【手性物普及系列  25.】

（25. 上帝是个左撇子？）

       人群中有的人善用右手，也有的人喜好左手。这是由偏好到习惯，再到进化为功能性差异的偏向，从而形成右撇子或左撇子。其实这也是功能性手性差异，右撇子为右手性，左撇子为左手性。

       那么，上帝是左撇子吗？这还得从三位华裔科学家的研究成果说起。

      在上节的讨论中我们知道，在相当长的时间里，科学家们普遍认为宇称守恒是颠扑不灭的守恒定律。而在1956年以前，基本粒子物理学中有个令人困惑的 “θ-τ之谜”。也就是科学家在研究介子的弱相互作用过程中发现有两种带正电的介子，一种叫 θ⁺介子，可以衰变成两个 π介子，另一种叫 τ⁺介子，可以衰变成三个 π介子。而 θ⁺、τ⁺、π 三种介子的静态宇称都为－1，那么 θ⁺介子衰变后总宇称为+1，说明衰变前后的宇称不一致，即宇称不守恒；而 τ⁺介子衰变后总宇称为－1，说明衰变前后宇称一致，即宇称守恒。这就是问题了，为什么会有宇称不守恒的情况了呢？

      为了解答这个疑难问题，1956年10月两位年轻的华裔科学家杨振宁和李政道提出了大胆的猜测，在权威杂志《物理评论》上发表了论文 “弱相互作用中的宇称守恒问题”，他们表述：在引力相互作用、强相互作用和电磁相互作用中，实验已证明宇称是守恒的。但对于弱相互作用中宇称守恒只是一个没有实验根据的推论。同时他们提出了可以明确检验其是否的实验方向，以期待随后的实验结果会证实他们的大胆猜测。

      这个大胆的猜测，立即受到当时很多著名科学家的质疑。发现“泡利不相容原理”的美籍奥地利科学家泡利，当时就宇称不守恒就有手性的原理发出了质疑。他在给他的助手的信中说：“我不相信上帝竟然是个无能的左撇子，我敢出大价钱打赌，实验将会给出对称的电子分布，我看不出相互作用的强度与它的镜像不变性有任何逻辑上的联系。”

      但是在1957年，又一个华裔女科学家吴健雄女士，就按杨振宁和李政道指出的实验方向进行了验证性的精密实验。她率领的研究团队以钴－60衰变成 β粒子的镜像设置实验，结果表明钴－60衰变前后的表征不呈镜像对称，意即这个弱相互作用中，宇称不守恒。

      随即科学家解开了“θ-τ之谜”。实际上 θ⁺和 τ⁺两种介子是同一种粒子，现在把它叫作K⁺介子，它的宇称为负，共有两种衰变方式，一种衰变三种 π介子，其总宇称为负，即衰变前后宇称一致；另一种衰变两种 π介子，其总宇称为正，那么它就宇称不守恒的，也就是这种情况下，弱力是具有手性的。

      当泡利知道吴女士的实验结果后，自愧不已，又在给助手的信中自嘲到：“幸运的是，我没有真的打赌，否则我就输大了，看来我是如此闹了个大笑话。令我震惊的并不是”上帝是个左撇子“这个事实，而是它强烈地表现自己时，显示出的是左右对称的。” 后来证实，德国数学家外尔提出的无质量的外尔费米子（如中微子），在弱相互作用中的确是左旋的。这也映证了泡利戏言如真 — ”上帝是个左撇子“。

       为此，杨振宁和李政道在1957年获颁诺贝尔奖，而吴健雄的贡献功不可没，虽没得诺奖，却得到举世公认。

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