“宇称不守恒”定律的发现

    

    在地球表面上，不管从地球上哪一点向前进，在若干时间后还会回到出发的地方，所以我们会认为我们所运动的轨迹其实是一个闭合的圆。当地球带着我们从太阳系黄道面上任一点作为起点运动，若干时间后也同样会回到“起点”。这时候我们也同样觉得地球的运动轨迹可以看作是一个闭合的“圆”。中国的哲学里到处都体现着“圆”的思想。天地混沌，太极浑圆。辩证唯物主义也认为，世间的万物都是相互依存的，是矛盾对立统一。

    我们大多数人都会认为时光是不可能会倒流的。因为在日常生活中，时间只会朝着一个方向不停地前进。人老了就不会再重新变年轻，东西打碎了也不会再复原，过去和未来永远不会颠倒。但是，在物理学家的眼里，时间是可以被逆转的。比如:一个光子碰撞就会产生一个电子和一个正电子，而正负电子相遇则同样产生一对光子，这两个过程都符合基本物理学定律，在时间上是对称的。如果用摄像机拍下其中一个过程然后播放，观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放的。所以，从这个意义上说，时间就没有了方向。“宇称不守恒”定律就是研究这方面知识的。

    宇称不守恒定律是指在弱相互的作用中，互为镜像的物质的运动不对称。

    在1956年以前，科学界一直都认为宇称守恒，也就是说一个粒子的镜像与其本身的性质完全是相同的。1956年，有科学家发现θ和γ两种介子的自旋、质量、寿命、电荷等完全相同。大部分人认为它们是同一种粒子，但是，θ衰变时产生两个π介子，γ衰变时产生3个，这又说明它们是不同种粒子。

    经过深入细致的了解和研究，李政道和杨振宁于1956年提出大胆的断言:τ和θ是完全相同的同一种粒子(后来也被人们称作K介子)，但是在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，也就是说这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外竟然是不一样的!用科学来解释的话，“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。

    吴健雄也用钴60验证了这个定律:他在极低温(0.01K)下，用强磁场把一套装置中的钴60原子核的自旋方向转向左旋，然后把另一套装置中的钴60原子核的自旋方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验证明，这两套装置中的钴60所放射出来的电子数有巨大差异，而且电子放射的方向也并不是互相对称的。实验明确证明，在弱相互作用中存在宇称不守恒现象。从此以后，“宇称不守恒”才被承认为是一条具有普遍意义的科学基础原理。

    实际上，这个道理比较好懂。对称性反映出不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。与建筑和图案一样，只有对称而没有破坏，看上去是很规则，但也会显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称，才会构成和谐美的建筑和图案。对称性的破坏是事物在不断的发展中进化，从而变得丰富多彩的原因。

    宇称不守恒的发现，说明了必须经由实践的检验而决定一切的理论、观点、学说，必将由实践冲破一切先验的未经实践考验的成见。因此也可以这样说，李政道和杨振宇在物理学研究中所开拓的是一种新的思维模式，也对社会科学以及中国的社会实践领域起到了一定意义的作用。即使相隔多年，宇称不守恒的发现历史及思维模式，仍然能够为后来者继续提供有益的经验和教训。