经过PO进一步对问题的说明,我仍然只能“部分地”理解PO的问题:
我理解了什么:PO的问题似乎与三维空间中的转动和反射对称性,以及它们的破缺有关
我不理解什么:没看懂PO说的方向性和极性究竟指什么
还是按我的理解来说明吧,根据PO举的例子
1)球:对称性最高,拥有三维转动和镜面反射的对称性,数学上叫做O(3)群
2)圆柱:三维转动对称性发生了破缺,变成了二维转动和平行于母线的镜面反射对称性,数学上叫O(2)群,以及一个垂直于母线的镜面反射的对称性,数学上叫Z_2群
3)铅笔:Z_2对称性破缺,O(2)对称性保留
4)小恐龙:只有一个反射对称性(Z_2群)
凭感觉来说,可以区分的方向越少,对称性越高
O(3)到O(2)的破缺,可以为我们确定一个转动平面,由于我们的空间只有三维,确定一个二维平面等价于确定一个一维的轴
这也许相当于PO所说的“分‘上下’而不分‘左右’、‘前后’”
O(3)还可以直接破缺到三种离散对称性:四面体群(T群)、八面体群(O群)、十二面体群(I群)
这三个群不能由O(2)的破缺得到
O(2)进一步破缺,可以得到正n边形的二维转动+反射对称性,数学上叫D_n对称性
D_n中的n >= 3,对于n = 2,情况退化到Z_2群,镜面反射就是Z_2群的一个例子
Z_2群是除了平凡群以外最简单的群
平凡群就是不做任何变换
我想进一步说明,但只能在此止步,因为PO所提出的问题还是太模糊了,问题在于:
PO并没有明确地说明圆柱有没有上下之分,而是作为一个问题提了出来
我反问PO几个问题吧:
1:对于正方体(O群),PO想怎么区分方向
2:对于正四棱柱(D_4×Z_2群),PO想怎么区分方向