不守恒。

同时，基本粒子具有一种粒子本身特有的内禀对称性，这种对称性不与时间和空间发生明显联系，而是蕴藏于基本粒子彼此的相互关系之中。

与对称性和守恒定律相联系的诺特定理，经过推广，在量子力学范围内也成立，但它没能指出总体对称性对应着总体守恒问题。

对称是永恒的，是宇宙永恒的规律，它是一种总体上的趋向。不排除运动过程中细微的不对称。不对称是宇称的初始和发展阶段，对称包含着细微情况下非对称的状况。

所以宇称总恒还可表述为宇宙间一切事物运动或变化规律是在宏观上对称平衡与微观上不对称平衡间的对称平衡。

1.6客观事实

1.6.1对称的现象普通存在于自然界和社会生活中。

如人体，总体上平衡，但不严格对称平衡，如左半脑与右半脑不严格对称，人的心脏偏左等；再如DNA大分子，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋结构的空间排列是全同的但在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而行成发育和进化过程。正是存在细微的偏离，才使得生物以多种多样形式按各自方向分别进化，使生物丰富多彩。对称的现象还有天体、动物、植物的枝叶等；雌、雄；南极、北极；正电荷、负电荷；物质、反物质；生、死；引力、排斥力等；人们居住的房屋、汽车、火车、轮船等。

1.6.2事物运动变化的规律左右对称或正反对应也为人们普遍认识。

例如（图2）：一个班学生成绩好坏，成绩近似成正态分布平衡：即中等成绩人数最多；差生、优生人数较少。但差生、优生人数接近相等。差生与优生处在一个动态的变化过程，可以互相转化。

例2（图3）：测量中，对某一个量反复测量，它们有正误差，负误差，测量误差近似呈正态分布，正负误差个数接近相等。如测量次数趋于无穷多时，则测量误差成标准正态分布。

例3：当经济活动步入正轨情况下，假如把拥有财富多的称为富人，拥有财富少的称为穷人。则财富多少成正态分布，趋向平衡。穷人，富人人数接近相等，中产阶层人数最多。穷人与富人也是处在一个动态的变化过程。如图4所示。

1.6.3具有正负特性事物的，加（合）起来总体为零，左右对称或正反对应的事物是一个统一的整体。

如，例2中正负误差加起来，总体趋近于零。而等量物质、反物质接触相互湮没。生物由生到死，回归自然，归到零点。

例1、例3中，差生与优生；穷人与富人，都是相对的；且都是一个统一的整体。

1.6.3.1低速运动与高速运动是左右对应的事物，它们是一个整体。牛顿运动定律与爱因斯坦相对论虽然看似矛盾，不相适应，但必然相统一。

1.6.3.2强相互作用与弱相互作用也是一个统一的整体，因为它们的作用强度与作用时间乘积大致相等.

1.6.3.3万有引力定律公式与电荷作用力库仑定律公式是相似的，同样可以统一。

1.6.4物质世界总体是对称的

我们知道，物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和电子组成。电子围绕原子核高速运转，它们总体是对称、平衡的。完全对称平衡最稳定；不完全对称平衡不稳定，但向对称稳定方向发展。如：核外电子最外层只有一个电子的原子，比较活跃、不稳定，容易失去这个电子，变得比较稳定；核外电子最外层处于不饱和的原子，容易俘获电子，而变成饱和稳定状态。同时，基本粒子具有一种粒子本身特有的内禀对称性。

我们再来看宏观世界结构。在太阳系中：太阳在中心，行星围绕太阳高速运转，太阳系总体上是对称、平衡的。太阳系结构与原子结构是相似的。实际上围绕太阳旋转的行星像是电子，太阳像是原子核。太阳系就像是银河系中的一个原子；银河系像是宇宙中的一个分子。整个宇宙由无数个像银河系这样的分子组成。这样，宏观世界与微观世界是对称统一的。地球总体上是对称的；南、北极是对称的。地球绕太阳旋转的对称性，使得阳光普照均匀性，这就决定了地球上的生物体呈对称状态。

1.6.5事物运动变化规律总体是对称平衡的

因为同一事物运动的不同个体，是存在差异的，它们的发展是相对独立的，其发展是随机的，并且任何同一事物运动的不同个体，总可以用数字符号表示其某方靣特征的。这样研究的随机变量可以表示为大量独立随机变量的和，其中毎一个别随机变量对于总和只起微小的作用，并符合正态分布的基本条件。根据概率论数理统计的中心极限定理，认为研究的这个随机变量实际上是服从正态分布的。所以，当同一事物运动的不同个体趋于可数无穷多时，它们就完全服从正态分布。这样，正态分布的事物总体上左右是对称的。

