宇稱不守恆說了啥？楊振寧和李政道的發現有多大意義

　　2019年03月04日 09:43 新浪科技綜合

　　
　　來源：返樸

　　長尾科技/文

　　如果我們堅信物理的基本定律是完美無缺的，那我們就必須認為現有的描寫基本粒子的標準理論並不是基本的，我們還需要尋求一個更基本的理論。——文小剛

　　宇稱不守恆，這是一個讓許多中國人既熟悉又陌生的詞語！

　　熟悉，是因為這是全球華人的第一個諾貝爾獎，我們的教科書和媒體會經常提到這個也是很自然的事情；陌生，是因為大多人除了知道楊振寧和李政道發現了它以外，完全不知道這個宇稱不守恆到底在說啥。

　　另外，跟前沿理論物理的一大堆讓人懵圈的專業術語相比，「宇稱不守恆」這五個字看起來還是很親民的。畢竟我們中學時代就學過能量守恆、動量守恆，對守恆的概念還是很熟悉的，而「宇稱」聽起來應該和宇宙的某種對稱性有關。然而，宇稱到底是什麼呢？為什麼它不守恆？為什麼宇稱的不守恆會讓科學界如此震動，以至於楊振寧和李政道在1956年6月提出了宇稱不守恆，1957年的諾貝爾物理學獎立刻頒給了他們？

　　05宇稱不變性

　　在《物理定律對稱之美，物態對稱破缺之美 | 眾妙之門》一文中我們做了很多鋪墊，解釋了物理中對稱性和守恆量的關係。這篇文章我們將專註於鏡面的反射對稱。物理定律是否遵循反射對稱呢？如果遵循反射對稱，那麼它對應的守恆定律又叫什麼呢？沒錯，跟鏡像反射對稱，也就是左右對稱相對應的這個守恆量，就是宇稱。宇稱也跟物體的質量、電荷一樣，是描述基本粒子性質的一個物理量。

　　所以，我們說物理定律的宇稱不變性，其實就是說物理定律在經過鏡面反射對稱處理之後依然保持不變，簡單的說就是鏡子里的世界跟外面的世界遵循同樣的物理定律。

　　

　　怎麼通俗地理解這個事？舉個例子，我們每個人都有照鏡子的體驗，因為人體的特殊對稱性，鏡子里的人看起來跟鏡子外面的人一模一樣，但是左右顛倒了。也就是說，鏡子外面的人動一下左腿，你會感覺到鏡子裡面的人動了一下右腿。如果這時候外面還有一個足球，鏡子外面的人用左腿提了一下足球，這個足球會按照牛頓運動定律被踢開，同時我們會看到鏡子裡面的人會用右腿把把這個足球朝另一個方向踢開，現在問題的關鍵是：鏡子裡面的人踢足球這個過程是否滿足牛頓運動定律？

　　如果也滿足牛頓運動定律，那我們按照定義就可以說牛頓運動定律在鏡面反射對稱下具有不變性，也就是具有宇稱不變性，那這個過程就宇稱守恆。

　　可以想象一下，如果現實生活中你真的有一個一模一樣的雙胞胎，這個雙胞胎完全按照你鏡子里的樣子站立，按照你鏡子里的樣子用右腿踢那個球，雙胞胎的球和鏡子里的球會按照一樣的軌跡運動么？

　　答案是肯定的，鏡子里的世界跟你一樣遵循牛頓運動定律，根據牛頓運動定律根本無法區分鏡子裡面和外面的世界。如果你有魔力把鏡子里的人和球都摳到現實世界里來，你會發現他跟你除了左右相反之外，他踢球的過程跟你平常的感覺是一模一樣的，踢出去的球依然是一條優美的拋物線。

　　這也就是說，牛頓運動定律具有嚴格的宇稱不變性，按照牛頓運動定律發生的過程嚴格宇稱守恆。其實，不止是牛頓運動定律，在四大基本相互作用力里，電磁力、引力、強力的物理規律都具有宇稱不變性，由它們支配的過程都宇稱守恆。

