【物理学中的手性 16.】

（16. 上帝是个左撇子？）

       在上世纪初交之际，物理学的新发现如雨后春笋般层出不穷，为此也不发生了轰动物理学界内外的世纪之争。我们这里也只讲与手性科技相关的争论，最有名最有趣的就是奥地利著名的物理学家泡利（Wolfgang E.Pauli），也就是那个发现“泡利不相容原理”的大物理学家，他居然说 “他不相信上帝是个左撇子！”，言下之意他不相信基本粒子的手性，他反对宇称不守恒。

       话得从杨振宁、李政道和吴健雄三位华人物理学家的研究工作说起。杨李两人为了解释当时令人困惑的“θ-τ”之谜，那就是有θ⁺和τ⁺两种介子，都带有正电荷，它们发生不同的衰变，之后的宇称各不相同，分别是+1和-1，其宇称不同肯定是不同的粒子。如是同一种粒子，其宇称变化不相同，那宇称就不守恒了；若是不同的粒子，却又不能解释它们有那么多相同的物理量？这在当时物理界的主流固定思想中，宇称不守恒是不可想象的。

       杨李两人经过认真分析实验数据，提出了在强相互作用中宇称守恒的物理定律是成立的，而在弱相互作用中基本粒子的衰变是宇称不守恒的。并把这个观点发表在1956年10期的权威物理学理论刊物《物理评论》上，但是它们缺乏一个有力的论证实验结果。于是他们设计了一个极化钴- 60原子核的β衰变实验，这个实验需要极为苛刻的条件，需要在－273℃下的超低温条件下进行。他们请享有盛名的华裔实验物理学家吴健雄教授来做这个实验。其实验状况是，在强大的，相互垂直的磁场和电场作用下，钴- 60原子核的β衰变产生的 β粒子会顺着或逆着核自旋方向释放出，其结果是绝大多数的β粒子都是逆着核自旋方向释放出来的，所以钴原子核释放出的β粒子数相对核自旋方向是不对称的，是手性的，是宇称不守恒的。这就解决了“θ-τ”之谜的长期困扰。

       吴健雄教授的实验结果，震惊了整个物理界。随后世界上许多著名的实验室采取不同的实验方向来验证这个实验结果，最终是大家的实验结果验证了弱相互作用中的宇称不守恒，这个曾被认为是神圣不可动摇的物理学基石被实验结果推翻了。为此，杨振宁和李政道同时获得了1957年的诺贝尔物理奖，吴健雄教授也因此获誉为“中国的居里夫人”不朽的称号。当然在杨李两位年轻的博士提出这个弱相互作用宇称不守恒的大胆想法时，受到了许多著名科学家的质疑和反对。本文起始提到的泡利教授便是其中一个典型。他嘲讽到“上帝是一个左撇子吗？” 后来，泡利自己意识到他可能错了，还惜称幸好没有去实现与人打赌的许诺。因为由他自己预言的质量为0的中微子也被 人证实它是左旋的，也已就是说中微子也是个左撇子，也是手性的，也是在弱相互作用下宇称不守恒的。

                                             丰都智愚河畔环境技术工作室