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物理學家訪談 物理知識方面 大雜燴

 abmay 2011-01-15
科學:弦論未來―物理學家布賴恩訪談錄

  news.dayoo.com 2004年08月22日 14:59 來源: 科技之光

  過去一談到弦論,人們就感到頭暈腦脹,就算是弦論專家也煩惱不已;而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測;普通人更是對它一無所知。科學家難以同外界說明為什么弦論如此刺激:為什么它有可能實現(xiàn)愛因斯坦對大統(tǒng)一理論的夢想,為什么它有助于我們深入了解“宇宙為何存在”這樣深奧的問題。然而從1990年代中期開始,理論開始在觀念上統(tǒng)合在一起,而且出現(xiàn)了一些可檢驗但還不夠精確的預測。外界對弦論的關注也隨之升溫。今年7月,伍迪·艾倫在《紐約人》雜志的專欄上以嘲弄弦論為題材——也許這是第一次有人用“卡拉比-丘”空間理論來談論辦公室戀情。 談到弦論的普及,恐怕沒有人能比得上布賴恩·格林。他是哥倫比亞大學的物理學教授,也是弦論研究的一員大將。

  

  他于1999年出版的《優(yōu)雅的宇宙》(The Elegant Universe)一書在《紐約時報》的暢銷書排行榜上名列第四,并入圍了普利策獎的最終評選。格林是美國公共電視網Nova系列專輯的主持人,而他近期剛剛完成了一本關于空間和時間本質的書。《科學美國人》的編輯George Musser最近和格林邊吃細弦般的意大利面邊聊弦論,以下是這次“餐訪”的紀要。

  SA:有時我們的讀者在聽到“弦論”或“宇宙論”時,他們會兩手一攤說:“我永遠也搞不懂它。”

  格林:我的確知道,人們在一開始談到弦論或者宇宙論時會感到相當?shù)某粤?。我和許多人聊過,但我發(fā)現(xiàn)他們對于這些概念的基本興趣是那么的廣泛和深刻,因此,比起其他更容易的題材,人們愿意在這方面多花點心思。

  SA: 我注意到在《優(yōu)雅的宇宙》一書中,你在很多地方是先扼要介紹物理概念,然后才開始詳細論述。

  實現(xiàn)突破與否,往往就取決于一點點洞察力。

  格林:我發(fā)現(xiàn)這個法子很管用,尤其是對于那些比較難懂的章節(jié)。這樣一來讀者就可以選擇了:如果你只需要簡要的說明,這就夠了,你可以跳過底下比較難的部分;如果你不滿足,你可以繼續(xù)讀下去。我喜歡用多種方式來說明問題,因為我認為,當你遇到抽象的概念時,你需要更多的方式來了解它們。從科學觀點來看,如果你死守一條路不放,那么你在研究上的突破能力就會受到影響。我就是這樣理解突破性的:大家都從這個方向看問題,而你卻從后面看過去。不同的思路往往可以發(fā)現(xiàn)全新的東西。

  SA: 能不能給我們提供一些這種“走后門”的例子?

  格林: 嗯,最好的例子也許是維頓(Edward Witten)的突破。維頓只是走上山頂往下看,他看到了其他人看不到的那些關聯(lián),因而把此前人們認為完全不同的五種弦論統(tǒng)一起來。其實那些東西都是現(xiàn)存的,他只不過是換了一個視角,就“砰”地一下把它們全裝進去了。這就是天才。 對我而言,這意味著一個基本的發(fā)現(xiàn)。從某種意義上說,是宇宙在引導我們走向真理,因為正是這些真理在支配著我們所看到的一切。如果我們受控于我們所看到的東西,那么我們就被引導到同一個方向。因此,實現(xiàn)突破與否,往往就取決于一點點洞察力,無論是真的洞察力還是數(shù)學上的洞察力,看是否能夠將東西以不同的方式結合起來。

  SA: 如果沒有天才,你認為我們會有這些發(fā)現(xiàn)嗎?

