第563章 空间镜像对称！宇称不守恒！华夏的绝世天骄们！（2/2）

原因很简单也很朴素。

“大自然喜欢对称！”

“对称的就是最和谐最美的！”

后来，随着量子力学、粒子物理的发展，物理学家的实验手段越来越强。

宇称守恒果然不出所料，确实被证明是对的。

物理学家们在引力、电磁力、强力中，都验证了宇称守恒现象。

这时，大家都非常兴奋。

虽然弱力中的宇称守恒还没有验证，但不用想肯定也是对的。

如果故事只到这里，那确实是一个皆大欢喜的结局，我们的宇宙是对称的，和谐的。

可惜，不是。

不久，出现了一个小问题，困扰着众人。

那就是著名的【θ-τ之谜】。

当时，物理学家通过对撞机，发现了两种新粒子：θ粒子、τ粒子。

研究发现，这两种粒子的物理性质非常相似，几乎可以说是一样的。

质量相同、所带的电荷相同，甚至连寿命都是差不多的。

因此，有人认为，θ粒子和τ粒子其实就是同一种粒子。

但很快，一个奇怪的实验结果否定了这种观点。

物理学家发现，θ粒子和τ粒子的衰变产物是不一样的！

θ粒子会衰变为2个粒子，而τ粒子却衰变为3个粒子。

很显然，这个实验充分说明θ粒子和τ粒子并不是同一种粒子！

此外，物理学家还验证了两种粒子的奇偶性不同。

θ粒子的衰变产物的波函数是偶性，那么根据宇称守恒，θ粒子的波函数应该是偶性。

而τ粒子的衰变产物的波函数是奇性，因此，τ粒子的波函数是奇性。

现在问题来了，两种粒子不仅衰变产物不一样，奇偶性也不一样。

按理来说，它们很明显是不同的粒子。

但是测量结果又显示，两种粒子的性质可以说完全一致，最多有一些测量上的误差而已。

如此匪夷所思的现象，让当时的所有物理学家都摸不着头脑，觉得不可思议。

这就是所谓的“θ-τ之谜”。

直到两位年轻的华人物理学家对这个问题产生了兴趣。

他们就是大名鼎鼎的杨振宁和李政道。

二人系统地梳理了整个实验，发现了一个奇怪的点。

那就是衰变是弱力支配的范畴。

而根据已知的实验，宇称守恒在引力、电磁力、强力中都得到了验证，却唯独没有在弱力中得到验证。

因为物理学家们都默认，宇称守恒在弱力中肯定也是正确的。

年轻果然好啊！

胆大！

杨李二人在检索了大量资料后，提出了一个惊人的猜想：

“如果宇称在弱力中并不守恒呢？”

轰！

这个惊世骇俗的猜想，把两人都吓了一跳，实在太大胆了！

但但是如果真的承认宇称不守恒，那么就能完美解释θ-τ之谜了。

θ粒子和τ粒子其实就是同一种粒子，假设叫x粒子。

因为宇称在弱力下不守恒，所以当x粒子发生衰变时，产生了不同的镜像变化，出现了两种衰变过程。

若x粒子衰变为2个粒子，那么它就是θ粒子，而衰变为3个粒子，它就是τ粒子。

逻辑简直完美！

当杨李二人把论文发表后，简直掀起了物理学界的滔天巨浪！

所有人都认为他们两个疯了。

“不可能！绝对不可能！”

