对称性破缺与涌现：对称性如何帮助理解生命和智能？

导语对称性（Symmetry）是自然界从微观到宏观都普遍存在的结构，是诸多学科共有主题。在物理学中，对称性原则是牛顿运动定律、电磁学等基本理论的核心；在化学中，分子对称性决定其物理和化学性质；在生命科学中，对称性对生物形态、发育、功能、演化有重要意义。在一个具有对称性的系统中，可以对系统进行某种变换（例如旋转、平移或反射），而系统的基本性质不会改变。然而，当这种对称性被破坏时，这种变换会导致系统的性质发生改变。这就是在自然界同样普遍存在的对称性破缺。The Royal Society 发表的特刊「生命与心智中的对称性和对称性破缺」在导言中指出，在许多情况下，对称性破缺可以导致新的宏观行为的涌现。例如在相变中，液体冷却成固体时的结晶。并且涌现现象可能伴随着对称性破缺。例如铁磁体的磁化伴随着旋转 ………………………………