究竟何谓美呢？这哲学问题某程度上答案因人而异。正所谓「情人眼里出西施」，「咸鱼青菜各有所爱」，当然大妈广场舞也能盛行及得人欣赏，你便知道美学没一个绝对的客观标准⋯那「理性为主，不重感情」 的物理学家对美的本质又有什么看法呢？究竟（理论）物理学家是如何欣赏自然世界的美，评价一个理论美与否呢？
这其实只是普通人的刻板印象与偏见，科学家/物理学家也是人，大部分也不像电影或小说所描写那般麻木不仁，是没感情一切以理性为先的怪人！
物理学家眼中的美学准则– 对称美
虽然哲学层面上美学的本质或许没有绝对答案，但每个人至少也有自己的一套看法，那物理学家们呢？每当你听到理论物理学家评论或赞一个理论「很美」时，究竟他们是在用什么准则评价，出于什么原因这么认为呢？难道与找男/女朋友一样只凭感觉，合眼缘与否？
当然不是啦！（理论）物理学家不是政治家，大部分没深造过语言伪术，没那么多套路，他们评价物理理论及自然世界时其实有一套严谨的美学准则–简单（simple）及对称性（ symmetry )。这里说的简单不是单纯指愈容易理解，涉及愈少复杂的数学公式/理论便愈好。（理论）物理学追求的是一套在尽可能简单，最少假设情况下尽可能解释自然世界最多现象的理论，而最终极目标当然就是能够解释到物理世界所有东西的万有理论（theory of everything ）。正如爱因斯坦所说：
“Everything should be made as simple as possible, but not simpler.” – Albert Einstein（一切应该尽可能的简单,但不能太简单）
至于对物理学家来说什么是简单，怎样才算尽可能简单，背后其实涉及贝氏统计学理论而且某程度属哲学问题，下次有机会再详细谈。今次小弟想和大家讨论一下后者，即是对称性。
#在现实物理学世界左与右其实是有分别的。有关左与右的物理学有机会再详细谈
在数学和物理中对称性简单可以分为两种：连续对称（continuous symmetry）和散离对称（discrete symmetry）。圆形/球体就是最简单拥有连续对称性的形状，而正方形的对称性则属散离，把它旋转的话要每90度外观才会变回一模一样。我们身处的自然世界，现实中的物理系统其实也存在着很多很多林林总总不同的对称性。观察及研究时考虑对称性，很多时候还可以将复杂的物理系统简化，省却繁复的运算，实验及推论过程。例如就如计算抛物线运动般，在重力，外在环境条件不变的情况下我们可以透过系统方程的对称性直接推导出物件在往上跟往下运行时的过程相类似，运行一样距离时两者所需时间一样。
守恒定律是世界真理，永远都对？
大家高中读物理时常会遇到一堆守恒定律，什么能量守恒、动量守恒、角动量守恒等等，但你又有没有认真想过这些定律怎么来呢？会不会觉得这些守恒定律有什么深层物理意义，只是一堆透过实验与经验累积所得的定理？会不会认为它们就如动画世界中「等价交换」，「一即是全，全即是一」那种永恒不变的真理？如果你真的这样想便错了！每一条守恒定律其实背后也对应着系统本身的一种连续对称性，而且不是永恒是对的。这是诺特定理（Noether"s theorem），理论物理学上世纪其中一项最重要及影响深远的发现。具体学术一点的说法，诺特定理指的是：
每个局部作用下的可微分对称性（differentiable symmetry）都存在着一个相对应的守恒定律。
紧记必须为连续可微分对称性，必须为连续可微分对称性，必须为连续可微分对称性。
发现及完整证明这个定理的是较少大众认识和提及，但连爱因斯坦等一众著名物理学家和数学家也欣赏，并称颂她为数学史上最重要的一位女士–理论物理及数学家艾米·诺特（Emmy Noether )
根据诺特定理，动量守恒和能量守恒其实是物理系统在3维空间及在时间轴上存在平移对称性的结果。空间/时间平移对称是指同一情况或实验放在地点与时间（x,t），跟把它们放在（x+a, t+b）是没分别的。同一原理，角动量守恒背后对应的是旋转对称，如图所示。
诺特定理颠覆了物理学家对守恒定律一直以来的看法，守恒定律其实并不是根本永恒不变的真理。即使是大家日常生活习以为常，以为永远都对的守恒定律，它们在系统相对应的对称性被破坏那一刻亦会同时失效。就如在浩瀚的宇宙，宇宙膨胀所导致的宇宙红移本身就是违反能量守恒的经典例子。这结果是因为用于描述宇宙演化背后的广义相对论摒弃了自牛顿甚至更久远之前物理学家一直信奉的绝对时空概念，理论所描述的4维(3+1)时空不再是独立永恒不变而是会根据物质能量的分布随时间演化。既然时空不再是独立存在及永恒不变，时间平移对称有被破坏的可能，那很自然广义相对论会推导出宇宙膨胀，宇宙整体能量不守恒的结果。