就连当世的很多超级大佬们也不认可。

他们觉得这简直和推翻能量守恒定律一样可笑。

是的，在当时的物理学界，宇称守恒和能量守恒都是颠之不破的真理。

杨振宁李政道是谁？

哗众取宠！

泡利甚至公开和人打赌，如果宇称不守恒，他就给对方一千美元。

不得不说，泡利的脸皮确实够厚，不知道被打了多少次了。

为了验证自己的猜想，杨李二人希望找到牛逼的实验物理学家来帮助他们，用实验验证。

可惜，没有人愿意帮助两个异想天开的华夏人。

就在这时，一个同为华裔的女性出手了！

她就是大名鼎鼎的吴健雄！

同为华裔，吴健雄自然对杨李二人很有好感，鼎力相助。

凑巧的是，当时的吴健雄正好是研究β衰变的实验物理学家，她对这个实验再熟悉不过了。

于是，三人合力，研究出一个可行的实验方案。

科学历史的车轮终于被华夏人转动了！

实验方案听起来非常简单：

首先找到一种具有放射性的粒子，然后分成两个部分，让其中一部分的自旋向左，另外一部分的自旋向右。

如此一来，这两部分粒子就满足空间镜像对称。

这时候，观测和记录两边粒子在发生β衰变时，其产生的放射线的性质是否满足宇称守恒。

最后，吴健雄根据自己的经验，选择了钴元素作为放射源。

钴元素衰变后会变成镍元素，并释放电子、中微子和γ射线。

其中电子是非常友好的粒子，很容易观测。

因此，只要检测放射出的电子的情况，就能完成实验。

方案搞定，接着就开始实验！

实验最难的一步就是制作出自旋不同的两种钴原子。

为此，吴建雄动用了自己的一切人脉关系，借到了当时美国最先进的低温装置。

它能把钴原子冷冻到无限接近绝对零度。

这时候的钴原子非常稳定。

然后，吴建雄再利用强磁场，把其中一部分钴原子的自旋方向极化，使其自旋相反，从而满足镜像对称关系。

实验正式开始！

此时，结果有两种可能的情况。

第一种，向左自旋的钴原子，其放射出的电子向右自旋；向右自旋的钴原子，其放射出的电子向左自旋。

这说明二者的衰变行为是一样的，宇称守恒。

第二种，向左自旋的钴原子，其放射出的电子向右自旋；但向右自旋的钴原子，其放射出的电子也向右自旋。

这说明二者的衰变行为是不同的，宇称不守恒。

（奇偶和自旋的关系，大家不用了解）

可想而知，当时杨振宁、李政道、吴健雄三人在等待实验结果时的心情是什么样的。

实验结果出来了！

是第二种！

皇天不负有心人！

他们证明了宇称不守恒！

那一刻，三人喜极而泣！

当论文发表的时候，造成了物理学界的超级大地震。

很快，不断有其他团队重复了吴健雄的实验。

实验结果全部证明，宇称在弱力下不守恒！

物理学界沸腾了！

仅仅第二年，1957年，杨振宁和李政道就因此获得了物理诺奖。

这放在整个诺奖的颁奖史上，都是极其罕见的速度，可见其震撼性！

当初被所有人看不起的两个年轻人，一跃成为当世最顶级的物理大佬，傲视群雄！

泡利的脸顺便也被打肿了。

当时杨李二人还是华夏籍，因此这是华夏在物理学界的突破！

但可惜的是，女中豪杰，号称“东方居里夫人”的吴健雄却无缘诺奖。

不久，整个物理学界都慢慢接受了宇称不守恒的事实。

而宇称不守恒其实就意味着空间镜像并不对称。

至少在物理学领域的弱力下，空间镜像并不对称。

这种不对称破坏了大自然的美感。

就好像上帝是个拙劣的画家，又或者宇宙的创造者是个蹩脚的程序员。

为什么要在那么和谐完美的宇宙系统中，塞了这样一个“Bug”进来。

于是，有部分大佬依然不甘心，想给这个bug打上一个补丁。

朗道就是其中之一，他提出了一个极其巧妙的观点。

不过，那就是另外一段故事了。

现在，让我们再回过头看，那个镜子的描述。

此时，大家应该知道，宇称不守恒和镜子其实没有任何关系。

用猜拳行为来解释也是不对的。

如果你非要用镜子和猜拳来比喻，讲给小学生听，可以这样说：

“宇称不守恒是指粒子在镜子内外的运动特性不一样！”

“比如你出拳，镜子里的你也出拳，但是它的拳头比你的小。”

“而不是你出拳，镜子里出布。”

是【同一个运动的特性】不对称，而不是【不同的运动方式】不对称。

此外，还有个常见的故事是，如何向外星人解释什么是“左”和“右”。

你用左手和右手肯定是不行的。

有人说，宇称不守恒证明了人类可以精确地定义左和右。

额，这其实也是个误解，纯粹是文字游戏而已。

宇称不守恒确实打破了对称性，但是和左右没什么关系，你想怎么定义都成。

你当面给外星人做个钴元素的衰变放射实验，选择其中的一半自旋方向，命名为左或者右都行。

后来，物理学家将宇称不守恒应用在大爆炸理论中，从而提出正物质比反物质多的猜想。

而这就是现在李奇维提出的“宇宙来自于不对称”的背后原理。

可以说，这个猜想领先了时代几十年。

若干年后，众人才会明白，这是一个多么惊世的预言！

它超越了时代的眼光！

此刻，李奇维显然不可能直接提出宇称不守恒，那步子扯得有点太大了。

他暂时只要提出一个猜想，开辟一个领域即可。

最后，他大力赞扬诺特的理论，认为其代表了物理学未来发展的一个新方向。

“从更宏观的角度，从对称和守恒的角度，来重新梳理物理学和这个世界。”

“对称很美，不对称更美！”

众人无不感慨：

“布鲁斯教授太尊重女性了。”