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今日，我们将赠予由上海文艺出版社提供的优质科普书籍《银河帝国：基地七部曲》。
可曾想过，未来是否可被公式解读？
科学的力量，究竟重要至何种程度？
人类进化的下一步，将指向何方？
家喻户晓的“机器人三大定律”，其背后隐怎样的深意？
为何机器人与AI均需遵循这三大定律的设计原则？
纪念科幻大师阿西莫夫诞辰100周年，被誉为“神一样的男人”的阿西莫夫，其代表作《银河帝国》系列被人类历史评为不容错过的系列小说。在这部作品中，大师以轻松易读的方式，构建了一个未来世界，充满了科学思维的严谨与戏剧性的冲突。
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翻译：无译
审校：Nuor
在物理学中，考虑对称性是件好事。二十世纪代，保罗·狄拉克建立了描述电子行为的方程。这个方程中有一项未解的算式，通过对称性的思考，狄拉克为其找到了物理解释。几年后，正电子在宇宙射线中被发现，如今它在诊断中造福了无数人。
你脑中的PET扫描图像，或许也蕴对称的奥秘。
这种与对称性的关系并非个例。在物理学中，人们发现某些不变的物理量或模式，暗示着基础性质的探索。比如，守恒定律——某些特定的物理量如能量、动量或电荷量等，无法凭空产生或消失，是守恒的量。1915年，数学家埃米·诺特将守恒量和对称性相联系。
这是物理学与对称性之间的深刻联系。而当我们把目光从宇宙中移开，对称性也能帮助我们推测宇宙的样子。例如，它能帮助我们推断引力的存在。
引力与运动
我们能在火车上享受美食，因为火车匀速行驶时物体行为如静止。
物理定律在旋转操作下的不变性使我们思考这样一个情景：将一个人放入无窗盒子，他无法判断方向。盒子的运动状态与内部实验无法区分，这体现了另一种对称性：两个惯性参考系中的物理规律完全相同。
那么，当盒子加速或减速时会发生什么呢？居民还会遵守大自然的对称性吗？实际上，这正是引力出现的时候。盒子里的事物会感受到一种奇怪的力量，如果盒子附近有合适质量的物体，这种物体的引力会拉动盒内物体，其运动方式与盒子的加速度造成的运动相同。
电场与重力场
带电粒子产生电场，而重力也是同样重要的。在一个没有重力的世界中，我们可以测量出加速度的大小。处于有和重力性质相似的力的世界中，我们才能观察到力和加速度之间的对称性。
对称性与其他力
爱因斯坦受到对称性的启发，提出了关于重力的广义相对论。之后，物理学家意识到其他力也有和重力相似的对称性。这种对称性不仅可以告诉我们关于基本粒子的信息，还能帮助我们得出支配基本粒子的理论。
更令人惊奇的是，电磁相互作用和弱相互作用这两种基本的相互作用其实是同一种相互作用的不同表现。它们可以用统一的数学框架——规范理论来描述。
对称性的破缺
一枝铅笔的倒下，看似无序，实则蕴旋转对称的规律。但在某些情况下，这些力看似不同，其实是因为潜在的对称性隐藏了起来。