Alan Kostelecky
爱因斯坦的相对论一度曾是神圣不可侵犯的物理观念，但为了发现终级理论的证据，科学家正在努力搜寻各种背离相对论的实例。
对相对论的背离，可以表现为镜像反物质时钟的时标速率以及物质沿某些特定方向的拉伸。
相对论是最根本的物理理论的核心。阿尔伯特·爱因斯坦在1905年提出的相对论，其基本的核心思想是物理法则对任何一位惯性观测者——即沿任意方向作匀速运动的观测者——均取相同的形式。相对论预测了一系列著名的效应，包括光速不变性（即所有惯性观测者测得的光速均相同），运动时钟变慢，运动物体的长度收缩，以及质量和能量的等价关系（E=mc2）等。众多高度灵敏的实验已经证实了这些效应，使得相对论现今成了实验物理学基本的实用工具之一。粒子对撞机利用了粒子在高速运动时质量增大、寿命延长的效应，而对放射性同位素进行的实验则与质量转模成能量有关。甚至连消费电子产品也受到相对论的影响：全球定位系统（GPS）必须考虑到时间膨胀效应，因为这种效应使该系统在轨卫星所携带的时钟走动的快慢发生变化。
然而，近年来，把所有已知力与已知粒子整合成一个终极的统一理论的尝试推动了一部分物理学家积极探讨这样一种可能性：相对论的基本原理实际上只是对自然界运行机制的一种近似描述。他们希望，对相对论的微小偏离，有可能正是人们长期以来苦苦追求的终极理论的第一批实验证据。
物理法则对于不同的观测者保持不变，这一性质代表了空间和时间（时空）的一种对称性，称为洛仑兹对称（以荷兰理论物理学家洛仑兹的名字命名，他从1890年代开始研究这一现象。）理想的球体具有一种常见的对称性，叫做旋转对称性：无论你怎样转动球，它看起来都是完全一样的。洛仑兹对称与物体看起来是否不变没有关系，它表示的是物理学法则在旋转以及加速（即速度改变）下的不变性。观测者无论朝什么方向（旋转），也无论他的速度有多快（加速），他看到的物理学法则是相同的。只要洛仑兹对称成立，空间就具有各向同性的特点，即所有方向和所有匀速运动都是等价的，没有一个方向或一种匀速运动高人一等，与众不同。
时空的洛仑兹对称构成了相对论的核心。科学家对速度改变下的对称性进行深入研究后，推导出了所有著名的相对论效应。在爱因斯坦1905年的论文发表以前，有关这些效应的方程已经由包括洛仑兹在内的其他几位研究者建立起来了，但他们通常把这些方程解释为是对物体所发生的物理变化的描述。例如，告诉运动时长度之所以会收缩，是因为原子间的键的长度变短的缘故。爱因斯坦的伟大贡献在于他把所有这些分散的、零碎的成果统一起来，并且意识到长度和时钟的快慢之间存在着紧密的联系。时间和空间这两个原本独立的概念融合成了一个统一的观念：时空。
我们对基本粒子和基本力的最出色的描述，其真正的根基少不了洛仑兹对称这一关键要素。洛仑兹对称与量子力学原理想结合，孕育出了相对论性量子场论这一理论体系。该理论认为，每种粒子或力都由一种充满整个时空并具有适当的洛仑兹对称的场描述。电子或光子之类的粒子则是相关场中定域激发的产物（量子）。粒子物理学的标准模型就是一种相对论性量子场论（标准模型描述所有已知粒子以及除引力外的所有已知力，包括电磁力、弱力和强力。）洛仑兹对称的要求使这一理论中的场的性质和相互作用都受到了严格的约束。许多相互作用本来可以表述成看来似乎成立的项，以加进量子场论的方程中，但由于它们违背了洛仑兹对称，因而还是被排除了。
标准模型并不包括引力相互作用。对引力最成功的描述要数爱因斯坦的广义相对论，它也以洛仑兹对称为基础。（“广义”这个术语的意思是引力也包括在内，而“狭义”相对论则不包括引力。）在广义相对论中，不管观测者取什么方向以及他的运动速度有多快，任一给定地点上的物理学法则对他来说都是相同的，这一点与前面所说的狭义相对论的情况没有什么差别，但引力的作用使不同地点上进行的实验相互间的比较更为复杂了。广义相对论是一种经典理论（即非量子理论），没有人知道如何以完全令人满意的方式把它同基本的标准模型整合成一体。不过，这两种理论可以部分地结合起来，得到一个名为“含重力的标准模型”的理论（the Standard Model with gravity），它可以描述所有粒子和所有4种力。
