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上帝是個(gè)左撇子?

 等風(fēng)浩 2016-07-17


我們周圍的界如此的豐富多彩,是為對(duì)稱中還有不對(duì)稱。


物理世界也是如此,科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)頒發(fā)給發(fā)現(xiàn)對(duì)稱的人,也頒發(fā)給發(fā)現(xiàn)不對(duì)稱的人。這其中,我們熟知的華人學(xué)者李政道和楊振寧是第一人。


使用右坐標(biāo)系還是左坐標(biāo)系?螺絲加工成右旋或左旋?這些似乎只是一種人為的約定,應(yīng)該與大自然遵循的物理規(guī)律無(wú)關(guān)。此,在1956年之前,物理學(xué)家們都堅(jiān)定地認(rèn)為宇稱是守恒的,亦即一切物理過(guò)程都應(yīng)該遵循“宇稱守恒定律”。



李政道和楊振寧首先深入研究了這個(gè)問(wèn)題,他們查閱了很多有關(guān)文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)資料,發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)相互作用及電磁作用中,許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果以很高的精度證明宇稱守恒,但對(duì)弱相互作用卻缺乏強(qiáng)勁的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。


1956年6月,李政道與楊振寧在美國(guó)《物理評(píng)論》上共同發(fā)表《弱相互作用中的宇稱守恒質(zhì)疑》的論文,認(rèn)為基粒子弱相互作用內(nèi)存在“不守恒”。


這篇文章在物理界引起巨大反響,泡利強(qiáng)烈地表示,絕不相信上帝會(huì)是個(gè)弱左撇子,并準(zhǔn)備投入大賭注與人打賭。費(fèi)曼也堅(jiān)信宇稱守恒而與人打賭,一年后只好認(rèn)輸付錢,還好賭金只是50美元而已。另外一位著名的物理學(xué)家就更有意思了,研究晶體的布洛赫曾經(jīng)說(shuō),如果宇稱不守恒,他就把自己的帽子吃掉!后來(lái)宇稱不守恒被證實(shí)之后,布洛赫便要賴皮說(shuō)自己根木沒(méi)有帽子。


李政道和楊振寧認(rèn)識(shí)到,要大家承認(rèn)弱作用的宇稱不守恒,關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)了幾種相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法,并且自然地想到了他們的華人同胞——實(shí)驗(yàn)女王吳健雄。


吳健雄與李政道同是哥倫比亞大學(xué)物理系的教授,她非常樂(lè)意做這個(gè)關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)。



泡利是吳健雄的朋友加老師,非常賞識(shí)吳健雄的才能。當(dāng)泡利得知吳健雄計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以證實(shí)宇稱不守恒時(shí),很是為她遺憾,認(rèn)為這是一個(gè)毫無(wú)疑問(wèn)注定要失敗的實(shí)驗(yàn),認(rèn)為那些實(shí)驗(yàn)將一定會(huì)顯示“對(duì)稱的角分布”。


可惜那個(gè)時(shí)代沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng),信息來(lái)得太不及時(shí)。就在吳健雄已經(jīng)宣布了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的兩天之后,泡利還蒙在鼓里,給朋友的信中仍然說(shuō)“不相信上帝是一個(gè)弱左撇子”,還寫了些準(zhǔn)備要用重金打賭之類的話。


倒霉的泡利剛發(fā)出這封信,就聽到了吳健雄實(shí)驗(yàn)證實(shí)宇稱不守恒的消息,這讓泡利感到懊惱,立刻想到了他尚未進(jìn)行的“重金賭注”。不過(guò)他暗暗慶幸并沒(méi)有真賭,并且幽默地對(duì)朋友說(shuō),我可輸不起錢財(cái),為我沒(méi)有,但還輸?shù)闷鹈u(yù),為我的名譽(yù)太多了。


最后,泡利給宇稱守恒被打破寫了幾句有趣的訃文。泡利寫道:“我們傷心地宣布,我們的朋友宇稱女士,在經(jīng)歷了短暫的手術(shù)痛苦之后,于1957年1月19日去世了?!庇囄牡穆淇钍莈u、v,三個(gè)弱相互作用主角的符號(hào):電子、u子和中微子。



上帝果然是個(gè)弱左撇子,李政道和楊振寧為打破了這個(gè)對(duì)稱而共同獲得1957年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)成就,從發(fā)表文帝到得獎(jiǎng)不過(guò)一年左右,在諾貝爾獎(jiǎng)的歷史上十分少見,這和吳健雄及時(shí)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)密切相關(guān)。


三位杰出的華人物理學(xué)家,在科學(xué)史上合作譜寫出了一段美妙的旋律。


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