אינווריאנטיות

גודל או חוק אינווריאנטי תחת טרנספורמציה אם הפעלת הטרנספורמציה משאירה אותו בלתי משתנה. אינווריאנטיות היא המקבילה הטכנית המדויקת של סימטריה, ושתי המילים משמשות לעיתים קרובות בצורה מתחלפת בפיזיקה. האמירה "הלגרנז'יאן אינווריאנטי תחת הזזה בזמן" זהה לאמירה "למערכת יש סימטריית הזזה בזמן".

אינווריאנטיות שונות עומדות בבסיס תיאוריות שונות. אינווריאנטיות גלילאית — שחוקי המכניקה נראים אותו הדבר בכל מערכת הנעה באופן אחיד — היא הנחת יסוד של הפיזיקה הניוטונית. אינווריאנטיות לורנץ — החיזוק הרלטיביסטי של האינווריאנטיות הגלילאית הכוללת את מהירות האור כקבוע אוניברסלי — היא הנחת היסוד של תורת היחסות הפרטית. אינווריאנטיות דיפיאומורפית — שהחוקים אינם תלויים בבחירה ספציפית של קואורדינטות — היא הלב של תורת היחסות הכללית. אינווריאנטיות כיול — חופשי פאזה מקומיים — הן המאפיין המגדיר של המודל הסטנדרטי.

משפט נתר קושר אינווריאנטיות רציפה לחוקי שימור, והופך את האינווריאנטיות לא רק לתכונה פורמלית אלא למקור של כל דבר נשמר בפיזיקה. הסתכלות על האינווריאנטיות של תיאוריה היא הדרך שבה פיזיקאים מחלצים מה היא חוזה, ושבירת אינווריאנטיות שהונחה קודם היא הדרך שבה הם מגלים פיזיקה חדשה.