對稱性與點群

恆等操作(identity operation)

恆等操作就是「什麼都不做」的移動,或者你也可以說,把物體整整轉 360 度,讓每個原子都回到原本的位置。這聽起來微不足道,但每一個物體都擁有它,連一團沒形狀的東西也有,而它扮演的角色就像乘法裡的 1、加法裡的 0:什麼都不改變的中性成員。

為什麼要替「什麼都沒做」命名?因為對稱是用群來描述的,而群裡必須有一個恆等元,好讓每個操作都有東西可以與之組合、可以回歸。在國際(赫曼-摩根)記號裡它寫作 1(一重軸:轉滿一整圈);在熊夫利記號裡它寫作 E(源自德文 Einheit,「單位」)。若一個晶體唯一的對稱就是恆等操作,它屬於點群 1(熊夫利記號 C1),這是最低的對稱,出現在三斜晶系。

實務上,正是恆等操作讓計數自洽。把任何操作和它的反操作組合,就落回恆等;正是這種封閉性,讓 32 個點群和 230 個空間群成為精確、有限的清單,而不是沒完沒了的集合。

點群 1(C1)只含一個操作:恆等操作。一個帶著完全歪斜基元的三斜晶體,恰好只有這一個、別無其他。

恆等操作讓每個原子留在原地,中性的「什麼都不做」操作。

別把恆等操作 1(轉滿 360 度,符號為 1)和反演中心(符號為 1 上加一橫,讀作 1-bar)搞混。它們符號相似,感覺卻相反:一個什麼都不改,一個把物體通過一點翻轉過去。

又称
identityE恆等元