物理学定律“错”了吗?
20世纪20年代发玑了宇称守恒定律,人们运用这个定律解决了不少难题,科学家们为之欢欣鼓舞。1947年,有人在宇宙射线的云雾照片留下的径迹中看到一个新的奇异粒子,该粒子发生衰变时宇称不同;1953年美国物理学家通过实验观察也证实了这一点。这种和宇称守恒定律不符的奇怪现象,让科学家们伤透了脑筋。
起初,李政道、杨振宁也都力图在不改变守恒定律前提下,从理论上解释这一现象,并先后提出不少假说,从实验上加以检验,但都以失败而告终。“也许在弱相互作用下宇称 本来就是不守恒的”这个念头在李政道和杨振宁的头脑中萦绕,这意味着拒绝承认物理学 最基本的定律,这是许多人想都不敢想的。
一天深夜,李政道家的电话又响了,是杨振宁的声音:“我借来了西格本所编的有关核 谱学的书,厚厚的一大本,明天你到我这来,咱们逐个推算,硪感觉到原来的宇称守恒实验 好像没有一个是属于弱相互作用的。”
“行!我明天一早就过去。”李政道兴奋地回答。
第二天,李政道一跨进杨振宁的办公室,就看到杨振宁桌上的一大堆书和一大摞稿 纸,再看看杨振宁那熬红的双眼,笑着说:“杨兄,要注意身体啊。”
“彼此!彼此!来,坐下来!”杨振宁捧出一大堆书,“我已经算了几个,确实都以极大 的精确度证实了宇称守恒定律,可是这些实验没有一个是属于弱相互作用的。虽然在以 往分析实验数据时都假定了宇称守恒,但实际上这是完全不必要的。”
李政道颇有同感地说:“对,因为不管我们假定宇称是否守恒,都同样说明以往的实验 事实。”整整一个夏天,两人都在一遍又一遍地检查所有的实验结果,他们更加坚定了自己 的看法。
1956年10月,李政道和杨振宁发表了一篇题为《弱相互作用中宇称守恒的问题》的论 文。这篇后来被誉为“战后最激动人心的发现”的论文指出:虽然在所有强相互作用中,宇称守恒的证据是强有力的;但在弱相互作用中,宇称守恒的的证据一个也找不到。因此,可以认为:在弱相互作用中宇称守恒定律也许根本就不成立。不过,他们又谨慎地补充:因为目前我们关于奇异粒子的知识仍很缺乏,所以上述论证是不能认真对待的,倒不如把它看做是考查宇称守恒问题的一个推动力。
论文发表后,几乎没人相信他们不同寻常的大胆声明。当时世界上最伟大的理论物 理学家之一泡利在给一位朋友写信时说:“我已准备好了一大笔赌注,我敢打赌实验将获 得对称的结果。”实验学家诺尔曼·拉姆齐对费曼教授说:“我们来做一个实验,看宇称在 衰变中是否不同。你是否愿意以一百元和一元跟我打赌?”费曼教授说:“不,但打五十元 的赌我倒是情愿。”
仅靠一篇论文不具有说服力,重要的是要有令人信服的实验。他们不约而同想起美籍华人、著名的女实验物理学家昊健雄。素以严谨著称的昊健雄教授,对实验的每一个细小的环节都亲自把关,李政道和杨振宁也常常泡在