　　但是，剩下的那個弱力呢？

　　06從宇稱守恆到宇稱不守恆

　　宇稱，也就是鏡面反射對稱，在我們日常生活里實在是太常見太熟悉了。鏡子里的世界跟鏡子外的世界比也就是左右互換了一下，鏡子外順時針旋轉的東西在鏡子裡面在逆時針旋轉而已。我們的直覺告訴我們上帝應該是公平的，他沒有任何理由偏愛左邊或者右邊，相對論的成功更是極大地加深了這種思想。

　　所以，宇稱不變性，也就和其它幾個最基本的不變性（比如時間平移不變、空間平移不變、旋轉不變等等）一樣，被物理學家們視為最基本的規律。視為最基本的意思就是說，如果科學家們發現了有什麼現象似乎違反了這個規律的時候，大家首先的反應不是這個規律有問題，而是還有其他沒有考慮進來的因素。這裡最明顯的就是時間平移不變性對應的能量守恆了，有很多次物理學家們發現某個物理過程不滿足能量守恆，他們不會懷疑能量守恆出了問題，而是去找有什麼新粒子或者新現象沒有被發現，然後後來他們就真的找到了這樣的新粒子新現象，然後順便去斯德哥爾摩旅了個游，這一招屢試不爽。

　　宇稱不變性跟他的幾個兄弟一樣，一路幫助物理學家們過關斬將，所向披靡，沒有人懷疑宇稱守恆的「忠心」。直到有一天，從戰火中的中國走出來了兩個天才物理學家：楊振寧和李政道。

　　

　　首先我們要清楚，向物理世界中這些最基本最基礎最「顯而易見」的東西開炮是需要極大的勇氣和極高的洞察力的，這種最底層的根基一旦被動搖了，物理學的世界接下來肯定就要地動山搖、天翻地覆。粗算一下，上一次對如此基礎的概念開炮還是愛因斯坦對牛頓絕對時間和絕對空間的抨擊，以及量子力學的革命。

　　兩朵烏雲引發相對論和量子力學革命的故事我們已經很熟悉了，那麼，楊振寧和李政道為什麼要向宇稱守恆這麼基本的東西開炮呢？這個原因還得從弱相互作用，也就是常說的弱力開始說起。

　　07弱相互作用

　　我們在自然界發現的所有作用力最終都可以歸結為這四種：引力、電磁力、強力、弱力。引力和電磁力我們很熟悉，強力和弱力都發生在原子核裡面，我們平常接觸不到。強力簡單的說就是粘著質子、中子、夸克不讓原子核分崩離析的那種力（不然的話，質子都帶正電，它們之間同性電荷產生的排斥力早就把原子核給拆了），弱力是造成放射性原子核衰變的那種力，就是中子變成質子，質子變成中子那個過程中的力。

　　

　　弱力出現最典型的一個場景就是β衰變。

　　我們都知道原子核是由質子和中子組成的，元素周期表裡的那個元素的排序（所謂的原子序數）就是按照質子數來排的。然而，原子核內的質子和中子並不是一直固定不變的，在一定條件下，質子可以變成中子，中子也可以變成質子，這個相互變化的過程就β衰變，而在這個過程中發揮作用的就是弱相互作用力，即弱力。

　　最早描述弱力的是費米的理論，而這個費米，正是楊振寧和李政道的導師。

　　08θ-τ之謎

　　在20世紀四五十年代，科學家們在宇宙射線里探測到了許多新的粒子，這些粒子並沒有在理論中被預言，因此被稱為「奇異粒子」。由於宇宙射線有許多人為不可控的因素，為了更好的研究，人們開始自己製造粒子加速器。粒子加速器聽起來很高大上，但是大家的使用方法其實很簡單粗暴：就是把一些粒子加速到很高的速度（因此具有很高的能量），然後把它們當槍使，讓這些高能粒子去撞各種東西，看看能不能撞出一些新東西出來。

　　不過，雖然手法簡單，但是效果卻非常顯著：科學家們撞出了一堆稀奇古怪的「奇異粒子」，而在這些粒子當中，物理學家們最感興趣的就是θ和τ粒子。它們有一些非常奇特難解的特性，被當時的物理學家們成為「θ-τ之謎」。

