sở dĩ có sự khác biệt này là bởi vì mặt trăng nhẹ hơn nhiều so với trái đất,
nhưng điều đó không có nghĩa là định luật vạn vật hấp dẫn thay đổi từ nơi
này sang nơi khác. Định luật hấp dẫn của Newton, hay chính xác hơn là của
Einstein, là như nhau, trên trái đất cũng như trên mặt trăng. Sự khác biệt
trong trải nghiệm của nhà du hành vũ trụ chẳng qua là do sự thay đổi trong
chi tiết của môi trường chứ không phải do sự thay đổi của định luật vật lý.
Các nhà vật lý nói rằng hai tính chất nói ở trên của các định luật vật lý,
tức là tính chất không phụ thuộc vào việc ta dùng chúng khi nào và ở
đâu, là những đối xứng của tự nhiên.
Điều mà họ muốn nói ở đây, đó là
tự nhiên xem mọi thời điểm trong thời gian và mọi nơi trong không gian là
đồng nhất, hay đối xứng, bằng cách đảm bảo rằng các định luật vật lý cơ
bản là không thay đổi tại các thời điểm khác nhau trong thời gian và tại
những nơi khác nhau trong không gian. Cũng giống như trong hội họa và
âm nhạc, đối xứng tạo ra sự thỏa mãn sâu sắc; chúng làm nổi bật tính trật tự
và kết hợp trong sự vận hành của vũ trụ. Sự thanh nhã của nhiều hiện tượng
phức tạp, phong phú và đa dạng xuất hiện từ một tập hợp đơn giản các định
luật của vũ trụ ít nhất là một phần của cái mà các nhà vật lý muốn nói khi
dùng tới từ "đẹp".
Trong những thảo luận về các thuyết tương đối hẹp và rộng, chúng ta cũng
đã gặp những đối xứng khác của tự nhiên. Hãy nhớ lại rằng, nguyên lý
tương đối, nguyên lý nằm ở trung tâm của thuyết tương đối hẹp, nói với
chúng ta rằng mọi định luật vật lý đều phải như nhau đối với những người
quan sát chuyển động thẳng đều với nhau. Đó là một đối xứng, bởi vì nó
muốn nói rằng tự nhiên coi tất cả những người quan sát như vậy là đồng
nhất, tức là đối xứng. Mỗi người quan sát đó đều có lý khi tự xem mình là
đứng yên điều đó không có nghĩa là những người quan sát chuyển động
thẳng đều với nhau sẽ có những quan sát đồng nhất với nhau. Như ta đã
thấy ở các chương trước, không thiếu những khác biệt lạ lùng trong những
quan sát của họ. Giống như những khác biệt mà người đi cà kheo cảm thấy
khi đi trên mặt đất và trên mặt trăng, những khác biệt trong các quan sát
chẳng qua chỉ phản ánh sự thay đổi trong những chi tiết của môi trường, vì
hai người quan sát chuyển động thẳng đều với nhau, thậm chí mặc dù