  格林:嗯,這很難說。就弦論而言,我認為會的,因為里面的謎正在一點一點地變得清晰起來。也許會晚5年或10年,但我認為這些結果還是會出現(xiàn)。不過對于廣義相對論,我就不知道了。廣義相對論實在是一個大飛躍,是重新思考空間、時間和引力的里程碑。假如沒有愛因斯坦,我還真不知道它會在什么時候以什么主式出現(xiàn)。

  SA:在弦論研究中,你認為是否存在類似的大飛躍?

  格林:我覺得我們還在等待這樣一種大飛躍的出現(xiàn)。弦論是由許多小點子匯集而成的,許多人都做出了貢獻,這樣才慢慢連結成宏大的理論結構。但是,高居這個大廈頂端的究竟是怎么樣的概念?我們現(xiàn)在還不得而知。一旦有一天我們真的搞清楚了,我相信它將成為閃耀的燈塔,將照亮整個結構,而且還將解答那些尚未解決的關鍵問題。

  相對論是對時間和空間重新思考的里程碑,我們正在等待另一次這樣的飛躍。

  SA:讓我們來談談環(huán)量子理論與其他一些理論。你總是說弦論是唯一的量子引力論,你現(xiàn)在還這么認為嗎?

  格林:呃,我認為弦論是目前最有趣的理論。平心而論,近來環(huán)量子引力陣營取得了重大的進展。但我還是覺得存在很多非?;镜膯栴}沒有得到解答,或者說答案還不能令我滿意。但它的確是個可能成功的理論,有那么多極有天賦的人從事這項研究,這是很好的事。我希望,終究我們是在發(fā)展同一套理論,只是所采用的角度不同而已,這也是施莫林(Lee Smolin)所鼓吹的。在通往量子力學的路上,我們走我們的,他們走他們的,兩條路完全有可能在某個地方相會。因為事實證明,很多他們所長正是我們所短,而我們所長正是他們所短。弦論的一個弱點是所謂的背景依賴(background-dependent)。我們必須假定一個弦賴以運動的時空。也許人們希望從真正的量子引力論的基本方程中能導出這樣一個時空。他們(環(huán)量子引力研究者)的理論中的確有一種“背景獨立”的數(shù)學結構,從中可以自然地推導出時空的存在。從另一方面講,我們(弦論研究者)可以在大尺度的結構上,直接和愛因斯坦廣義相對論連接起來。我們可以從方程式看到這一點,而他們要和普通的引力相連接就很困難。這樣很自然地,我們希望把兩邊的長處結合起來。

  SA:在這方面有什么進展嗎?

  格林:很緩慢。很少有人同時精通兩邊的理論。兩個體系都太龐大,就算你單在你的理論上花一輩子時間,竭盡你的每一分每一秒,也仍然無法知道這個體系的所有進展。但是現(xiàn)在已經有不少人在沿著這個方向走,思考著這方面的問題,相互間的討論也已經開始。

  SA:如果真的存在這種“背景依賴”,那么要如何才能真正深刻地理解時間和空間呢?

  格林:嗯,我們可以逐步解決這個難題。比如說,雖然我們還不能脫離背景依賴,我們還是發(fā)現(xiàn)了鏡像對稱性這樣的性質,也說是說兩種時空可以有相同的一套物理定律。我們還發(fā)現(xiàn)了時空的拓撲變化:空間以傳統(tǒng)上不可置信的方式演化。我們還發(fā)現(xiàn)微觀世界中起決定作用的可能是非對易幾何,在那里坐標不再是實數(shù),坐標之間的乘積取決于乘操作的順序。這就是說,我們可以獲得許多關于空間的暗示。你會隱約在這時看見一點,那里又看見一點,還有它們底下到底是怎么一回事。但是我認為,如果沒有“背景獨立”的數(shù)學結構,將很難把這些點點滴滴湊成一個整體。