　　θ和τ這兩種粒子的生命非常短，很快會衰變成其他的粒子，物理學家們也是通過觀察衰變之後東西才推測它們的存在。它們奇怪的地方就在於：θ粒子在衰變的時候會產生兩個π介子，而τ粒子在衰變的時候會產生三個π介子。

　　有人會說這有什麼奇怪的？一個粒子衰變產生兩個那個叫啥π介子的東西，另一個產生三個，這不是很稀鬆平常的事么，難道粒子衰變生成幾個介子還要受法律約束不成？

　　沒錯，單純這有看，確實沒什麼奇怪的。但是，隨後人們就發現，θ和τ這兩種粒子無論是電荷、自旋還是質量都一模一樣，這哥倆無論怎麼看都像是同樣一個粒子，但是它們的衰變結果卻不一樣，這就尷尬了。

　　更為尷尬的是，澳大利亞的物理學家達利茲仔細的研究了這兩個粒子，利用當時普遍被接受的物理定律去做了一個計算分析，結果表明θ和τ的宇稱數不一樣，因此不可能是同一種粒子。

　　當時的局面是，有人認為θ和τ是不同的粒子，有人認為他們是相同的粒子，但是認為它們是相同粒子的人也無法解釋為什麼它們的衰變結果和宇稱數不一樣（也就是宇稱不守恆）。其實，當時一些科學已經注意到宇稱守恆的成立與否是一個重要的方向，但是由於對稱性在理論物理里實在太重要了，要去質疑它們要不是極聰明就是極蠢。另外，關於宇稱的定律在之前的粒子物理里一直都用的很好，因此只要提出宇稱不守恆的想法，很快就會碰到互相抵觸的地方。

　　如果楊振寧和李政道認為宇稱不守恆是解開θ-τ之謎的關鍵點，那就得先得把那些相互抵觸的問題都解決掉，並且還要解釋為什麼之前的各種相關現象並不違反宇稱守恆。

　　當然，他們做到了！

　　09弱相互作用下的宇稱不守恆

　　在前面我們就提到了，基本相互作用力里的強力和弱力都是在原子核發生的，因此，這兩種力很容易攪和在一起。有些物理學家即便感覺宇稱可能不守恆，但是一旦他們認為宇稱在強力和弱力下都不守恆，接下來肯定會碰到滿頭包。

　　楊振寧和李政道敏銳的發現了這一點：把原子核黏在一起的是強力，原子核發生衰變是弱力，如果我們把這兩個過程的對稱性分開來看，也就是說，假如我只認定宇稱在強相互用力中守恆，而在弱相互作用力中不守恆，那θ-τ之謎看起來就容易多了。

　　把強、弱相互作用力區分討論宇稱性，這是一個很美妙的想法。如果弱相互作用下宇稱不守恆，那麼θ和τ粒子就可以看做同一個粒子不同衰變方式，於是楊振寧和李政道就把目光鎖定到弱相互作用去了。因此，雖然θ和τ粒子的衰變過程也是弱相互作用，但是這種奇異粒子的弱相互作用我們了解有限，既然要研究弱相互作用，那當然是研究我們最熟悉的弱相互作用了。那麼，我們最熟悉的弱相互作用是什麼呢？大聲說出來：

　　β衰變！β衰變！β衰變！

　　

　　答案當然是β衰變，所以，楊、李二人立馬就對過去已有的各種β衰變進行計算考查，結果他們發現：在過去所有的β衰變實驗里，實驗結果跟β衰變中宇稱是否守恆完全沒有關係。這是一個令人震驚的結果，也就是說，在過去的那些有弱相互作用力參與的β衰變實驗里，宇稱守恆與否並不會影響他們的實驗結果，所以楊振寧和李政道的想法並沒有被過去的實驗證偽。

　　當然，也沒有被證實。

　　後來，楊振寧這樣描述他們對這個結果的反應：長久以來，在毫無實驗根據的情況下，人們都相信弱相互作用下宇稱守恆，這是十分令人驚愕的。但是，更令人驚愕的是，物理學如此熟知的一條時空對稱定律面臨破產，我們不喜歡這種前景，只是因為試圖理解θ-τ之謎的其他各種努力都歸於失敗，我們才不得不考慮這樣一種情景。

