對稱性
1918 年德國數學家艾米·諾特(A·E·Noether)提出著名諾特定理(Noether theorem):作用量的每一種對稱性都對應一個守恆定律，有一個守恆量。從而將對稱和守恆性這兩個概念是緊密地聯繫在一起的。
物理定律的對稱性也意味著物理定律在各種變換條件下的不變性。由物理定律的不變性，我們可以得到一種不變的物理量，叫守恆量，或叫不變量。
比如空間旋轉對稱，它的角動量必定是守恆的;空間平移對稱對應於動量守恆，電荷共軛對稱對應於電量守恆。
愛因斯坦提出"在慣性參考系變換操作下，物理規律保持不變"，這個就是狹義相對性原理。進一步推廣為:在任意參考系變換操作下，物理規律保持不變，這個就是廣義相對性原理。
諾特定理告訴我們，一個沒有對稱性的世界，物理定律也變動不定。
1926 年，維格納(E.Wigner)提出了宇稱守恆(Parity conservation)定律，就是把對稱和守恆定律的關係進一步推廣到微觀世界。
在微觀世界裡，基本粒子有三個基本的對稱方式:一個是粒子和反粒子互相對稱，即對於粒子和反粒子，定律是相同的，這被稱為電荷(C)對稱;一個是空間反射對稱，即同一種粒子之間互為鏡像，它們的運動規律是相同的，這叫宇稱(P);一個是時間反演對稱，即如果我們顛倒粒子的運動方向，粒子的運動是相同的，這被稱為時間(T)對稱。如果物質最基本層面的對稱能夠成立，那麼對稱就是物質的根本屬性，所以弱力環境中的宇稱守恆雖然未經驗證，也理所當然地被當時認為遵循宇稱守恆規律。
1956 年，兩位美籍華裔物理學家--李政道和楊振寧大膽提出宇稱不守恆，從而解決"θ-τ之謎"。
自從宇稱守恆定律被李政道和楊振寧打破後，科學家很快又發現，粒子和反粒子的行為也並不是完全一樣的，存在輕微不對稱，這導致宇宙大爆炸之初生成的物質比反物質略多了一點點，大部分物質與反物質湮滅了，剩餘的物質才形成了我們今天所認識的世界。1998 年歐洲原子能研究中心的科研人員發現，正負K介子在轉換過程中存在時間上的不對稱性。至此，粒子世界的物理規律的對稱性全部破碎了。
數學上，這些對稱性由群論來表述。上述例子中的群分別對應著伽利略群，洛倫茲群和U(1)群。
在粒子物理的標準模型中，強相互作用，弱相互作用和電磁相互作用的規範群分別為SU(3)，SU(2)和U(1)。
除此之外，其他群也被理論物理學家廣泛地應用，如大統一模型中的SU(5)，SO(10)和E6群，超弦理論中的SO(32)。
對稱性破缺
人類從對稱性發現了宇宙中最顯然的規則，就在所有科學家為宇宙之美而感嘆使，弱相互作用下的不對性出現了。
李政道認為對稱性原理均根植於"不可觀測量"的理論假設上;不可觀測就意味著對稱性，任何不對稱性的發現必定意味著存在某種可觀測量。李政道說:"這些'不可觀測量'中，有一些只是由於我們目前測量能力的限制。當我們的實驗技術得到改進時，我們的觀測範圍自然要擴大。因而，完全有可能到某種時候，我們能夠探測到某個假設的'不可觀測量'，而這正是對稱破壞的根源。
這和"對稱性破缺則是由'宏觀'走向'微觀'而展現事物差異性的方式"哲學觀點是一致的。
假如沒有對稱性破缺，這個世界將會失去活力，也將是單調、黯淡的，也不會有生物。自然界同樣也存在著諸多對性破缺的例子。比如:弱作用力下的宇稱不守恆、粒子與反粒子的不對稱、手性分子的對稱性破缺等等。