  置身于弦宇宙,時空可能像這樣:另有6維卷曲在所謂的“卡拉比-丘空間”內。

  SA:鏡像對稱性真是太深奧了,它居然把時空幾何學和物理定律隔離開來,可過去我們一直認為這二者的聯(lián)系就是愛因斯坦說的那樣。

  格林:你說的沒錯。但是我們并沒有把二者完全分割開來。鏡像對稱只是告訴你遺漏了事情的另一半。幾何學和物理定律是緊密相連的,但它就像是一副對折開的地圖。我們不應該使用物理定律和幾何學這個說法。真正的應該是物理定律與幾何-幾何,至于你愿意使用哪一種幾何是你自己的事情。有時候使用某一種幾何能讓你看到更多深入的東西。這里我們又一次看到,可以用不同的方式來看同一個物理系統(tǒng):兩套幾何學對應同一套物理定律。對于某些物理和幾何系統(tǒng)來說,人們已經發(fā)現(xiàn)只使用一種幾何學無法回答很多數(shù)學上的問題。在引入鏡像對稱之后,我們突然發(fā)現(xiàn),那些深奧無比的問題一下子變得很簡單了。

  理論上可以導出許多不同的宇宙,其中我們的宇宙似乎是唯一適合我們生存的。

  SA:弦論以及一般的現(xiàn)代物理學,似乎逼近一個非如此不可的邏輯結構;理論如此發(fā)展是因為再無他路可走。一方面,這與“人擇”的方向相反;但是另一方面,理論還是有彈性引導你到“人擇”的方向。

  格林:這種彈性是否存在還不好說。它可能是我們缺乏全面理解而人為造成的假像。不過以我目前所了解的來推斷,弦論確實可以導出許多不同的宇宙。我們的宇宙可能只是其中之一,而且不見得有多么特殊。因此,你說得沒錯,這與追求一個絕對的、沒有商量余地的目標是有矛盾的。

  

  置身于弦宇宙,時空可能像這樣:另有6維卷曲在所謂的“卡拉比-丘空間”內。

  SA:如果有研究生還在摸索,你如何在方向上引導他們?

  格林:嗯,我想大的問題就是我們剛才談到的那些。我們是否能窮究時間和空間的來源?我們能否搞清楚弦論或M理論的基本思想?我們能否證明這個基本思想能導出一個獨特的理論?這個獨特理論的獨特解,也就是我們所知的這個世界?有沒有可能借助天文觀測或加速器實驗來驗證這些思想? 甚至,我們能不能回過頭來,了解為什么量子力學必然是我們所知世界不可或缺的一部分?任何可能成功的理論在其深層都得依賴一些東西:比如時間、空間、量子力學等,這其中有哪些是真正關鍵的,有哪些是可以省略掉仍能導出與我們世界相類似的結果?

  物理學是否有可能走另一條路,雖然面貌完全不同,但卻能夠解釋所有的實驗?我不知道,但是我覺得這是個很有意思的問題。從數(shù)據(jù)和數(shù)學邏輯出發(fā),有多少我們認為基本的東西是唯一可能的結論?又有多少可以有其他可能性,而我們不過是恰恰發(fā)現(xiàn)了其中之一而已?在別的星球上的生物會不會有與我們完全不同的物理定律,而那里的物理學與我們一樣成功?

  [何毓嵩/譯 曾少立/校]

  2. 創(chuàng)造奇跡——著名物理學家楊振寧講述挑戰(zhàn)守恒(2008.12)

  楊振寧(著名物理學家諾貝爾物理學獎獲得者):50年前, 1957年1月,吳健雄宣布她的實驗證實了在β衰變中宇稱不守恒(圖1)。

  

  一個月以后的2月2日,美國物理學會在紐約客旅館舉行周年大會。事后對于那天大會的情形有這樣一個報道:最大的演講廳擠滿了人,有人幾乎從大廳中央懸燈的鐵纜上爬下來。

  在這次會議上作報告的焦點人物,除了吳健雄和兩位低溫物理學家之外,還有時年35歲的華裔物理學家楊振寧,他在會上宣讀的與李政道合作的那篇論文,給國際物理學界帶來了一場威力不亞于原子彈爆炸的沖擊。為什么這篇論文的影響如此巨大?這要從他們所從事的粒子物理研究說起。