　　現在新的問題來了：既然β衰變是典型的弱相互作用，那麼為什麼我們之前做的那麼多β衰變的實驗都剛好跟宇稱守恆無關呢？經過一番苦思冥想之後，楊、李發現了問題的關鍵：要想用實驗檢驗弱相互作用中宇稱是否守恆，必須測量贗標量（這是跟核的自旋和電子的動量相關的一個物理量，有個印象就行），而之前的β衰變實驗都沒有測量這個，所以實驗結果就跟宇稱是否守恆完全無關。

　　認識到這一點之後，楊振寧和李政道就重新設計了幾個可以檢驗宇稱是否守恆的實驗，並把具體的實驗方法和之前的分析都寫進那篇非常著名的論文《在弱相互作用中，宇稱是否守恆？》中去了，然後投給了《物理評論》。但是，等論文發表的時候，論文題目卻被雜誌的編輯改成了《對於弱相互作用中宇稱守恆的質疑》，原因是編輯認為一篇論文的標題不應該是一個問句，雖然楊振寧認為前者要好得多。

　　

　　上圖便是這篇經典論文的截圖，論文我已經給大家找到了。想要親眼目睹楊振寧、李政道這兩位物理學大師的這篇論文的，可以在我的公眾號（長尾科技）里回復「宇稱不守恆論文」獲取論文的中文版和英文版。

　　論文發表之後，雖然他們在文章里對「弱相互作用力下宇稱不守恆」的問題做了很詳盡的討論，還提出了一些可以檢驗的實驗辦法。但是，由於宇稱守恆過去在各個方面表現得實在是太好了，而且這些實驗也都不是那麼簡單的，所以他們的論文一開始並沒有引起什麼熱烈的反應。

　　10實驗女王吳健雄

　　當時想請一位實驗物理學家來做驗證宇稱是否守恆的時候可不是那麼簡單的事，實驗物理學家考慮的是：是否值得去做一個實驗來驗證宇稱是否守恆？楊振寧和李政道雖然提出了幾個具體的實驗方案，但是這些實驗都非常困難，並且，當時物理學家的眼裡，宇稱守恆是絕對可靠的，做這樣的實驗幾乎就等於白費精力。

　　這種想法在當時是極為主流的。

　　有一個叫拉姆齊的實驗物理學家後來也想做驗證宇稱是否守恆的實驗，費曼告訴他「那是一個瘋狂的實驗，不要再上面浪費時間」，他還以10000：1來賭這個實驗不會成功，後來改成了50：1，但是由於橡樹嶺實驗室不支持，所以拉姆齊只得作罷。當宇稱不守恆被實驗證明之後，費曼倒是很守信的開了一張50美元的支票給拉姆齊，算是給拉姆齊的一個安慰獎。以眼光毒辣，被稱為「上帝之鞭」「物理學的良心」的泡利聽說吳健雄在做這個實驗之後，他說他願意下任何賭注來賭宇稱一定是是守恆的，後來他自己也開玩笑說幸好沒有人跟他賭，不然他就得破產了（不知道這些物理學家怎麼這麼喜歡賭博，應該打110和911叫警察全抓起來~）。最嚴重的是朗道，朗道不僅自己公平批評質疑宇稱守恆的想法，他有個叫沙皮羅的學生在研究介子衰變的時候也覺得宇稱應該不守恆，寫了篇論文給朗道審閱，朗道直接給他丟一邊去了。幾個月後楊振寧和李政道發表了宇稱不守恆的論文，接著吳健雄用實驗做了證明，第二年還去斯德哥爾摩捧回了炸藥獎，朗道這才追悔莫及。

　　