1.6.6对称平衡的现象到处存在。有平衡，必然有平衡点。这样事物才能处于稳定状态，才能向前发展。

1.6.6.1人体保持37℃恒温

这是人体保持各方面平衡的最佳温度，也是人体产热和散热的最佳平衡点。温度升高一点，人不舒服；温度降低一点人也不舒服，虽可以得到冷藏疗法，但必须近时间内调整到正常体温。

1.6.6.2太阳总体上保持恒温

是指太阳核心热核反应（核聚变）将氢变成氦，释放出的能量使太阳保持稳定的状态。核聚变的速率在自我修正下保持平衡：温度只要略微上升，核心就会膨胀，增加抵挡外围重量的力量，这会造成核聚变的扰动而修正反应速率；温度略微下降，核心就会收缩一些，使核聚变的速率提高，使温度能回复。

1.6.6.3地球内部总体上保持恒定梯温、梯压

是指地球在公转的和自转过程中，以及受到其它行星、恒星的影响，地球内部产生相对运动力，形成内热能。温度超高时，能量释放，形成火山喷发；相对运动力过大时，引起内部板块运动，从而发生地震。温度长期超高，或相对运动力过大时，地震频发；并引起地球内部磁铁流流动，使地球南北极改变方向。在南北极翻转过程中，地球进入冰河期，使地球内部温度降低，回到恒定梯温、梯压状态。

1.7.为什么在弱相互作用中，宇称不守恒

按对称平衡原理，有宇称，必然有非宇称；有守恒，必然有非守恒。物质世界不可能单调的、完整地、一成不变的对称复制。否则物质世界会失去生机，失去发展的动力。正是有非对称的地方，才会向对称的方向发展，使物质世界丰富多彩并向有序的方向运动。正是存在细微的不对称，物质世界才有发展的动力和源泉。

2.深刻认识宇称总恒有下列重要意义

2.1对认识宇宙起源发展有着重要意义

2.1.1对宇宙起源的认识

宇宙原是一片太空和充满能量（正能量、负能量）的整体。部分能量在一定条件下，转变为基本粒子。如同氢能爆炸转变为质子、中子；光能（光子碰撞）转变为电子、正电子一样。基本粒子形成宇宙尘埃及实物粒子。实物粒子在太空中飘移，结合行成一个个星体；星体与星体之间行成一个个星系；星系与星系之间又形成一个个大星系。

按相对论量子力学理论可得出：自由电子能量的可能范围分成两个区域，从mOC2到+∞为正能区，从－∞到－mOC2为负能区，而从－mOC2到mOC2为禁区。一个处于负能区的电子将表现为奇怪的特性，当它遇到正电荷吸引时，将要跑开，而遇到负电荷排斥时，将会趋近。

我们已陆续发现：有质子就有反质子；有中子就有反中子；有介子就有反介子；有粒子就有反粒子。按对称平衡原理，还应该有反原子核，反原子，反物质，反星体，反星系，反宇宙。也就是在我们已知的宇宙体系之外，还有一个对称的反宇宙，那里是一个充满反原子、反物质、反星体、反星系的反宇宙体系。只是它们离我们宇宙非常遥远，以至我们现有科技手段无法发现它们。如不是非常遥远，则宇宙与反宇宙相会将会湮没。若相会湮没，则回归原点，宇宙变成光子或能量世界。

宇宙与反宇宙分成两个区域，就像电子的能量可能范围分成两个区域一样：一个是宇宙正能区区域，另一个是宇宙负能区区域。它们的间隔距离为：—MOC2到MOC2（MO为宇宙静止总质量）。两宇宙能分开，是因为宇宙负能区星体像处于负能区的电子一样，有着奇怪的特性。

2.1.2对宇宙发展的认识

宇宙在形成发展的过程中，总体上要保持对称平衡。只有对称平衡，宇宙才能和谐有序运动，而不是杂乱无章运行。正是因为还存在不对称、不平衡，才推动着宇宙向前发展，朝总体上对称平衡方问前行。宇宙大爆炸假说提出的原因是宇宙在不断膨胀，星体在不断地向远飘移。其实，星体在太空中向远处飘移，就像沙糖、食盐分子在水中扩散形成的布朗运动一样。这些分子会自动扩散，是因为它们在容器的水中，除了分子间相互碰撞，表面上做无规则运动外，它们还要保持对称平衡缘故而已。只有分子充满整个水中，才能对称平衡。同样，星体在太空中除了与暗物质、暗能量相互作用外，也要保持对称平衡，从而向整个太空扩散。

