无谜可言的
江棋生
导读:在《两种站不住脚的宇称守恒定律之证明》[1]一文中,我们考察了相关物理学专著和量子力学教科书中给出的两种典型证明,发现它们都有明显的谬误,都是站不住脚的。于是我们在文中认为:所谓宇称守恒定律,恐怕不是什么局部不成立的问题,而是很可能压根儿就并不存在。在那篇文章的结尾处,我们作了预告:在我们的下一篇文章中,将讲述物理学史上很有名的
现在,我们用心写得的这篇破谜解谜文章面世了。在秉持“求真与严谨”写作态度的前提下,我们尝用科普文章的标配笔触,先介绍当代物理学史对
我们相信,与不得不援引公式的准科普文字相比,这篇科普文章的较为可读和易于理解,应该是可以期待的。
当代物理学史告诉我们,20世纪50年代基本粒子物理学中的
当我们在弱相互作用领域之外证伪了宇称守恒定律,及发现了该定律的两种典型证明站不住脚之后,上述不可小觑的
在这篇文章中,我们先介绍当代物理学史对
一、当代物理学史对
1947年, 从事宇宙射线观察的实验物理学家发现,有一个被称为
1949年,他们又发现了另一个基本粒子——
几乎在作出上述观察发现的同时,他们在实验室里也得到了同样的结果。
随着实验手段和方法的改进,到20世纪50年代早期,
然而,从它俩衰变结果的不同,物理学家认定它俩的宇称却并不一致,前者为偶,后者为奇[4]。决不能小看这样一种唯一的不同。对当时的物理学家来说,二者宇称的不同,乃有举足轻重的意义。因为宇称守恒定律的硬核要求是,如果它俩为同一个粒子,则它俩的宇称必须一致,没有商量。既然它俩的宇称并不一致,就绝不可能是同一个粒子。
如果人们基于“四个相同”,坚持认为它俩是同一个粒子,则势必冒犯宇称守恒定律。而宇称守恒是早就与左右对称无缝锚定的,那个时候谁敢怀疑宇称守恒,就是怀疑神圣的左右对称原理,那可是冒犯天条啊。
不过,“四个相同”又明明硬邦邦地摆在那里,人们难道能闭着眼睛绕过去,愣说它俩是不同的两个粒子吗?
那么,
二、物理学界对
然而,科学家的脾气是,再难解开的谜,也得解。杨振宁先生后来回忆当年的亲身经历时,说过下面一段话[5][6]:
那时候,物理学家发现他们所处的情况,就好像一个人在一间黑屋子里摸索出路一样,他知道在某个方向上必定有一个能使他们脱离困境的门。然而,这扇门究竟在哪个方向上呢?
从1954年开始,终于有人开始大胆质疑宇称守恒定律的不可动摇性。美国物理学家派斯在《基本粒子物理学史》中说,宇称不守恒这个课题,“至少在1954年的东京会议上就出现了”。到第六届罗彻斯特会议上,“人们第一次在会上会下对这种选择进行了认真的讨论”[7]。
与其他质疑者相比,后起之秀李政道和杨振宁的切入点选得比较恰当和可行。他俩在1956年提出,宇称守恒在其它相互作用中都受到过检验,是没有问题的。但宇称守恒却从来没有在弱相互作用领域中受到过检验。他们还进而讨论了做出这种检验所需的一系列实验条件,李政道则更是当面请吴健雄和她的合作者去做第一个这样的实验。
1957年1月中旬,吴健雄实验结果出来了:在弱相互作用领域中,宇称确实是不守恒的,亦即左右对称真的出现了破缺。这一重大的惊人结果,或被欣喜地拥抱,或被无奈地接受;总之,很快就被物理学界公认了。
两强顶牛硬者胜。偏偏在弱相互作用中,宇称守恒定律表现拉胯,左右对称原理“被判明是一种偏见”[8]。于是,加在
三、
对著名的
上世纪50年代,
直到1957年,人们终于知晓在弱相互作用中,宇称守恒定律是个软柿子,该定律和由它表征的左右对称原理之普适性被打破、神圣性遭打折,随之也就顺理成章地解开了
然而,68年前人们就
我们的回答是,不对头。请读者诸君且看我们对
