【手性物普及系列 24.】
(24. 弱力的手性）
物体相互作用就是力，自然界存在四种基本的力：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。这四种相互作用是支配宇宙万物运动变化的最强基本动力。
①引力相互作用：宇宙间地球上的万有引力，无时不刻都有感受到它的存在。但其实它是四种力中最强小的，在宏观世界中，因为天体的质量巨大，所以引力作用巨大，而在质子级别以下的微观世界中，它的作用力可以忽略不计。
②电磁相互作用：一切带电的或具有磁矩的粒子之间都存在电磁相互作用。在宏观世界里的强电弱电，材料的应力、弹力和相互间的摩擦力、光电现象、化学变化、生物活性甚至生理现象无不与电磁作用有关，乃至原子中的电子绕原子核的转动及由原子构成分子的化学键力等都是电磁相互作用。
③强相互作用：即夸克之间的相互作用。原子核中把质子和中子结合在一起的核力即为强相互作用的表现，它是四种力中最强的一种力。原子核的聚变和裂变都会产生巨大的威力，所以可以用其为暴力武器，也可作为和平应用。
④弱相互作用：即引发原子核衰变的作用力。原子核衰变可由一种原子核变成另一种原子核，同时放射出人眼看不见的α、β和γ粒子，即为通常所说的放射线。
“宇称“：宇是物理上的上、下、左、右的四方空间，称即为相称，相互对称。宇称即是一种对称性操作，它可以是空间反演操作，也可以是照镜子的操作。在量子力学中，微观粒子的运动状态用在空间某一位置（x、y、z)、某一时刻(t)的波函数[ψ(x、y、z、t)]来描述，它的绝对值的平方（ψ2）就是微粒在某时刻、某位置出现的概率。在空间反演下，或让它照镜子时，如果这个概率的数学形式没有变化，则称此波函数具有宇称；如果它的数学形式变得面目全非，和原来的波函数完全不同，则称此波函数没有宇称，或不具有确定的宇称。那么宇称这种对称的操作，照镜子也好，空间反演也罢，都是手性操作。故此宇称操作也就是手性操作。
照镜了可把物体玢为两类，一类是镜像对称可重叠，另一类则是镜像对称不可重叠；与此类似空间反演可以把波函数分为两类：一类是保持波函数形式不变，称其为偶宇称，其量子数表征为+1，另一类是波函数改变了符号，即宇称量子数表征为－1，此为奇宇称。
“宇称守恒“：在粒子相互作用的过程中，如果前后粒子体系的总宇称保持奇偶不变，则称该过程是宇称守恒的；
“宇称不守恒“：相反，如果总宇称变了，偶宇称变成了奇宇称，或者奇宇称变成了偶宇称，则是宇称不守恒的。
物理学中许多守恒定律是通过实验得出的结论。守恒根源在于对称性，对称性产生不变性，不变性导致守恒定律。尤如空间平移不变性导致动量守恒定律，时间平移不变性导致能量守恒定律，空间旋转不变性导致角动量守恒定律。同时，宇称操作是手性操作，所以宇称守恒的根源就是手性对称性，宇称守恒是手性对称的，宇称不守恒就是手性不对称的。
实验证明，力学中的宇称守恒是显而易见的，可以用左右两个坐标系以照镜子的方式证明牛顿力学中的经典定律都是宇称守恒的；对于电磁相互作用，在前述第22、23节里已证明三个右手定则和一个左手定则都不是手性的，所以电磁相互作用也应是宇称守恒的。
在相当长的时间里，科学家们普遍认为宇称不但在宏观物体的运动中是守恒的，而且在微观物体的运动中也是守恒的，是一条在任何情况下都颠扑不灭的守恒定律。然而，1957年三位华裔科学家的实验证实弱在相互作用中宇称是不守恒的，即弱力是手性的。（请参看第20节—手性对称性破缺）
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