當然，我們也不能說如果朗道沒有無視沙皮羅的論文，蘇聯就會先發現宇稱不守恆，然後先得到一個諾貝爾獎。因為當時質疑宇稱守恆的人很多，但是光質疑沒用，原因我們上面也說了，你從宇稱不守恆出發，一出門就得到處碰壁。楊振寧和李政道是極為敏銳的意識到在宇稱守恆這個問題上要把強相互作用和弱相互作用分開，把目光鎖定在弱相互作用之後他們去全面審查所有的β衰變實驗，然後發現過去的β衰變實驗跟宇稱是否守恆無關，再接著他們發現了這個無關跟所謂的贗標量有關，於是他們設計包含測量贗標量的實驗，並得到了吳健雄的鼎力支持（想想拉姆齊的實驗，橡樹嶺實驗中心都不支持它，你就知道吳健雄的支持是哪種粒度的支持了）才得以完成。這所有的環節缺一不可，並不是簡單你以為宇稱不守恆就能去斯德哥爾摩一游的，炸藥獎不是這麼好拿的。

　　吳健雄的天才在這裡不是表現在設計了多麼巧妙的實驗，而是表現在大環境對驗證宇稱是否守恆如此不利的情況下（想想費曼、泡利、朗道都是什麼級別的人物），她全力支持楊振寧和李政道的想法。她不僅要做實驗，還要迅速做趕快做，要趕在其他的實驗物理學家意識到這個實驗的重要性之前做出來。為此，她把取消了去日內瓦的高能物理會議，取消了準備去東南亞的演講旅行，她和她丈夫已經預訂了「伊麗莎白王后號」的船票，結果她公然放了她丈夫的鴿子，讓他一個人去日內瓦，吳健雄自己留下來做實驗。

　　吳健雄於滿清王朝覆滅那年（1912年）在江蘇蘇州出生，被稱為「實驗核物理的執政女王」，「東方的居里夫人」，她參與了曼哈頓計劃，並成為美國物理學會第一個婦女主席，是世界上最傑出的實驗物理學家之一。

　　

　　有如此優秀的吳健雄的鼎力支持，實驗當然就沒什麼好擔心的了。但這裡我並不打算給大家講吳健雄的實驗，我給大家看一個更簡單直觀的圖像。下圖就是一個旋轉的原子核衰變的時候放出一個電子的圖像，中間是一面鏡子，我們從上往下看的時候，鏡子外的原子核是順時針方向旋轉，而鏡子裡面的原子核是逆時針旋轉。也就是說，一個旋轉的原子核的鏡像旋轉的方向跟它本身旋轉方向是相反的。物理學家們約定，左手順著旋轉的方向，大拇指的方向就是原子核旋轉的方向，所以，如箭頭所示，靜止外面的原子核旋轉方向向上，而鏡子裡面的向下。

　　

　　我們也很容易想象，鏡子裡外的原子核旋轉方向雖然相反，但是如果外面的電子往上飛，鏡子裡面的電子也往上飛，這很符合常識，沒什麼奇怪的，這就是宇稱守恆時候的樣子。但是，如果哪天你看到鏡子里電子居然是朝下發射的，你會不會覺得見鬼了？

　　當然，物理學家說的鏡像並不是真的去看鏡子，鏡子無論怎麼照肯定都是這樣。他們的意思是：如果我再找來一個原子核，讓這個原子核跟鏡子里的原子核一模一樣（也即是大小質量啥的都相等，但是旋轉方向不一樣），我們就說這兩個原子核互為鏡像。

　　然後我再去觀察這個鏡像原子核，如果它跟鏡子里一樣也是向上發射電子，那就不奇怪，是宇稱守恆；如果它跟鏡子里發射電子的方向相反，也就是向下發射電子，那麼宇稱就不守恆了。

　　當然，上面只是理論分析，真正要做實驗的話，有兩個難點：第一，分子、原子、原子核都在雜亂無章的做熱運動，你怎麼讓它跟上圖一樣安靜下來旋轉？答案是給它降溫。溫度就是微觀粒子熱運動的一個表現，溫度降下來了它們自然就不鬧騰了，所以吳健雄做實驗的時候把溫度降到了只比絕對零度（-273.15℃，粒子不動的時候的溫度，無法達到）高0.01K；第二，因為微觀粒子具有不確定性，我不可能去觀察一個原子核發射電子的方向，我只能觀察一堆原子核衰變然後統計他們發射電子方向的概率。於是，我得讓原子核都按照一定的方向旋轉，這個技術叫原子核的極化，這在當時是妥妥的高科技。