  楊振寧:第二次世界大戰(zhàn)之前,物理實驗都是小規(guī)模的,一個最好的例子是1897年J.J.湯姆森的儀器。J.J.湯姆森是一個英國人,他用一個很小的儀器,通過一個實驗,發(fā)現(xiàn)了世界上第一個基本粒子(圖2)。

  

  

  今天我們知道,每一個人的身上,任何一顆小東西里頭都有億萬個電子,電子是最常見的基本粒子。人類第一次知道有這么一種基本粒子,就是湯姆森用這個小儀器發(fā)現(xiàn)的。這個儀器當然有歷史價值,今天它被保存在大英博物館里頭。

  第二次世界大戰(zhàn)之后,核物理成為非常熱門的研究領域,制造了越來越大的加速器。第二次世界大戰(zhàn)以后第一個最大的加速器,叫作宇宙線級加速器。你看它的左下角,還有一個人站在那兒,你就可以知道它有多么大(圖3)。

  

  當時它是世界最大的,可以達到三個GeV的能量。今天世界最大的加速器實驗室,在瑞士日內瓦,是一個國際的實驗室,有幾千個工作人員在里面工作(圖4)。

  

  實驗室所在的地方,地下差不多一百米深的地方有兩個隧道,基本粒子就在這些隧道里頭被加速碰撞,然后物理學家研究這些碰撞出來的碎片,這就是今天實驗的情形。這個機器所能達到的能量是宇宙線級加速器能量的好幾千倍。

  構成世界的最小微粒究竟是什么?在很長一段時間里,人們一直以為應該是原子;到20世紀初,科學家們在原子中發(fā)現(xiàn)了質子、中子和電子,當時很多人以為,這些粒子已經不可拆分了;然而基本粒子的發(fā)現(xiàn)卻顛覆了這一觀念。隨著科學儀器的不斷更新,興奮的物理學家們就像剝洋蔥一樣,一層一層地將更小的微粒剝離出來。

  楊振寧:有了當時這些加速器,再加上宇宙射線,很多從前不為人知的基本粒子都被發(fā)現(xiàn)了。這些粒子是料想不到的,所以被稱為奇異粒子,strange particles。第一個發(fā)現(xiàn)的新的基本粒子,也叫奇異粒子,叫作π。它從上邊下來,在拐彎的地方衰變成兩個粒子,π變成了一個μ跟一個問號,問號是沒有電荷的,中文叫中微子(圖5),走到左邊去的。這個技術是膠片,是一種特別靈敏的膠片,它是上世紀40年代英國依爾福德公司所發(fā)展的新技術,這個新的技術對于物理學當時的研究起了重大的作用。

  

  1950年~1965年之間,鑒定奇異粒子及研究它們的性質,成為基本物理學的主流研究。要研究這些基本粒子是不是帶電的,是正電還是負電,還是中性的,它們的質量是什么,它們是怎樣衰變,等等,這些都是當時需要研究的題目。

  20世紀50年代,人們先后發(fā)現(xiàn)了兩個神秘的粒子,θ和τ,它們的基本特征十分相似,衰變方式卻大相徑庭,這讓科學家們大惑不解。θ和τ究竟是什么關系?是近親?是孿生兄弟?還是根本就是同一個粒子呢?

