对称性
1918 年德国数学家艾米·诺特(A·E·Noether)提出著名诺特定理(Noether theorem):作用量的每一种对称性都对应一个守恒定律，有一个守恒量。从而将对称和守恒性这两个概念是紧密地联系在一起的。
物理定律的对称性也意味着物理定律在各种变换条件下的不变性。由物理定律的不变性，我们可以得到一种不变的物理量，叫守恒量，或叫不变量。
比如空间旋转对称，它的角动量必定是守恒的;空间平移对称对应于动量守恒，电荷共轭对称对应于电量守恒。
爱因斯坦提出'在惯性参考系变换操作下，物理规律保持不变'，这个就是狭义相对性原理。进一步推广为:在任意参考系变换操作下，物理规律保持不变，这个就是广义相对性原理。
诺特定理告诉我们，一个没有对称性的世界，物理定律也变动不定。
1926 年，维格纳(E.Wigner)提出了宇称守恒(Parity conservation)定律，就是把对称和守恒定律的关系进一步推广到微观世界。
在微观世界里，基本粒子有三个基本的对称方式:一个是粒子和反粒子互相对称，即对于粒子和反粒子，定律是相同的，这被称为电荷(C)对称;一个是空间反射对称，即同一种粒子之间互为镜像，它们的运动规律是相同的，这叫宇称(P);一个是时间反演对称，即如果我们颠倒粒子的运动方向，粒子的运动是相同的，这被称为时间(T)对称。如果物质最基本层面的对称能够成立，那么对称就是物质的根本属性，所以弱力环境中的宇称守恒虽然未经验证，也理所当然地被当时认为遵循宇称守恒规律。
1956 年，两位美籍华裔物理学家--李政道和杨振宁大胆提出宇称不守恒，从而解决'θ-τ之谜'。
自从宇称守恒定律被李政道和杨振宁打破后，科学家很快又发现，粒子和反粒子的行为也并不是完全一样的，存在轻微不对称，这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。1998 年欧洲原子能研究中心的科研人员发现，正负K介子在转换过程中存在时间上的不对称性。至此，粒子世界的物理规律的对称性全部破碎了。
数学上，这些对称性由群论来表述。上述例子中的群分别对应着伽利略群，洛伦兹群和U(1)群。
在粒子物理的标准模型中，强相互作用，弱相互作用和电磁相互作用的规范群分别为SU(3)，SU(2)和U(1)。
除此之外，其他群也被理论物理学家广泛地应用，如大统一模型中的SU(5)，SO(10)和E6群，超弦理论中的SO(32)。
对称性破缺
人类从对称性发现了宇宙中最显然的规则，就在所有科学家为宇宙之美而感叹使，弱相互作用下的不对性出现了。
李政道认为对称性原理均根植于'不可观测量'的理论假设上;不可观测就意味着对称性，任何不对称性的发现必定意味着存在某种可观测量。李政道说:'这些'不可观测量'中，有一些只是由于我们目前测量能力的限制。当我们的实验技术得到改进时，我们的观测范围自然要扩大。因而，完全有可能到某种时候，我们能够探测到某个假设的'不可观测量'，而这正是对称破坏的根源。
这和'对称性破缺则是由'宏观'走向'微观'而展现事物差异性的方式'哲学观点是一致的。
假如没有对称性破缺，这个世界将会失去活力，也将是单调、黯淡的，也不会有生物。自然界同样也存在着诸多对性破缺的例子。比如:弱作用力下的宇称不守恒、粒子与反粒子的不对称、手性分子的对称性破缺等等。
斯蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)和阿卜杜斯·萨拉姆(Abdus Salam)各自独立地发现有可能在不破坏弱作用内在的规范对称性的情况下使弱'媒介'粒子获得质量。这一质量可以通过弱作用场内部一定的相互作用来自发地产生，弱作用的规范对称性可能是自发破坏而不是动力学破坏。整体对称性是一个连续变换群，整体对称性自发破缺，零自旋、零质量粒子就会产生，称为戈德斯通(Goldstone)玻色子，如果局部对称规范群自发破缺，部分戈德斯通玻色子将会得到质量，即希格斯机制。温伯格和萨拉姆提出W 和Z 粒子(弱作用的'媒介'粒子)是通过弱作用希格斯机制获得质量的。希格斯场量子是有质量无自旋的玻色子，它与电磁-弱作用场相耦合，在这种耦合的作用下，系统选择了最低能量状态，使得W 和Z 获得大质量。
就在人类以为对称性破缺其实在更大的规范下依旧是对称的，宇宙还是那么对称美丽的时候，对于三体的研究让科学家发现对称性破缺是物质的本性，单体的对称性在三体以上的系统中导致了混沌现象，不可预测，无序的状态，哪里还有科学家眼中的美丽，让人不敢相信宇宙既然如此无序。
对于三体系统在本人的《从三体谈混沌、自组织与系统》中有介绍。
混沌理论，1963年美国气象学家爱德华·诺顿·劳仑次]]提出混沌理论(Chaos)，非线性系统具有的多样性和多尺度性。混沌理论解释了决定系统可能产生[[随机]]结果。理论的最大的贡献是用简单的模型获得明确的非周期结果。在气象、航空及航天等领域的研究里有重大的作用。混沌理论认为在混沌系统中，初始条件十分微小的变化，经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。