斯蒂芬·溫伯格(Steven Weinberg)和阿卜杜斯·薩拉姆(Abdus Salam)各自獨立地發現有可能在不破壞弱作用內在的規範對稱性的情況下使弱"媒介"粒子獲得質量。這一質量可以通過弱作用場內部一定的相互作用來自發地產生，弱作用的規範對稱性可能是自發破壞而不是動力學破壞。整體對稱性是一個連續變換群，整體對稱性自發破缺，零自旋、零質量粒子就會產生，稱為戈德斯通(Goldstone)玻色子，如果局部對稱規範群自發破缺，部分戈德斯通玻色子將會得到質量，即希格斯機制。溫伯格和薩拉姆提出W 和Z 粒子(弱作用的"媒介"粒子)是通過弱作用希格斯機制獲得質量的。希格斯場量子是有質量無自旋的玻色子，它與電磁-弱作用場相耦合，在這種耦合的作用下，系統選擇了最低能量狀態，使得W 和Z 獲得大質量。
就在人類以為對稱性破缺其實在更大的規範下依舊是對稱的，宇宙還是那麼對稱美麗的時候，對於三體的研究讓科學家發現對稱性破缺是物質的本性，單體的對稱性在三體以上的系統中導致了混沌現象，不可預測，無序的狀態，哪裡還有科學家眼中的美麗，讓人不敢相信宇宙既然如此無序。
對於三體系統在本人的《從三體談混沌、自組織與系統》中有介紹。
混沌理論，1963年美國氣象學家愛德華·諾頓·勞侖次]]提出混沌理論(Chaos)，非線性系統具有的多樣性和多尺度性。混沌理論解釋了決定系統可能產生[[隨機]]結果。理論的最大的貢獻是用簡單的模型獲得明確的非週期結果。在氣象、航空及航天等領域的研究裡有重大的作用。混沌理論認為在混沌系統中，初始條件十分微小的變化，經過不斷放大，對其未來狀態會造成極其巨大的差別。
自組織理論是關於在沒有外部指令條件下，系統內部各子系統之間能自行按照某種規則形成一定的結構或功能的自組織現象的一種理論。該理論主要研究系統怎樣從混沌無序的初態向穩定有序的終態的演化過程和規律。認為無序向有序演化必須具備幾個基本條件:(1) 產生自組織的系統必須是一個開放系統，系統只有通過與外界進行物質、能量和信息的交換，才有產生和維持穩定有序結構的可能。(2) 系統從無序向有序發展，必須處於遠離熱平衡的狀態，非平衡是有序之源。開放系統必然處於非平衡狀態。(3) 系統內部各子系統間存在著非線性的相互作用。這種相互作用使得各子系統之間能夠產生協同動作，從而可以使系統由雜亂無章變成井然有序。除以上條件外，自組織理論還認為，系統只有通過離開原來狀態或軌道的漲落才能使有序成為現實，從而完成有序新結構的自組織過程。
混沌理論研究的是從有序發展到無序的規則，自組織理論研究的是從無序發展到有序的規則。
如同宇宙存在對稱性和對稱性破缺兩種矛盾的規則一樣，這兩種理論也是矛盾的規則。
其實這兩組矛盾的規則都是源於生存與毀滅的規則。
對於生存與毀滅的規則如今的科學家稱為系統學理論。
系統學理論是基於生存需要從外界吸收能量，系統內部需要消耗能量。在這個假設的基礎上提出的系統三大原則：
系統第一原則，系統和子系統必須維持自身的穩定和存在。
系統第二原則，子系統與子系統的相互作用必須有利於維持系統的存在。
系統第三原則，子系統不得破壞其他子系統的存在，或者在其他子系統受到破壞時不維持其存在。
從這三個原則出發，發現子系統之間存在生存與競爭，子系統與環境的關係符合“適者生存，不適者毀滅的”的生物進化論。
對稱性有利於子系統從外界吸收能量，能適應外界的環境，子系統能獲取一個穩定的環境。
在統一力時期，環境是溫度無限高，壓力無限大，這個時期以如今的科學還不能理解。