  楊振寧:1954年到1957年間最激烈的辯論就是這個θ-τ之謎。從膠片里頭,或者用氣泡室看,θ跟τ是完全不一樣的??墒窃絹碓蕉鄿蚀_的實驗指出θ跟τ有相同的質量,而且這個質量測量越來越準確。兩個質子,通常它的質量是差得很多的,差幾十倍,甚至幾百倍,這么樣接近的是很少有的;而且θ跟τ的壽命又是一樣的。所以呢,它們似乎其實是一個粒子。一個基本粒子可以變成各種不同的衰變的形式,這個是司空見慣的,θ跟τ似乎是正在向那個方向走。另外一方面是每一個粒子都有一個特點、特性,叫作宇稱,并有一個基本定律,這個基本定律叫作宇稱守恒。什么叫宇稱守恒呢?就是說在衰變之中,原來的宇稱跟后來的宇稱必須是一樣的,這就叫宇稱守恒。

  宇稱是一個專門的物理概念,用來表達左右對稱或者不對稱的性質。π的宇稱是-1,如果宇稱守恒的話,θ衰變成兩個π,它的宇稱應該是-1的平方,+1;而τ衰變成三個π,它的宇稱就等于-1的三次方,-1。這樣的話,θ跟τ的宇稱就是不一樣的。

  楊振寧:這里頭有一個麻煩的地方,就是在τ這個情形之下另外還有一種宇稱,叫作軌道宇稱。所以第一步先要解決在τ里有沒有軌道宇稱,這是當時熱衷的題目。這就引出來了一個方法,叫達利茲的圖。達利茲是英國一個非常重要的理論物理學家,他發(fā)明了一個圖,你每看見一個τ,就可以在這個圖里找出來、畫出來一點,所以從這個圖的跡象可以看見有沒有軌道宇稱(圖6)。

  

  

  1956年4月3日到6日,在國際高能物理會議上,達利茲總結了他前兩年的工作,指出幾百個τ衰變的研究在達利茲圖里形成了一個均勻的分布。均勻的分布就是說沒有軌道宇稱,τ根據(jù)宇稱守恒,沒有軌道宇稱,它的宇稱就應該是-1的三次方,是-1,跟θ的宇稱是不一樣的,所以θ跟τ不是同一個粒子。

  要想證明θ和τ是同一個粒子,除非推翻“宇稱守恒”這條定律。然而在當時的世界物理學界,“宇稱不守恒”是絕對不可思議的事情。

  楊振寧:在這個情形之下就會有人問了,說是不是宇稱可以不守恒呢?任何一個人只要一提這個問題,就立刻會被大家攻擊,攻擊得體無完膚,所以大家不敢講這句話。為什么不敢講這句話呢?因為人們相信宇稱守恒有三個主要的原因:一、宇稱守恒的意思就是說物理世界是左右對稱的,物理世界左右對稱與牛頓定律、麥克斯韋爾定律是完全符合的;二、左右對稱有很大的直覺和審美的感召力,大家都愿意多有一點對稱,不要有不對稱的現(xiàn)象;三、1920年到1930年以后,量子力學指出:宇稱非常準確地在原子物理中守恒。

  20世紀物理學的一個非常重大的革命性的發(fā)展,就是在頭30年間的量子力學的發(fā)展。這個量子力學的發(fā)展,不只是對于物理學,對于今天我們的人生都有極大的影響。所以有手提電話,因為里頭有一個芯片;所以有芯片,因為有半導體;所以有半導體,就是因為有量子力學的革命。而量子力學里說宇稱是非常準確地守恒,而且宇稱在理論跟實驗研究上都已經成為很有力量的一個工具。這個工具在原子、分子物理里頭非常有用處,接著在核子衰變的物理里頭非常有用處,以后在核子反應的實驗里頭也非常有用處。有這么多的用處,所以大家就覺得宇稱絕對是守恒的。

  宇稱守恒定律的牢固地位使關于θ-τ之謎的爭論陷入僵局,很多試圖解謎的科學家都紛紛敗下陣來。然而在1956年的夏天,兩位年輕的華裔物理學家楊振寧和李政道卻聚到了一起,開始聯(lián)手向它發(fā)起挑戰(zhàn)。

