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什么是宇称不守恒?

 昵称11935121 2018-03-19

在回答题主的问题之前,先提一个问题,中国第一个获得诺贝尔奖的是谁呢?是莫言还是屠呦呦奶奶?

如果你的答案是以上的任何一个,那么恭喜你,你答错了。

第一个获得诺贝尔奖的中国人是杨振宁和李政道,他们于1957年获得诺贝尔物理奖,而当时他们还没有加入美国籍。

少年杨振宁

帅哥李政道

而他们获得诺贝尔物理奖的成果就是宇称不守恒。

说了宇称不守恒的提出者,下面说一下宇称不守恒的历史。

还是先引用一段原文吧。

丁仪拿起撂在地板上的一瓶白兰地,把两个脏兮兮的杯子分别倒满,递给汪淼一杯,后者谢绝了。“应该庆祝一下,我们发现了一个伟大的定律:物理规律在时间和空间上是均匀的。人类历史上的所有物理学理论,从阿基米德原理到弦论,以至人类迄今为止的一切科学发现和思想成果,都是这个伟大定律的副产品,与我们相比,爱因斯坦和霍金才真是搞应用的俗人。”

这是三体中丁仪的一段话,就是说最显而易见的道理,宇宙间有统一的物理定律,其实六分仪说的就是诺特定理。

艾米.诺特

诺特定理有传奇的女数学家诺特提出,是物理学的中心理论,关于这位女数学家的传奇,以后会在头条号文章中说,现在直说诺特定理。

诺特定理就是说对于每个局部作用下的可微对称性,存在一个对应的守恒流。由此可以得出一些很基本的推论,例如动量守恒和能量守恒,说清楚一点就是物理定律不随着时间和空间的改变而改变,其实也就是六分仪的那句话。

诺特定理是基于对称的,想想其实也是,例如我们有左手就有右手,照照镜子,会发现镜子里的人和我们本人一模一样,只不过是对称的。

于是物理学家们就认为世界是对称的,这方面尤其以天才物理学家泡利最执着,关于泡利的故事可以参见我在头条号的文章《泡利:爱因斯坦的继承人,纵横物理世界的上帝之鞭》,这里就不多说了,泡利认为:上帝不是一个弱左撇子。这句话起源于他和来自中国的年轻人杨振宁和李政道的交往。

在上世纪五十年代,物理学家们发现了两种介子,τ和θ,这两种介子运动规律完全相同,基本就是双胞胎,甚至物理学家们干脆就认为他们就是一种介子,可问题就在于他们衰变以后,τ介子衰变成了三个π介子,θ介子衰变成了两个π介子,按理说,双胞胎生的孩子基因应该相同,那多出来的一个π介子哪里来的,莫非是隔壁老王帮忙?这个比喻有点粗俗,咱们换个说法,就好像你照镜子时,镜子里的你突然长出了第三只手,是不是有点恐怖?

物理学家们对此百撕不得其姐,不对,是百思不得其解,要么是眼花了,要么是镜子错了,物理学家们做了很多实验,证明眼睛好好的,没有花,那么镜子错了,不可能啊,镜子证明会错呢?

在物理学发展史中,经常会出现这种情况,对于普通人来说,都是尽力去修正理论,而对于天才来说,干脆就颠覆理论。这方面最好的例子是爱因斯坦,当初由于迈克尔逊莫雷实验出现的以太零结果,洛伦兹提出了洛伦兹变换来修正牛顿力学,可爱因斯坦干脆就废除了以太,于是相对论就诞生了。

这次的天才是来自中国的杨振宁和李政道,两个年轻人认为干脆是镜子错了不就完了,在弱相互作用下,粒子根本就不符合宇称守恒,这就是划时代的论文《宇称在弱相互作用下守恒吗?》.

他们把论文寄给了天才泡利,泡利号称物理界的上帝之鞭,在物理界混,不被泡利抽两鞭子出门都不好意思给人打招呼,泡利果然就抽了两鞭子,“我不相信上帝是一个弱左撇子,我准备押很高的赌注,赌那些实验将会显示……对称的角分布……”,“对称的角分布”指的就是宇称守恒,言下之意,泡利认为年轻人的想法根本就不值一提。

不过这次的鞭子抽在了泡利的脸上,也幸亏没人和泡利打赌,否则泡利就倾家荡产了,因为在泡利说这话的两天前,被泡利称为“无论作为实验物理学家还是聪慧而美丽的年轻中国女士”吴健雄博士就发出了证明“宇称不守恒”实验的论文。

吴博士笑靥如花,泡利却有些落寞

这个结论意义重大,在宇宙之初,会产生物质和反物质,正是因为这一点点不对称性,会使得物质多一点点,其余的物质和反物质湮灭了,这多出的一点点物质就产生了今天的美丽世界。

1957年,来自中国的杨振宁和李政道获得了诺贝尔奖,遗憾的是聪慧而美丽的年轻中国女士吴健雄博士,吴博士的经历更加传奇,她就是《第二次握手》中丁洁琼女士的原型。

最后再说一下杨振宁先生,最近霍金先生去世,人们纷纷冠以“当世最伟大的物理学家”的称号,这有些过誉了,只要杨振宁先生在世,任何人不能以此代称,杨振宁先生是和牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦并称的伟大物理学家。

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