　　這下子知道為什麼說實驗的難度巨大了吧，不過不管怎樣，吳健雄完成了實驗，她測量了一束鈷60衰變放出電子的方向，證明宇稱在弱相互作用下是不守恆的。實驗結果出來的時候，吳健雄自己都不相信這個結果，她生怕這是哪裡的實驗誤差導致的，於是小心謹慎的再回去檢驗。她也只把初步的實驗結果跟楊振寧和李政道說了，並且讓他們暫時不要對外公布，但是，顯然楊、李二人對這個實驗結果並沒有那麼吃驚，於是迫不及待的就告訴別人了。

　　消息一出，整個物理學界都震驚了！他們立刻去做其他驗證宇稱守恆的實驗，結果實驗準確無誤的顯示：在弱相互作用下，宇稱原來真TM的不守恆！

　　

　　11宇稱不守恆的影響

　　諾貝爾獎只是宇稱不守恆一個很小的註腳。楊振寧和李政道在1956年10月發表了《對於弱相互作用中宇稱守恆的質疑》的論文，吳健雄隨後給了實驗驗證，諾組委立馬把1957年的諾貝爾獎頒給了35歲的楊振寧和31歲的李政道。要知道愛因斯坦在1905年提出來光量子說和狹義相對論，1915年完成廣義相對論，然後諾組委一直拖拖拉拉到1921年，也就是愛因斯坦42歲的時候才給頒獎。

　　因為宇稱不守恆（即便只是在弱相互作用下）並不是一個局部性的理論發展，它影響了整個物理學界的方方面面，是囊括了分子、原子和基本粒子物理的一個基本革命。我在前面花了很大的篇幅給大家介紹了為什麼對稱性在20世紀物理學里這麼重要（對稱性對應守恆律），特別是愛因斯坦的相對論在時空對稱方面取得的巨大成就，還有量子力學里對對稱性的極度重視，使得那時候人們對對稱性的信仰和依賴絲毫不比20世紀之前人們對牛頓絕對時空觀的依賴弱。

　　20世紀初，洛倫茲、彭加萊這些人都已經走到狹義相對論的門口了，但是就是不願意放棄牛頓絕對時空的概念，因此被年輕的愛因斯坦後來居上。20世紀50年代的時候，全世界都在為θ-τ之謎絞盡腦汁，但是費曼、泡利、朗道這樣的物理學大師都不願意假設宇稱不守恆，從而讓年輕的楊振寧和李政道後來居上。他們不願意放棄宇稱守恆，因為這些大師們太清楚對稱性在物理學的重要程度了，而且基於他們的審美觀念，他們絕不願意相信上帝會是一個左撇子。

　　宇稱不守恆的發現震碎了人們對上帝絕對對稱的信念，迫使人們重新思考對稱的問題，這一轉嚮導致了後來許多深刻的發現。人們慢慢發現，上帝雖然喜歡對稱，但是並不喜歡絕對對稱，因為絕對對稱必然導致大家都一樣，從而缺乏生機（你想想如果全世界的人都長一個樣，那將是多麼恐怖的一件事）。假設宇宙在初期都是絕對對稱的，那麼所有的粒子和相互作用都一樣，那麼怎麼會有後來引力、電磁力、強力、弱力的區分呢？所以，最開始的對稱在一定條件下是會慢慢變成不對稱的，這樣對稱就破缺了，對稱破缺之後就出現了不同的東西。

　　比如現在已經知道了的：電磁力和弱力在早期就是完全同一種力，叫電弱力，後來隨著宇宙的環境溫度慢慢變化，發生了對稱性破缺，電弱力就分成了現在的電磁力和弱力兩種。電磁力和弱力的統一是二戰後物理學的一個巨大成就，統一他們的是一種被稱為楊-米爾斯的理論，而這個楊-米爾斯里的這個楊，正是我們這篇文章的主人公之一的楊振寧。其實，除了已經完全統一了的電弱相互作用，現在用來描述強相互作用的量子色動力學也是一種楊-米爾斯理論。正因如此，楊-米爾斯方程在現代物理學里極為重要，這是繼麥克斯韋方程組和愛因斯坦引力場方程之後最為重要的一組方程。相比給楊振寧先生了帶來諾貝爾獎的宇稱不守恆，楊-米爾斯方程才是楊振寧先生的最高成就，也是東方人在物理學上的最高成就。