2.2对认识生物起源及进化呈梯级形式发展有着重要意义

按对称平衡原理：有非生命物质，就会有生命物质存在；有非生物，就会有生物存在。生物形成的开始，最早是由无机物向有机物形成，然后形成原始单细胞，再向多细胞发展。我们知道DNA大分子，在复制的过程中，会产生新的生物发育的过程，形成新的生物物种。然后它们朝各自方向进化[7]，分别形成微生物，植物，低等生命，中等生命，高等生命和人。如老鼠的基因与人的基因99%相似，但正是1%不同，才按不同种类的方向发展。

大约在寒武纪之前，地球具备生命存活条件后至今，太阳和地球，随时都在孕育生命物质。只是由于地球上已有生物使它们无法生存，无法进化。如被现存生物破坏或吞噬。若地球上所有生物灭绝，则产生的新的生命物质又会开始重新进化和发展。所以，地球上同一时期生物体是在一个周期内同时进化的。这就是距今5.4亿年期间寒武纪物种大爆发的原因所在。中国科学家通过对云南澄江动物群化石的发现和研究，揭示了寒武纪生命大爆发的整体轮廊，证实几乎所有动物的祖先都曾经站在同一起跑线上。这曾成为21世纪生命科学五大难题之一。

为什么生物呈梯级形式发展并由低级到高级，内在原因是生物发育的过程会行成不同的差异，同时，它们所处的外部环境不完全相同，它们的发展是随机的，是相对独立的。这样，从原始单细胞到多细胞生物，到微生物，到植物，到低等生命，到中等生命，到高等生命，到人，如果按生物等级高低划分，则高低等生物等级数，分布是呈正态分布的，是对称平衡的。若不对称平衡，则生物圈就不能和谐发展。若有几种高等生命人（类似人）同时行成，则他们就不得安宁，每时毎刻相互残杀就不可避免。所以说，高等生命人从所有生物中脱颖而出，是生物发展的必然结果。

2.3对认识人类社会发展有着重要意义

对称平衡是人类社会发展、进化的普遍现象与普遍规律。人类社会的发展，离不开人的发展，人的发展离不开人的智力发展。人的智商数是呈正态分布的。即低智商与高智商人数接近相等，中等智商人数最多。

人类社会发展的根本动力有种种表述，说的更为通俗的是：人们对拥有更多财富欲望的趋动力。但拥有财富多少的人数是呈正态分布的。他们之间是动态的，可以相互转化。这种动态的变化，推动着人类社会向前发展。因为若都是富人，社会就不能前进，就不能发展。那样谁也不愿去从事体力劳动去促进生产力的发展。同样的道理，若都是穷人，那社会也不能前进发展。

在阶级社会里，对财富拥有的多少，表现为阶级关系，从而引起阶级斗争。阶级斗争是阶级社会发展的直接动力。与上靣表述是一致的。

2.4对认识各门学科发展有着重要意义

我们知道万事万物是对称平衡的。同样的道理各门学科或各门科学的发展都离不开对称平衡这一基本定律。如政治学讲求政治力量的平衡；经济学讲求供求关系平衡；社会学讲求社会力量平衡；军事学讲求军事力量平衡；外交学讲求外交平衡；人事学讲求人事平衡；生理学讲求身心平衡；营养学讲求营养平衡；生物学讲求生态平衡；中医学讲求阴阳平衡；生育学讲求男女比例平衡；数、理、化学讲求各种现象的平衡等等。

2.5对指导各门学科发展和人类各项活动有着重要意义

2.5.1关于建立统一场问题

爱因斯坦曾用后半生精力致力于研究统一场问题，希望找到一个公式能将四种相互作用力统一起来，或找到一个统一的宇宙结构，并提出了两个基本条件：一、对称性；二、基于一种几何学概念。杨振宁在2005年访谈中说到：对称性是推动统一场论的一个重要元素，或者说21世纪理论物理学中的一个主旋律。宇称总恒论为统一场的建立提供了理论基础。其实，宇称总恒为宇宙运行最基本的法则和最基本的定律，不仅为现代物理统一场建立提供了思路，实际上它将自然科学、社会科学、宇宙学、人类学以及一切科学或学科统一在宇称总恒这一基本定律基础上。人类社会是自然界长期演化的产物，同样符合基本法则和基本定律，也就是都要符合宇称总恒。即各门学科发展有着共同的特征，都要遵守宇称总恒这一基本定律。