爱因斯坦的相对论一度曾是神圣不可侵犯的物理观念，但为了发现终级理论的证据，科学家正在努力搜寻各种背离相对论的实例。
对相对论的背离，可以表现为镜像反物质时钟的时标速率以及物质沿某些特定方向的拉伸。
相对论是最根本的物理理论的核心。阿尔伯特·爱因斯坦在1905年提出的相对论，其基本的核心思想是物理法则对任何一位惯性观测者——即沿任意方向作匀速运动的观测者——均取相同的形式。相对论预测了一系列著名的效应，包括光速不变性（即所有惯性观测者测得的光速均相同），运动时钟变慢，运动物体的长度收缩，以及质量和能量的等价关系（E=mc2）等。众多高度灵敏的实验已经证实了这些效应，使得相对论现今成了实验物理学基本的实用工具之一。粒子对撞机利用了粒子在高速运动时质量增大、寿命延长的效应，而对放射性同位素进行的实验则与质量转模成能量有关。甚至连消费电子产品也受到相对论的影响：全球定位系统（GPS）必须考虑到时间膨胀效应，因为这种效应使该系统在轨卫星所携带的时钟走动的快慢发生变化。
然而，近年来，把所有已知力与已知粒子整合成一个终极的统一理论的尝试推动了一部分物理学家积极探讨这样一种可能性：相对论的基本原理实际上只是对自然界运行机制的一种近似描述。他们希望，对相对论的微小偏离，有可能正是人们长期以来苦苦追求的终极理论的第一批实验证据。
物理法则对于不同的观测者保持不变，这一性质代表了空间和时间（时空）的一种对称性，称为洛仑兹对称（以荷兰理论物理学家洛仑兹的名字命名，他从1890年代开始研究这一现象。）理想的球体具有一种常见的对称性，叫做旋转对称性：无论你怎样转动球，它看起来都是完全一样的。洛仑兹对称与物体看起来是否不变没有关系，它表示的是物理学法则在旋转以及加速（即速度改变）下的不变性。观测者无论朝什么方向（旋转），也无论他的速度有多快（加速），他看到的物理学法则是相同的。只要洛仑兹对称成立，空间就具有各向同性的特点，即所有方向和所有匀速运动都是等价的，没有一个方向或一种匀速运动高人一等，与众不同。
时空的洛仑兹对称构成了相对论的核心。科学家对速度改变下的对称性进行深入研究后，推导出了所有著名的相对论效应。在爱因斯坦1905年的论文发表以前，有关这些效应的方程已经由包括洛仑兹在内的其他几位研究者建立起来了，但他们通常把这些方程解释为是对物体所发生的物理变化的描述。例如，告诉运动时长度之所以会收缩，是因为原子间的键的长度变短的缘故。爱因斯坦的伟大贡献在于他把所有这些分散的、零碎的成果统一起来，并且意识到长度和时钟的快慢之间存在着紧密的联系。时间和空间这两个原本独立的概念融合成了一个统一的观念：时空。
我们对基本粒子和基本力的最出色的描述，其真正的根基少不了洛仑兹对称这一关键要素。洛仑兹对称与量子力学原理想结合，孕育出了相对论性量子场论这一理论体系。该理论认为，每种粒子或力都由一种充满整个时空并具有适当的洛仑兹对称的场描述。电子或光子之类的粒子则是相关场中定域激发的产物（量子）。粒子物理学的标准模型就是一种相对论性量子场论（标准模型描述所有已知粒子以及除引力外的所有已知力，包括电磁力、弱力和强力。）洛仑兹对称的要求使这一理论中的场的性质和相互作用都受到了严格的约束。许多相互作用本来可以表述成看来似乎成立的项，以加进量子场论的方程中，但由于它们违背了洛仑兹对称，因而还是被排除了。
标准模型并不包括引力相互作用。对引力最成功的描述要数爱因斯坦的广义相对论，它也以洛仑兹对称为基础。（“广义”这个术语的意思是引力也包括在内，而“狭义”相对论则不包括引力。）在广义相对论中，不管观测者取什么方向以及他的运动速度有多快，任一给定地点上的物理学法则对他来说都是相同的，这一点与前面所说的狭义相对论的情况没有什么差别，但引力的作用使不同地点上进行的实验相互间的比较更为复杂了。广义相对论是一种经典理论（即非量子理论），没有人知道如何以完全令人满意的方式把它同基本的标准模型整合成一体。不过，这两种理论可以部分地结合起来，得到一个名为“含重力的标准模型”的理论（the Standard Model with gravity），它可以描述所有粒子和所有4种力。
