近日，我院经光银教授团队与丹麦哥本哈根大学波尔研究所Amin Doostmohammadi课题组等国际学者合作，在非平衡态物理与生命活性物质领域取得突破性进展，首次从共形对称性与力学的双重角度，定义了活性湍流的非平衡相变。

共形不变性，即同时满足平移对称性、转动对称性、尺度不变性以及保角变换的一类优美对称性，是理论物理中深刻的数学物理理论之一。

从量子场论、弦理论到凝聚态物理中的二维临界现象，这种严苛的对称性理论是描述复杂物理系统普适规律的关键基石。

近年来，科学家们开始好奇，这种原本用于描述平衡态临界模型的严苛对称性，是否也存在于生命物质这样复杂多变且远离平衡态的系统中。

合作者Amin课题组在2025年在Nature Physics上发表的另一篇论文“Evidence of universal conformal invariance in living biological matter”中，初步揭示了生命物质中普遍存在共形不变性的证据。

尽管这种神秘的共形对称性在活性系统中的物理起源尚未被完全揭示，但探究它是如何被打破的，不仅能够揭示生命系统在时空组织上的物理规律与数学结构，更可能为我们打开一扇通往非平衡态物理普适规律的大门。

这就引出了更大的好奇与追问：是否存在更多的复杂活性生命物质系统也遵循着同样的共形不变性？如此鲁棒的共形对称性，是否可以被生命系统自身的活性调控所打破？

同时，这种共形不变性更为我们理解非平衡态、生命物质以及生命本身提供了独特视角。

物质世界中，相变是最重要且最具有普适性的现象与规律之一。在传统的平衡态物理中，“相”与“相变”有着基于自由能和细致平衡的清晰分类与定义。

然而，生命物质天生就是远离平衡态的，系统在微观尺度上持续消耗能量（例如微管马达蛋白的ATP水解或细菌的游动）以驱动宏观的集体运动。

这使得物理学界困境在于，在面对此类非平衡系统如何去定义“相”？而如何界定“相变”则更是挑战性难题。