在環境改變時，隨著溫度降低，場開始為了適應環境開始分化，出現了引力場和希格斯場，這是唯一全域性的場。引力子，又稱重力子，在物理學中是一個傳遞引力的假想粒子，引力波是一種特殊的波,任何物體,只要具有質量就會輻射引力波,引力波會與其它有質量的物體進行干涉，從而使該物體產生重力。根據量子力學的波粒二象性,引力波在有觀察者對它進行觀察時就會“塌縮”成為粒子，即引力子，人類不能直接觀察到引力波，而只能觀察到引力子。引力子是唯一的宏觀粒子。兩個物體之間的引力可以歸結為構成這兩個物體的粒子之間的引力子交換。為了傳遞引力，引力子必須永遠相吸、作用範圍無限遠及以無限多的型態出現。在量子力學中，引力子被定義為一個自旋為2、質量為零的玻色子。迄今為止人類已經探測到4次引力波現象，證明了引力子的存在。引力場是從引力子的作用範圍無限遠推出的假設。
希格斯粒子是希格斯場的場量子化激發，它通過自相互作用而獲得質量。質量應該是反映“物質運動狀態變化的難易程度”（即“改變物質運動狀態的難易程度”,慣性）的物理量。希格斯機制應用自發對稱性破缺來賦予規範玻色子質量，並將質量賦予規範傳播子和費米子。有些基本粒子因為與希格斯場之間相互作用而獲得質量，有些沒有獲得質量。在電弱理論裡，從希格斯場的理論物理秉性，可以解釋為什麼當溫度降低到某程度，電磁相互作用與弱相互作用的性質迥然不同，答案是對稱性已被打破。
宇宙理論變化圖
宇宙以後的變化本文就不討論了，科學家已經基本瞭解了宇宙之後 的變化。
引力場賦予物質以引力質量，希格斯場賦予物質以慣性質量。
愛因斯坦的相對論描述引力場規則
相對論公式
根據愛因斯坦的相對論假設，引力質量等於慣性質量，這個假設直到如今任然被實驗證明是正確的，但是為什麼一樣呢？這個假設背後隱藏著什麼宇宙更深層次的規則呢？下面是本人的假設。
宇宙最初是真空，但是在真空中存在著量子漲落，大量的粒子與反粒子產生並湮滅。
宇宙大爆炸
經過無限長的時間（這個時候還沒有時間的概念，只是為了便於表述），宇宙從真空借來了很大的能量，因為未知的原因沒有還給真空，或者在一段時間以後還（沒有時間概念所以可能是無限久的這個宇宙時間以後）。這個能量以場的形式存在，稱為統一場。（現在科學家已經計算出宇宙處於一個假真空態，也就是宇宙是可能發生真空衰變，也就是將能量還給真空，只是幾率極低。）
希格斯場
我猜想統一場這時分為了希格斯場和引力場。（應該有一個對稱性破缺的方程，可惜還沒找到。）
時標-10^-35秒 ，統一場分解為強力、電弱力和萬有引力。(我猜想希格斯場分解為強力場，電磁力場和弱力場，引力場表現為引力。）
時標-10^-5秒 10萬億開，質子和中子形成。
時標0.0001秒，這時的溫度達幾十萬億開，大於強子和輕子的閾溫，光子碰撞產生正反強子和正反輕子，同時其中也有湮滅成光子。在達到平衡狀態時，粒子總數大致與光子總數相等，未經湮滅的強子破碎為“夸克”，此時夸克處於沒有任何相護作用的“漸進自由狀態”。宇宙中的粒子品種有：正反夸克，正反電子，正反中微子。最後，有十億分之一的正粒子存留下來。正粒子能保留下來是因為對稱性破缺，感性來講就是正粒子更團結，組成了正質子和正中子
隨著能量轉化成質量，宇宙的溫度和壓強都開始下降，溫度1000億開，小於強子閾溫大於輕子閾溫。光子產生強子的反應已經停止，強子不再破碎為夸克，質子中子各佔一半，但由於正反質子正反中子不斷湮滅，強子數量減少。中子與質子不斷相互轉化，到1.09秒時，溫度100億開，質子：中子=76：24。
以後的宇宙演化如同大爆炸理論所描述的一樣，本文就不描述了。
宇宙就是從希格斯場帶來的對稱性破缺開始產生構成如今宇宙物質的粒子的，下一章再介紹希格斯場，看能不能發現宇宙更多的秘密。
