Aslında
, fizik yasalarının uyması gereken simetriler, korunma ilkelerine karşılık gelir.
20. Yüzyıl'ın başlarında Emmy Noether tarafından matematiksel olarak ispatlanmış
bulunan ve kendi adıyla anılan teoreme göre; örneğin; 'uzayda öteleme ve dönme
ile zamanda öteleme' işlemleri altındaki simetriler, sırasıyla; doğrusal ve açısal
momentumla enerjinin korunumunu zorunlu kılarlar. Bunun neden böyle olması gerektiği,
çok basit olarak; 5. yüzyıl Grek düşünürlerinden Joannes Philoponus'un, Aristo'nun
'hareket' konusundaki tezlerini eleştirmek için kullandığı düşünce deneylerinden
yararlanılarak anlaşılabilir. Şöyle ki, bir cismin; her yerde aynı, yani homojen
olduğu varsayılan boş bir uzayda sabit hızla hareket etmekte olduğunu düşünelim.
Bu cismin hızı herhangi bir noktada değişecek olursa, bu durum; o noktanın, uzayın
diğer noktalarından farklı olduğu anlamına gelecek ve homojenlik varsayımı geçerliliğini
yitirecektir. Dolayısıyla hız değişemez ve momentum korunmak zorundadır. Öte yandan;
her yönde aynı, yani izotropik olduğu varsayılan boş bir uzayda, belli bir eksen
etrafında sabit bir açısal hızla dönmekte olan bir cismin açısal hızı, herhangi
bir açısal konumda değişecek olsa; o açısal konumun belirlediği yön, diğerleriyle
aynı olmaktan çıkar ve izotropiklik varsayımı geçerliliğini yitirir. Dolayısıyla;
açısal hız aynı kalmak, açısal momentum da korunmak zorundadır. Son olarak, hareket
halindeki bir cismin toplam enerjisinin herhangi bir anda değişmesi, o anın diğerlerinden
farklı olduğu anlamına gelir ve zaman üzerinde öteleme işlemi altında simetri
ilkesi zedelenir. Dolayısıyla cismin toplam enerjisi; zamanla değişemez, korunur.
Görüldüğü
gibi simetri ilkeleri, uzay-zamanın her yerde ve her yönde aynılığının doğal bir
sonucu gibi duruyor. Bu durum, klasik mekanik için olduğu kadar, kuantum mekaniği
için de geçerli. Ayrıca, kuantum mekaniksel dalga fonksiyonlarının sağladığı bir
simetri daha var..