自组织理论是关于在没有外部指令条件下，系统内部各子系统之间能自行按照某种规则形成一定的结构或功能的自组织现象的一种理论。该理论主要研究系统怎样从混沌无序的初态向稳定有序的终态的演化过程和规律。认为无序向有序演化必须具备几个基本条件:(1) 产生自组织的系统必须是一个开放系统，系统只有通过与外界进行物质、能量和信息的交换，才有产生和维持稳定有序结构的可能。(2) 系统从无序向有序发展，必须处于远离热平衡的状态，非平衡是有序之源。开放系统必然处于非平衡状态。(3) 系统内部各子系统间存在着非线性的相互作用。这种相互作用使得各子系统之间能够产生协同动作，从而可以使系统由杂乱无章变成井然有序。除以上条件外，自组织理论还认为，系统只有通过离开原来状态或轨道的涨落才能使有序成为现实，从而完成有序新结构的自组织过程。
混沌理论研究的是从有序发展到无序的规则，自组织理论研究的是从无序发展到有序的规则。
如同宇宙存在对称性和对称性破缺两种矛盾的规则一样，这两种理论也是矛盾的规则。
其实这两组矛盾的规则都是源于生存与毁灭的规则。
对于生存与毁灭的规则如今的科学家称为系统学理论。
系统学理论是基于生存需要从外界吸收能量，系统内部需要消耗能量。在这个假设的基础上提出的系统三大原则：
系统第一原则，系统和子系统必须维持自身的稳定和存在。
系统第二原则，子系统与子系统的相互作用必须有利于维持系统的存在。
系统第三原则，子系统不得破坏其他子系统的存在，或者在其他子系统受到破坏时不维持其存在。
从这三个原则出发，发现子系统之间存在生存与竞争，子系统与环境的关系符合“适者生存，不适者毁灭的”的生物进化论。
对称性有利于子系统从外界吸收能量，能适应外界的环境，子系统能获取一个稳定的环境。
在统一力时期，环境是温度无限高，压力无限大，这个时期以如今的科学还不能理解。
在环境改变时，随着温度降低，场开始为了适应环境开始分化，出现了引力场和希格斯场，这是唯一全域性的场。引力子，又称重力子，在物理学中是一个传递引力的假想粒子，引力波是一种特殊的波,任何物体,只要具有质量就会辐射引力波,引力波会与其它有质量的物体进行干涉，从而使该物体产生重力。根据量子力学的波粒二象性,引力波在有观察者对它进行观察时就会“塌缩”成为粒子，即引力子，人类不能直接观察到引力波，而只能观察到引力子。引力子是唯一的宏观粒子。两个物体之间的引力可以归结为构成这两个物体的粒子之间的引力子交换。为了传递引力，引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中，引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。迄今为止人类已经探测到4次引力波现象，证明了引力子的存在。引力场是从引力子的作用范围无限远推出的假设。
希格斯粒子是希格斯场的场量子化激发，它通过自相互作用而获得质量。质量应该是反映“物质运动状态变化的难易程度”（即“改变物质运动状态的难易程度”,惯性）的物理量。希格斯机制应用自发对称性破缺来赋予规范玻色子质量，并将质量赋予规范传播子和费米子。有些基本粒子因为与希格斯场之间相互作用而获得质量，有些没有获得质量。在电弱理论里，从希格斯场的理论物理秉性，可以解释为什么当温度降低到某程度，电磁相互作用与弱相互作用的性质迥然不同，答案是对称性已被打破。
宇宙理论变化图
宇宙以后的变化本文就不讨论了，科学家已经基本了解了宇宙之后 的变化。
引力场赋予物质以引力质量，希格斯场赋予物质以惯性质量。
爱因斯坦的相对论描述引力场规则
相对论公式
根据爱因斯坦的相对论假设，引力质量等于惯性质量，这个假设直到如今任然被实验证明是正确的，但是为什么一样呢？这个假设背后隐藏着什么宇宙更深层次的规则呢？下面是本人的假设。
宇宙最初是真空，但是在真空中存在着量子涨落，大量的粒子与反粒子产生并湮灭。
宇宙大爆炸
经过无限长的时间（这个时候还没有时间的概念，只是为了便于表述），宇宙从真空借来了很大的能量，因为未知的原因没有还给真空，或者在一段时间以后还（没有时间概念所以可能是无限久的这个宇宙时间以后）。这个能量以场的形式存在，称为统一场。（现在科学家已经计算出宇宙处于一个假真空态，也就是宇宙是可能发生真空衰变，也就是将能量还给真空，只是几率极低。）
希格斯场
我猜想统一场这时分为了希格斯场和引力场。（应该有一个对称性破缺的方程，可惜还没找到。）
时标-10^-35秒 ，统一场分解为强力、电弱力和万有引力。(我猜想希格斯场分解为强力场，电磁力场和弱力场，引力场表现为引力。）
时标-10^-5秒 10万亿开，质子和中子形成。
时标0.0001秒，这时的温度达几十万亿开，大于强子和轻子的阈温，光子碰撞产生正反强子和正反轻子，同时其中也有湮灭成光子。在达到平衡状态时，粒子总数大致与光子总数相等，未经湮灭的强子破碎为“夸克”，此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”。宇宙中的粒子品种有：正反夸克，正反电子，正反中微子。最后，有十亿分之一的正粒子存留下来。正粒子能保留下来是因为对称性破缺，感性来讲就是正粒子更团结，组成了正质子和正中子
随着能量转化成质量，宇宙的温度和压强都开始下降，温度1000亿开，小于强子阈温大于轻子阈温。光子产生强子的反应已经停止，强子不再破碎为夸克，质子中子各占一半，但由于正反质子正反中子不断湮灭，强子数量减少。中子与质子不断相互转化，到1.09秒时，温度100亿开，质子：中子=76：24。
以后的宇宙演化如同大爆炸理论所描述的一样，本文就不描述了。
宇宙就是从希格斯场带来的对称性破缺开始产生构成如今宇宙物质的粒子的，下一章再介绍希格斯场，看能不能发现宇宙更多的秘密。
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