对称性普遍存在于自然界中，对称现象是物质世界某种本质和内在规律的体现。物理学以研究物质世界规律为对象，研究物理学中的对称性对于探索物质世界有着十分重要的意义，本文从三个方面对物理学中的对称性进行讨论：(1)宏观物质世界中的时空对称性。(2)微观物质世界中的对称性及规范对称性。(3）对称性与守恒律之间的对应关系。
对称现象遍布于自然界中，如人体的左右对称，五角星的旋转对称及四季的更换对称等，这些都属于时空对称，按对称的定义来讲，对称就是指物体相对而又相称，或者说它们相仿，相等。所谓对称性是指：某种变化（或操作）下的不变性。世界上各种事物的对称性表现在两方面：其一是物体形状或几何形体的对称性。如等腰三角形有轴对称性，平行四边形有中心对称性，这是因为根据对称性的定义，我们使等腰三角形和平行四边形分别发生如下变换后图形具有不变性。图一(a)如果把等腰三角形ABC以其高线AD为轴整体地旋转180度则所得的图形将于原来的等腰三角形完全重合；图一(b)中如果把平行四边形ABCD绕其一对角线的交点O整体地旋转180.度，则所得的图形将与原来的平行四边形完全重合。其二是事物进程或物理规律的对称性。所谓物理规律的对称性是指：物理规律在某种变换下的不变性。有一个人们熟悉的例子，当把一个带摆锤的闹钟放到地球上的不同位置时，由于各地的重力加速度不等，导致其快慢不一样，此时，这座钟的运动在不同的地方并不具有重复性（或不变性），但是，能否因此认为，摆锤振动的物理规律在各处不同呢？答案是否定的，摆锤的周期与重力加速度之间的依赖关系并未改变，所以物理规律依然保持不变。
在物理学中，存在着人们熟知的守恒定律。比如，能量守恒定律，动量守恒定律，电荷守恒定律等。它门的出现不是偶然的 ，而是物理规律具有多种对称性的必然结果。因此，研究物理规律的对称性十分重要。这是因为：探索未知的物理规律时可以以普通的对称性作为引导；物理规律的每一种对称性通常都对应一种守恒定律，下面我们首先来分别讨论宏观，微观物理世界中的各种对称性

下列说法中正确的是（　　） A．质量是国际单位制中的基本物理量 B．长度是国际单位制中的基本单位 C．m/

A、国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，故A正确，B错误．
C、m/s是国际单位，但不是基本单位，所以C错误．
D、牛顿第二定律的表达式F=ma，是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的，是导出单位，所以D错误．
故选：A

数学物理学的发展

物理问题的研究一直与数学密切相关。作为近代物理学始点的牛顿力学中，质点和刚体的运动用常微分程来刻画，求解这些方程就成为牛顿力学中的重要数学问题。这种研究一直持续到今天。例如，天体力学中的三体问题和各种经典的动力系统都是长期研究的对象。
在十八世纪中，牛顿力学的基础开始由变分原理所刻画，这又促进了变分法的发展，并且到后来，许多物理理论都以变分原理作为自己的基础。
十八世纪以来，在连续介质力学、传热学和电磁场理论中，归结出许多偏微分方程通称数学物理方程(也包括有物理意义的积分方程、微分积分方程和常微分方程)。直到二十世纪初期，数学物理方程的研究才成为数学物理的主要内容。
此后，联系于等离子体物理、固体物理、非线性光学、空间技术核技术等方面的需要，又有许多新的偏微分方程问题出现，例如孤立子波、间断解、分歧解、反问题等等。它们使数学物理方程的内容进一步丰富起来。复变函数、积分变换、特殊函数、变分法、调和分析、泛函分析以至于微分几何、代数几何都已是研究数学物理方程的有效工具。
从二十世纪开始，由于物理学内容的更新，数学物理也有了新的面貌。伴随着对电磁理论和引力场的深入研究，人们的时空观念发生了根本的变化，这使得闵科夫斯基空间和黎曼空间的几何学成为爱因斯坦狭义相对论和广义相对论所必需的数学理论。许多物理量以向量、张量和旋量作为表达形式在探讨大范围时空结构时，还需要整体微分几何。
随着电子计算机的发展，数学物理中的许多问题可以通过数值计算来解决，由此发展起来的“计算力学”“计算物理”都发挥着越来越大的作用。计算机直接模拟物理模型也成为重要的方法。此外各种渐近方法也继续获得发展。
量子力学和量子场论的产生，使数学物理添加了非常丰富的内容。在量子力学中物质的态用波函数刻画，物理量成为算子，测量到的物理量是算子的谱。在量子场论中波函数又被二次量子化成为算子，在电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用中描述粒子的产生和消灭因此，必须研究各种函数空间的算子谱、函数的谱分析和由算子所形成的代数。同时还要研究微扰展开和重正化(处理发散困难)的数学基础。此外，用非微扰方法研究非线性场论也是一个令人注目的课题。
物理对象中揭示出的多种多样的对称性，使得群论显得非常有用。晶体的结构就是由欧几里得空间运动群的若干子群给出。正交群和洛伦茨群的各种表示对讨论具有时空对称性的许多物理问题有很重要的作用。
基本粒子之间，也有种种对称性，可以按群论明确它们的某些关系。对基本粒子的内在对称性的研究更导致了杨-米尔斯理论的产生。它在粒子物理学中意义重大，统一了弱相互作用和电磁相互作用的理论，提供了研究强子结构的工具。这个理论以规范势为出发点，而它就是数学家所研究的纤维丛上的联络(这是现代微分几何学中非常重要的一个概念)。有关纤维丛的拓扑不变量也开始对物理学发挥作用。
微观的物理对象往往有随机性。在经典的统计物理学中需要对各种随机过程的统计规律有深入的研究。