第七章 获诺贝尔奖：宇称不守恒的发现（4）

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　　吴健雄于1月9日晚从华盛顿赶回纽约，由于天降大雪，只好乘末班火车。她就在火车站给李政道打了个电话，报告了实验的结果，不守恒的迹象很明显，足以说明宇称不守恒。李政道对于他们的实验结果感到非常兴奋，为吴健雄那种奉献精神深深感动。第二天，吴健雄不顾疲劳向李政道和杨振宁报告他们的实验结果。接着，11日又向物理系的师生做了报告。事情已经很清楚，宇称守恒定律被推翻了！1月15日，星期二，哥伦比亚大学物理系举行了师生员工会议和记者招待会。吴健雄、李政道、莱德曼、伽温等人都出席了这次记者招待会。系主任拉比（I.I.Rabi）从麻省理工学院赶回来主持会议，宣布了这个重大消息。这个消息一经宣布，就像一阵飓风在物理学界的海洋里掀起了巨浪。第二天，《纽约时报》在头版刊出新闻，报道了这件科学界的大事，标题是《宣称物理学上的一个基本观念被实验推翻》，用长文详细报道了事情的过程和伟大意义。17日又在头版刊出了编辑部文章

　　《表面与真实》……全世界的物理学界为之震动。剑桥大学著名教授费许（O.R.Frisch）说:“冷僻的名词"宇称不守恒"如同新的福音一样传遍了全世界。”

　　杨振宁当时在普林斯顿，他没有出席这次记者招待会，后来他在谈到这件事情的时候写道：“……我的确认为，用记者招待会的方式来宣布一项科学研究的成果是令人生厌的。虽然他们一再敦促，我却没有出席。”②美国国家标准局对于把这项实验说成“哥伦比亚大学的实验”也不很满意。

　　美国物理学会（AmericanPhysicalSociety）的年会按惯例在每年1月底召开。由于学会的日程要事先确定，所以在已定的日程上不可能将“宇称不守恒”的内容列上去。但是，关于宇称不守恒的消息已经传开，新的实验结果陆续发表，参加会议的人们急切了解事情的详情。于是会议在最后一天，即2月2日，在纽约大饭店专门举行了一次会议，报告宇称不守恒的发现。出席会议的人数创造了又一项纪录，注册人数达到了3110人！以前最高纪录是3206人，那是1956年美国物理学协会（AmericanInstituteofPhysics）、和美国物理学会及其基层学会联合召开会议时创下的。

　　来听报告的人数也创下了记录，因为大家知道，在这次会议上要报告宇称不守恒。会议预计下午2时开始，可是一点多钟，报告厅里已经挤满了人，除非你能把自己挂在吊灯上，是没有容身之地的。李政道来了，但很难进去，直到有人认出了他，才让开了路。会上，李政道、杨振宁、莱德曼、泰勒格第和吴健雄等都发了言。会上的报告令人信服，弱作用中宇称守恒的定律从此正式宣告被推翻了。

　　接下来就像李政道所说，这个领域里产生了“雪崩”效应，大批的理论和实验工作开展起来，全世界物理学界有关的学者，像是着了魔似的在这一领域工作起来。

　　李政道自己也是一样。他和杨振宁把统计力学的研究放下，集中精力去探索事情下一步会是如何发展。整整一年他们没有在统计力学方面做工作。更有甚者，在一次冬季在霍波肯斯蒂文学院（StevensCollegeinHoboken）召开的统计力学会议上，韦斯可夫问李政道一个公式，那是李政道和杨振宁推导出来的，可是李政道竟然一点印象都没有了。他的注意力完全集中到弱相互作用上来了，以至于统计力学的一切想法全都消失了。由于弱作用中宇称（P）不守恒的发现，另一个长期被人们认为是公理的原理即在弱作用中“电荷共轭不变性（C）”也被推翻了。