2.5.2关于根据地球内部恒定梯温、梯压原理预测地震的问题

地震预测是当今世界一大难题。人生病，可以通过先量血压和体温来诊断。同样的道理，通过测定地球内部局部地区温度、压力的异常变化，来预测地震是否发生是有可能的。实施方法如：在某一城市地震带上钻探若干个1-5km深度的孔,就像油井打孔钻探一样。长年观测孔内温度、压力，并记录和分析。在取得经验数据后，就可以作为地震预报时的依据。即使地震源深度在10km以外，因为溫度或压力的传梯性，在5km深度范围内，也可能测出温度、压力的异常变化。

2.5.3关于大型水库引发地质灾害的问题

由于大型水库压力在局部地区突然增加，破坏了地球内部局部地区内应力的平衡，而必须达到新的平衡。这就必然引起水库及周围地区地质灾害，包括地震、滑坡、岩石崩、泥石流等。由于人们先前还没有一切事物必须遵循对称平衡的理念，对世界各个国家水库地区发生的地震，还不能充分的认识，只是发生地震后，才意识到水库可能诱发地震。1970年，联合国教科文组织成立了水库诱发地震问题研究的专家组，经过研究得出的结论是：所有的大型水库在某种程度上可以被认为，存在水库诱发地震的可能。并且大坝（水位）越高，诱发地震的可能性越大。但这一结论，一直没有得到公认，原因是没有理论根据。

2.5.4关于生态平衡的问题

由于地球上生物链是对称平衡的，是一个和谐有序的整体。任何人为力量对自然界任意干扰、改变、破坏，都将损害这种平衡，造成对人类的灾害。虽然，这种平衡经过若干时间会慢慢得到修复，达到新的平衡，但在修复的过程中是要付出时间和代价的。

2.5.5关于地球总人口问题

世界人口将接近70亿，地球上究竟能承载多少人，是一个科学大问题。60年代西方工业发达国家，组成了“罗马俱乐部”非正式国际协会。提出地球上人口“零增長”概念，主张停止人口数量的增长，以维护地球上各种平衡，否则，将导致全球性危机。

2.5.6关于人类活动平衡点的问题

如经济发展需讲求经济发展度的问题，我们不能盲目追求经济发展速度，因为那样将造成资源消耗、环境污染一系列问题。同时，区域发展不平衡，贫富有差距是正常的。再如一个国家，汽车过度使用给社会带来了沉重的资源、交通和环境压力，这就涉及到城市汽车饱和度即平衡点问题。

2.5.7关于生与死的问题

生物，若只有生，而没有死，那生物链就不能保持对称平衡。生与死，是生物圈保持对称平衡最直接的方式。任何追求长生不死的行为都是徒劳。

3.结论

本文给出了一切事物的运动及其发展变化规律总体是对称守恒的论点，用科学的方法得出了万事万物在其发展的过程中总体是对称平衡的结论。修正了半世纪前守称守恒和半世纪以来宇称不守恒的理论观点。任何违背宇称总恒这一客观规律的行为都要受到宇称总恒这一自然规律的制约。

参 考 文 献

[1]李庆海，陶本藻《概率统计原理和在测量中的应用》，测绘出版社，1982：35.

[2]李政道，杨振宁《弱相互作用中的宇称守恒问题》，美国《物理评论》，1957，104卷254页。

[3]程守洙，江之永《普通物理学》，人民教育出版社，1979，第3册386—399页。

[4]《宇称不守恒定律》，Baidu百科知识。

[5]《测量学》（上册），武汉测绘学院，测绘出版社，1979：94.

[6]《太阳系》，Baidu百科知识。

[7]达尔文，《物种起源》，重庆出版社，2009.

[8]《辩证唯物主义与历史唯物主义》，湖北人民出版社，1981：300.

[9]杨振宁先生访谈录，《科学文化评论》第2卷第3期，2005，72—89页。

[10]《三峡大坝》，Baidu百科知识。

[11][美]丹尼斯,米都斯,等.《增长的极限》--罗马俱乐部关于人类困境的报告。

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