你说的没错,所以说可能。哈密顿量的对称性是针对空间平移变换,空间旋转变换和时间平移变换不变而言的,对于空间反演变换本身比较复杂,弱作用下宇称还不守恒。
其实能级的简并性并不是单纯的量子概念,而是对应于能级的分裂(解简并过程)。当我们采用了一系列好量子数来描述一个能级时,比方说氢原子轨道,通过1s,2s,2p等等来分别标定电子处的能量位置,这种标定叫做term,而具体到电子的自旋和轨道角动量耦合时,这种标定叫level,所以在一般情况下,能级的超精细结构是当做一种简并态来处理的。当原子比较大时,还要考虑原子核和电子的轨道耦合,这种情况就是能级的超精细结构。如果没有电效应或者磁效应,用诸如径向量子数和轨道角动量量子数不能完全区分能级的时候,引入的自旋量子数就是带来简并态的原因。
我这里只是用原子物理体系来举一个例子,向你说明简并度并不与哈密顿量有必然的逻辑联系,但是当一个物理体系有良好的对称性,那么它有可能存在很高的简并度。你可以参考自旋单态和自旋三重态的区别,自旋三重态由于粒子交换波函数不改变故而出现三重简并的状态。
我个人的看法是,与哈密顿量对易可以推出守恒(对应于一种对称,可以参考任何一本高量课本),但是这种对称并不一定导致简并态的出现,简并态对应于耦合或者是量子数的可交换。但是这中简并性与哈密顿量对应的微分方程形式有关,比方说涉及自旋等相对论效应要使用狄拉克方程一样,方程中的变量只有哈密顿量,所以简并一定与哈密顿量有关,但是更确切地说应该是与解有关。
所以你所想象的那种一眼看出简并性,我认为应该是困难的。
你的这个问题涉及了物理学的本质问题,从守恒性思考是物理中群论的基本观点,如果你有兴趣也可以参看一下
只有特殊情况才能直接由对称性分析得到能级简并的信息吧。。。
通常都是要老老实实解方程的
写到这里我发现一楼已经说了。。。
此外,你解过你说的那种情况吗?我看它依然是无简并的
最后,解释一下我的观点,当我们说哈密顿量算符和某算符对易有可能导致简并时,通常指的那个算符是任意一个别的力学量对应的算符。所以,仅仅分析宇称算符应该没什么特殊的意思
哈密顿量具有某种对称性,还不能肯定就会造成系统能级的简并,但是系统的对称性与简并到是有很大的关系。这和微扰有些相似,加入微扰就破坏了系统的对称性,从而使得有些简并解除。