　　“电荷共轭不变性”是关于粒子变为反粒子时的数学运算。根据这一理论，一个粒子应该有与其质量相同但电荷相反的粒子存在，如电子和正电子。而当电子变成正电子的时候，它的一切物理定律是不变的。这一观念是在20年代，由著名科学家狄拉克（PaulDirac）提出来的。1932年美国科学家安德森（CarlD.Anderson）找到了正电子。电荷共轭不变性仍被人们坚信不移。直到1957年，物理学家还相信，例如，一个由反物质构成的星系，其所有的物理特性（如光的发射）与正物质构成的星系完全一样。如果这两个星系相撞就互相湮灭成辐射。然而，当物质和反物质分开时，在星系之外观察的人，分辨不出这两个星系哪个是哪个。但是，新的实验证明这是不正确的。事实上，弱作用是可以区分粒子和反粒子的。

　　在以上两个定律被推翻以后，李政道和杨振宁想到，是不是弱作用完全不能显示一点对称性呢？芝加哥大学理论物理学家欧米（ReinhardOehme）给杨振宁来信说，在一定的限制下，要求电荷共轭（C）和时间反演（T）对称，就意味着宇称（P）必须守恒。在他的启发下，李政道很快就意识到，在任何相对论局域场中，CPT的乘积总是守恒的。对于李政道来说，发现CPT定理是非常重要的。这时，他忽然想起了，1954年泡利来哥伦比亚大学，在普平实验室做报告，讲的就是CPT定理。当时的人们都深信，C、P、T分别都是守恒的，而对CPT联合对称，并不感兴趣。现在，有了CPT定理，关于宇称不守恒的工作可以扩展到C,CP和T有可能不守恒上去。李政道和杨振宁发现，长寿命的θ02的存在实际上与C或者CP守恒无关，而且没有任何证据能去假设这些对称性在弱相互作用中是守恒的。这样，李政道和杨振宁与欧米便共同发表论文①指出了CP和T不守恒的可能性，并提出了几种去探测这种破坏的实验方法。李政道他们的看法是，一个系统分别在做了P变换或C变换后，到那时为止的实验数据似乎都表明这一系统是守恒的。也就是说，虽然C和P在强作用中，单独的分别是守恒的，但在弱作用中，C和P单独的是不守恒的，但C和P的乘积却是守恒的。但是，直到当时还没有什么肯定的实验证据。

　　在被称为“宇称之年”的1956年，出现的另一个成果，是中微子理论的澄清和简化。泡利提出有中微子存在，是为了拯救弱相互作用过程中能量守恒的理论。1929年，德国出生的数学家和物理学家韦尔教授（H.Weyl）指出，已经存在有一个极为简单和漂亮的数学理论可以用在中微子上，叫做二分量理论，但就是要放弃宇称守恒。多少年来，他的理论没有被人承认。直到李政道和杨振宁推翻了弱作用中宇称守恒之后，这一理论才被李政道、杨振宁、俄国学者朗道（L.Landau）和巴基斯坦学者萨拉姆（A.Salam）复活，但他们都是独立做的工作。根据中微子二分量理论，中微子的质量必须为零，这也由吴健雄的实验所证实。可惜的是，韦尔没能够等到这一天。

　　1957年10月，瑞典皇家科学院宣布，把当年的物理奖授予李政道和杨振宁。李政道当时正在普林斯顿。当时担任普林斯顿高等研究院院长的奥本海默得知这个消息后，立刻在研究院里宣布，并在当晚举行了庆祝宴会。他在宴会前做了简短的讲话，除了对李政道和杨振宁表示祝贺外，还特别强调了吴健雄在这一发现中的重要作用。

　　但是，吴健雄没有和李政道、杨振宁一起获得诺贝尔奖，很多人对此表示不理解和不满。李政道和杨振宁也觉得吴健雄应该得奖。李政道和杨振宁此后还为推荐吴健雄做过几次努力，但都没有成功。这一遗憾始终无法挽回。 (来源：人民网-读书频道)