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简单说,宇称就是一种空间的左右对称。在物理学中,这种“对称性”就是指物理规律在某种变化下的不变性。例如,在实验室做某一实验,你无论是今天做还是明天做,无论是今年做,还是10年以后做,只要实验条件没有改变,所得的实验结果都应是一样的。同样,同一个物理实验,你无论放到哪一个实验室去做,都应该得出一样的实验结果。总之,时间和空间的变化,不会改变物理规律的形式和结果。
以上的这种在牛顿力学中一直成立的物理定律,到讨论“量子力学”后,便引入了“宇称守恒”的观念。宇称守恒定律是说,物理定律在最深的层次上,不分左右,即左边和右边是守恒的。宇称守恒定律原本是物理学界一致相信的原理之一,这已是历史的定论。
尽管由于θ与τ粒子在实验中所显现出的矛盾现象,引起了人们对宇称守恒定律的怀疑,但要推倒这棵大树简直太难了,大多数人都望而却步。
1951年,李政道和西南联大的校友、他的师兄杨振宁(杨也曾师从吴大猷教授)在美国重逢了。虽然在此之前两人并不熟悉,但校友相逢,分外高兴,谈得十分投机。从此,两人开始了并肩战斗的生涯。在物理学上有一些定律是讨论物理过程的对称性质的,宇称守恒定律就像是讨论左和右之间性质的一个所谓“定律”。打个比方说,一个物体在镜子里面成的像,左和右的次序是颠倒的,而所谓的宇称守恒定律就是说,一个过程互相调换一下,它们进行的方式仍然不会改变。在三十多年的时间里,宇称守恒定律被人们称为金科玉律。但科学家们在实验中逐渐发现,这个定律和一些物理实验产生的现象相矛盾。然而,许多科学家并不敢去对宇称守恒定律提出质疑。杨振宁、李政道两位年轻科学家并不为传统理论所束缚,大胆地提出了举世闻名的“李一杨假说”。两个年轻的物理学家在这个“假说”中明确地指出:“在基本粒子间的弱相互作用中宇称可能是不守恒的。”他们对以前的实验证据进行了认真的分析,明确提出了“可以很清楚地看到,现有的实验确实相当精确地证明了在强相互作用和电磁相互作用中宇称是守恒的。而在弱相互作用中宇称守恒观念仅仅是一种推广的假设,并没有任何实验证据能支持它。如果认为宇称守恒定律在弱相互作用中也确信无疑,只能说是一种因袭的成见。”
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