  楊振寧:所有人都知道物理世界有四種力量,叫作強力、電磁力、弱力、引力。強力者,就是把原子核合在一起的力量,它非常之強,所以反應堆有很大的能可以釋放出來,原子彈可以有很大的能爆炸出來,這叫強力。電磁力就是電跟磁的力,電磁力是化學的基本。弱力呢,是20世紀才發(fā)現(xiàn)的,其中大家最熟悉的就是它的放射性,這個力量比起強力跟電磁力都要弱很多,所以叫弱力。還有第四種就是萬有引力。這四種力,在上世紀四五十年代,已經變得很清楚了。

  楊振寧和李政道大膽地猜測,或許宇稱守恒對絕大多數(shù)的力量而言是正確的,但在弱力作用下未必如此。于是他們對弱力,尤其是β衰變進行了非常深入的研究,這使他們有了一個十分驚人的發(fā)現(xiàn)(圖7)。

  

  楊振寧:我們做了研究后,就發(fā)現(xiàn)以前所有的β衰變實驗,原來都跟宇稱守恒沒有關系。這是一個使得我們非常驚訝的發(fā)現(xiàn)。換句話說,就是我們發(fā)現(xiàn)宇稱守恒一直到那天從來沒有在β衰變中被測試過。所以第三個,我們就提出來用幾個實驗,來測試β衰變跟其它的弱相互作用中宇稱是否守恒。我們所提出的實驗都比以前的實驗要稍微復雜一點,需要加一點花樣,通過加的這些花樣才可以辨別在β衰變里左右是不是對稱的。我們就寫了一篇文章,當時它的題目:《宇稱在弱相互作用里頭是不是守恒》,最后用了一個問號。結果幾個月之后,這個文章登出來的時候,題目改了,叫作《在弱相互作用之下宇稱守恒的問題》。為什么變成這樣呢?當時的編輯叫做戈特斯密特,是一個有名的物理學家,他說題目里不可以有問號,我自己一直覺得原來有問號那個題目比這個題目其實更傳神一點。

  一石激起千層浪。楊振寧和李政道的這篇論文迅速在國際物理學界引起了轟動。反對的聲音如潮水一般鋪天蓋地向這兩個年輕人涌來,而在質疑者中,不乏一些當時鼎鼎大名的物理學家。

  楊振寧:我們這個預印本發(fā)出去以后,反應是什么呢?大家都不相信??晌返呐堇蛯懙溃?#8220;我不相信上帝是一個弱的左撇子,我準備投注一筆很大的金額,實驗將會得出一個對稱的分布。”實驗得出來對稱的分布就是代表宇稱是守恒的。泡利是一個胖胖矮矮的人,一個大物理學家(圖8),為什么我說他是可畏的呢?因為我們這些年輕人都有點怕他,他對年輕人講話非常不客氣,所以我們通常不去跟他糾纏任何問題。

  

  費曼,一位大理論物理學家,當年是38歲,他完全不相信宇稱可以不守恒,所以他說他可以50對1來賭宇稱一定守恒。等到宇稱發(fā)現(xiàn)可以不守恒了,他乖乖地寫了一張支票,50元錢。不過他寫給的那個人沒有把錢取出來,而將支票裝在一個鏡框里掛在辦公室里。菲利克斯·布洛赫,因為磁共振得到了諾貝爾獎,而這個技術后來引導出來MRI(核磁共振)。當時他也說他不相信宇稱可以不守恒,他說如果宇稱不守恒,他會把他自己的帽子吃掉。

  來自四面八方的質疑給楊振寧和李政道帶來了巨大的壓力,他們迫切地希望自己的理論能在實驗中得到證實。而此時,一位擅長實驗的華裔物理學家站了出來,她就是有“核子物理學女王”之稱的吳健雄。

  楊振寧:吳健雄有更深入的戰(zhàn)略性的眼光,她也不認為宇稱可以是不守恒的,因為,一方面她是泡利的朋友,非常崇拜泡利,他們之間經常有一些電話、信件的往來,泡利當然告訴吳健雄說宇稱絕對是守恒的,可是吳健雄覺得一個基本的自然定律必須要用實驗來驗證,不管別人怎么覺得非是這樣不可。她認為這是她的最基本的戰(zhàn)略性的眼光,后來我曾經說她是獨具慧眼。

