宇稱守恒律的絕對化推廣
自然界里有一類普遍存在的現(xiàn)象,就是對稱性。對稱性是人們在觀察自然和認識自然的過程中所產(chǎn)生的一種觀念,它能給人以一種圓滿、勻稱的美感。人類賴以生存的自然界,可以說是一個對稱的世界,無論宏觀世界或微觀世界,都存在著各種對稱性。
在物理學(xué)中,從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)都穿引著“對稱”的觀念。對稱性同義于不變性,而不變性則意味著守恒,因此,一種對稱性就往往對應(yīng)著一種守恒定律。對稱性是守恒定律的基礎(chǔ),守恒定律是顯示對稱性的標(biāo)志。
由于對稱性在自然界中是一種普遍現(xiàn)象,因此,在物理學(xué)中眾多的守恒定律也被科學(xué)家們公認為普遍適用的規(guī)律。尤其是一些守恒定律在很多領(lǐng)域里都被證明是有效的,更使得科學(xué)家們對于守恒定律有一種特殊的熱情,逐漸形成了一種任何守恒定律可以普遍適用的絕對化觀念。直到1954年宇稱守恒定律,遇到Q—I難題,才開始扼制住這一觀念的發(fā)展。
宇稱守恒定律是物理學(xué)進入微觀粒子研究領(lǐng)域后,由拉泡發(fā)現(xiàn)的。宇稱是描述微觀粒子狀態(tài)的波函數(shù)和它在鏡子中的像的波函數(shù)之間對稱性的一個物理量。宇稱守恒定律可以理解為:微觀粒子的運動規(guī)律與它的“鏡像”粒子運動的規(guī)律是完全一樣的,也就是具有空間的左右對稱性,即描述這個對稱性的物理“總宇稱”是不變的、守恒的。
宇稱守恒定律在許多微觀領(lǐng)域里都是有效的。因此,人們就不顧一定條件把它絕對化推廣到一切領(lǐng)域,誤認為宇稱守恒也是物理學(xué)普遍適用的定律,甚至,人們在弱相互作用下的宇稱是否守恒的實驗證明一個也沒有。顯然,當(dāng)時科學(xué)界已把宇稱守恒投入到天經(jīng)地義的真理之列。
1954年,實驗上發(fā)現(xiàn)了所謂Q—I的難題。Q—I難題反映了弱相互作用下宇稱可能不守恒的實驗現(xiàn)象,這真使物理學(xué)家們大傷腦筋,難于解釋。當(dāng)時絕大多數(shù)物理學(xué)家堅決不相信宇稱守恒會遭到破壞,甚至有的科學(xué)家揚言要下一大筆賭注,打賭實驗將獲得對稱的結(jié)果。1956年,李政道、楊振寧與眾不同,提出:在弱作用中,宇稱可能不守恒。但當(dāng)時幾乎沒人相信他們那不尋常的見解,直到后來吳健雄用實驗證實了弱作用中宇稱不守恒,才使人們脫離了謬誤的束縛。
一個曾經(jīng)被視為天經(jīng)地義的自然界基本規(guī)律——宇稱守恒定律,被判定為并不普遍成立的事實告訴我們:任何真理都是相對的,都有它的適用條件和范圍。宇稱守恒定律在它的應(yīng)用范圍內(nèi)表現(xiàn)出巨大的力量,但把它絕對化推廣,超越了它所適用的條件和范圍,就立刻喪失了它的能力。任何真理被超越一步便會變成謬誤。
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