现在的我们,已然知晓宇称变换和宇称守恒与左右对称毫无关涉,已然明白宇称守恒定律根本不是“左右对称原理在量子世界中的体现”,已然了解粒子的宇称特性只是表征其波函数的“奇偶性”而已[9][10],那么,尽管
现在的我们,又对宇称守恒定律进行了新的重要证伪[11],明白了在弱相互作用领域之外,该定律其实早就拉胯,早就不成立。于是,这条软柿子定律在我们心中的份量,就差不多轻于鸿毛了。对我们来说,在弱相互作用领域之内也出现“宇称不守恒”,又有什么大惊小怪的呢?对我们来说,
到此为止,在我们眼里,所谓
然而,现在的我们更发现:证明宇称守恒定律的两种典型推导,是不能成立的[1]。我们还因此大胆放言:所谓宇称守恒定律,恐怕不是什么局部不成立的问题,而是很可能压根儿就并不存在。
如果宇称守恒定律真的并不存在,
一、既然“宇称守恒与否”乃子虚乌有之事,那么,两种粒子的“宇称不一致”对“其它物理性质几乎完全一致”曾作出的硬刚,就立马烟消云散,从而无谜可言。
二、宇称守恒定律已不是拉胯的问题,不是什么柿子软硬的问题,而是它连当柿子的资格都没有。在没有什么定律要求两种粒子必须具有确定的宇称、并保证其宇称不随时间而改变,在完全没有“宇称守恒与否”的搅和下,根据
在对
2025年12月3日 初稿于北京家中
2025年12月8日 定稿于北京家中
参考文献与注释:
[1]江棋生. 两种站不住脚的宇称守恒定律之证明. 2025年12月5日发布于微信公众号“阿斗凿墙”,12月8日发布于《光传媒》和《民主中国》网刊.
[2]江棋生. 质疑量子力学中的宇称守恒定律[OL]. 序号1512,自然科学—物理学,中国预印本服务系统,国家科技图书文献中心网,2010.09.08.
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[3]江棋生. 物理学分立对称性新论[M]. 武汉:汉斯出版社,2022: 140.
汉斯出版社关于此书的荐读网页:
https://mp.weixin.qq.com/s/2rlTYJejUuWzWJLNZV7_aQ
[4]为何粒子宇称为偶、粒子宇称为奇?
这是因为二者的宇称,是由其衰变产物介子的宇称量子数相乘来决定。介子的宇称为奇,即它的宇称量子数是-1。而粒子衰变为两个介子,其宇称量子数就为:,故粒子宇称为偶。相应地,粒子的宇称量子数则为:,故粒子宇称为奇。
[5]杨建邺. 杨振宁传[M]. 长春:长春出版社,2003: 136.
[6]关于这本《杨振宁传》,还有个小故事:
2003年12 月,杨振宁先生回到清华大学定居。2004年春节前夕,蒋彦永医生对我说:他和杨先生有亲戚关系,他去看望杨先生时,很愿意把我的物理学论文带给杨先生过目。几天后,蒋医生把我的几篇关于时间反演的论文送到了杨先生手中。2004年2月20日,我在蒋医生家拿到了杨先生写给我的一封信,及杨先生送给我的这本书:《杨振宁传》。
[7]派斯 A. 基本粒子物理学史[M]. 武汉:武汉出版社,2002:668.
[8]派斯 A. 基本粒子物理学史[M]. 武汉:武汉出版社,2002:678.
[9]江棋生. 揭示宇称变换的真面目. 2025年11月23日发布于微信公众号“阿斗凿墙”、《光传媒》和《民主中国》网刊.
[10]江棋生. 宇称守恒与左右对称毫无关涉. 2025年11月25日发布于微信公众号“阿斗凿墙”、《光传媒》和《民主中国》网刊.
[11]江棋生. 在弱相互作用的领域之外,宇称守恒定律就并不成立. 2025年11月29日发布于微信公众号“阿斗凿墙”、《光传媒》和《民主中国》网刊.