  吳健雄召集了四位低溫物理學家和她一起進行楊振寧和李政道提出的鈷60衰變實驗。從1956年夏天到1957年年初的5個月時間里,她幾乎每周都要從紐約趕到華盛頓去做實驗,除了奔波勞累之外,她還要面對很多技術上的困難(圖9)。

  

  楊振寧:因為β衰變跟低溫兩者都是新的科技,從來沒有人把它們放在同一個實驗里,所以有很多戰(zhàn)術上的問題需要解決。例如,因為低溫的需要,他們要制造一粒很大的晶體,去保持

  鈷60的樣本。吳健雄就到哥倫比亞大學化學系圖書館,去找做晶體的書,找著了一本很厚的書,上面滿是灰,她把書拿到實驗室,仔細研究。經過三個星期的艱苦奮斗,吳健雄和她的學生終于成功制造出了一顆直徑約有1厘米的晶體。這里頭還有個故事,其中她的一個女研究生,一天晚上回家的時候把有那個溶液的一個燒杯帶回家,第二天早上她一看,出了大的晶體。后來一想才知道,是因為她那天晚上回去以后,把燒杯放在了廚房的爐子旁邊,那個地方比較暖和,暖和了以后就可以出大晶體,這一來他們皆大歡喜,所以就做越來越大的晶體。最后做出來一個大的晶體,像一顆鉆石一樣漂亮。吳健雄說:“那天當我把晶體帶去華盛頓,我知道我是全世界最快樂和最驕傲的人。”

  通過實驗,吳健雄成功地證實了李政道和楊振寧的推測,宇稱守恒這條物理學界遵循多年的金科玉律被動搖了,這個消息頓時傳遍了世界(圖10)。

  

  楊振寧:堤壩被攻破了,物理學家都趕緊去測試在各種弱相互作用下宇稱是否守恒,很多實驗室都去做這一類的實驗。所以在接下來的5年里進行了幾百個類似的實驗,證實了宇稱不守恒是弱相互作用下的一個一般的特征,這是一個非常重要的結論??墒菫槭裁丛谌跸嗷プ饔美锊皇睾?,到現(xiàn)在卻還是不解之謎。很奇怪的。這也是泡利講的,他不相信上帝是一個左撇子,為什么在三種重要的力量里宇稱是絕對守恒的,而在這種弱相互作用里是都不守恒的,這里頭一定有更深的道理。這個更深的道理,也許今天在座的哪一位,過20年、40年可以發(fā)現(xiàn)出來。

  就在這一年,宇稱不守恒現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為35歲的楊振寧和31歲的李政道贏得了諾貝爾物理學獎。1957年12月10日,瑞典皇家科學院諾貝爾獎的領獎臺上,第一次出現(xiàn)了中國人的面孔(圖11)。

  

  而吳健雄的實驗則給物理學領域帶來了意義深遠的影響,人們從此將對稱觀念提升為基本理論的一個中心概念,對所謂離散對稱性有了更為深入的理解,她的實驗也使人們更清楚地了解了中微子的性質,由此導致了三個新的諾貝爾獎。

  楊振寧:可是吳健雄始終沒有獲得她應該得到的諾貝爾獎。塞爾瑞也是一個得過諾貝爾獎的實驗物理學家,他是吳健雄在伯克利攻讀博士學位的導師(圖12)。

  

  他在上世紀70年代寫了一本書,用通俗的語言描述了20世紀物理學的許多發(fā)展,其中有這么一段話:他說“這三位中國物理學家顯示了下面的預測,歷史上中國曾扮演世界文化領袖的角色,當中國從她目前的浴血革命時代走出,重新?lián)嗡臍v史角色以后,她對未來世界物理學將會有多么大的貢獻”。

  3. (編

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