　　

　　關於楊-米爾斯方程的事情，我在後面會用更大的篇幅給大家做更詳盡的介紹（《深度：楊 - 米爾斯理論說了啥？為什麼說這是楊振寧超越他諾獎的貢獻？》 ）。雖然楊米爾斯-方程和規範場很複雜，但是我會儘力用極通俗的語言和清晰的邏輯給大家理清楚，怕錯過的盯住我的公眾號就行了，公眾號里都是我自己寫的文章。其實大家也不要有畏懼心理，不要被一堆公式嚇住了，宇稱不守恆一樣很麻煩很複雜，可是，一路看到這裡來的朋友，我相信對宇稱不守恆的事情基也基本上搞清楚了。看，現代物理也沒想象的那麼可怕~

　　12結語

　　在文章的最後，我想跟大家聊點科學以外的事情。

　　宇稱不守恆震驚了全世界以後，人們開始想到，為什麼偏偏是兩個中國人（宇稱不守恆的論文發表於1956年，楊振寧和李政道加入美國國籍的時間分別為1964年和1962年，所以那會兒他們還都是中國國籍）引導物理學界跨過了這道坎，解決了一個「物理學理論根本結構」的問題？而堅持要做驗證宇稱是否守恆實驗的，也是一個剛剛加入美國國籍的華裔科學家吳健雄。

　　美國一位雜誌編輯坎佩爾推測，也許東西方的某些文化差異促使中國科學家去研究自然法則的不對稱性。《科學美國人》的編輯，著名的科學作家馬丁·加德納更是認為，中國文化素來就重視不對稱性，在中國文化里極為重要的太極圖就是一個非對稱分割的圓，這裡的黑白兩色代表陰和陽。陰陽表示了自然界、社會以及人的一切對偶關係，如善惡、美醜、雌雄、左右、正負、天地、奇偶、生死……無窮無盡。而且最美妙的是每一種顏色重都有另一種顏色的一個小圓點，這意思是指出陰中有陽，陽中有陰；美中有丑，丑中有美；生中有死，死中有生；對稱中有不對稱，不對稱中有對稱……這種不對稱性的思想傳統也許早就使楊振寧和李政道受到了潛移默化、耳濡目染的影響，從而使他們比重視對稱性的西方科學家更容易打破西方科學傳統中保守的一面。

　　

　　太極圖我們再熟悉不過了，陰陽相生相剋的道理我也明白。馬丁·加德納的說法到底有沒有道理，長尾科技就不在這裡妄下結論了，留給大家自己思考吧。

　　最後，經過後來幾十年的研究，人們對弱相互作用下宇稱如何不守恆已經基本弄清楚了，但是對宇稱為什麼會不守恆仍然是一頭霧水，特別是為什麼宇稱在其它三種相互作用下守恆，偏偏在弱相互作用下不守恆。

　　這個接力棒，就交給你了~

　　后 記

　　我們一直認為，自然的基本規律是最完美的，有所有的對稱性，但李楊的工作第一次揭示了物理的基本定律並不是完美的，並沒有所有的對稱性，這顛覆了我們對物理基本定律完美無缺的信念，把對稱性從高高的神壇上拉了下來。從此以後，大家不再認為描寫基本粒子的物理基本理論會完美地有所有的對稱性，並由此發現了基本粒子理論中時間反演對稱性的破缺。

　　那麼，我們還要不要堅持物理基本定律完美無缺的信念？如果我們堅持這一信念，那我們就必須認為我們現有的描寫基本粒子的標準理論並不是基本的，我們還需要尋求一個更基本的理論。也許這個更基本的理論是完美無缺的，有所有的對稱性。也許對對稱性的信念可以幫助我們尋找這個更加基本、更加完美的理論。（我個人認為，對對稱性的追求，並不能幫助我們找到更加基本、更加完美的理論。而對量子糾纏的深入理解也許能夠幫助我們找到這一更基本更完美的理論。）

吳健雄其實也應該同時獲得諾貝爾獎