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当过冷水遇到任何与水分子不同的分子时,此时水滴内的对称性产生破缺,水立刻以这个破缺点为中心开始凝结,变成冰。
如果过冷水是从空中降落,则成为冰雹。
类似状况,雪花的形成。
当气温很低而空气中水汽充足,形成大量冰晶核。
这些核相互接触,因冰中水分子形状和液体中不同,张角是13圆弧,所以形成各种六角形。
因冰中水分子连接保持六角旋转对称,最终形成的雪花维持六角旋转对称。
在冷兵器战争年代,战争经常围绕着城墙进行。
进攻一方采用各种手段破坏城墙,最易选择的地方就是城墙的薄弱位置。
而这个薄弱位置正是城墙防御平移对称性的破缺点。
按照木桶理论,一个木桶能装水的容量取决于最短的木板。
木桶本身是旋转对称,每个木板长度都应该是一致的。
但出现了对称破缺,导致整体性能下降。
类似的情况是产品的寿命,当产品到了寿命终点,每个器件都应当处于同样状态。
当出现对称破缺,某个器件还可以坚持使用,就出现了资源浪费。
实际系统中出现的对称破缺可能是局部微小的扰动放大到全局。
一个环状多米诺骨牌组,保持平移和旋转对称。
某个骨牌倒下,导致骨牌全倒。
倒下的骨牌正面向上,则所有骨牌都正面向上,反之亦然。
以法国人Bénard的名字命名的一种对流,也是对称破缺放大到全局的事例。
在扁平器皿中放置薄层(相对器皿等尺寸非常小)水,在底部均匀加热。
器皿底部水和上层水形成温差。
因为加热均匀,整个器皿内水保持水平平移对称,在水的上下有均匀温差,热以传导的形式传递。
当上下温差达到一定程度时,对流突然发生!
从液体上空来看,出现六角形花纹,如同蜂窝。
水的对流是从六角形中心上升,边缘下降。
对流发生时,某点的扰动影响突然扩展到全部液体。
和多米诺骨牌相同(有条件时,可尝试进行对流实验,体验导、火索的出现,事实上,大气中经常出现Bénard对流)。
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