​深度：杨振宁先生的宇称不守恒讲的是什么？

深度：杨振宁先生的宇称不守恒讲的是什么？

很多人开始知道杨振宁，都是从杨振宁翁帆的新闻，或者恢复中国国籍开始的。杨振宁先生是个著名的物理学家，地位比肩大家熟知的爱因斯坦，牛顿。他和李政道在1956年发表了“宇称不守恒”定律，并获得1957年物理学诺贝奖。这个“宇称不守恒”有多厉害？可以说是当时物理界的晴天霹雳。

什么是“宇称不守恒”？今天从简单的角度讲讲，如果想理解的透彻，可以买本书学习学习。按照明面上咱们需要理解“宇称”和“不守恒”。既然“宇称不守恒”获得了诺贝尔奖，那之前的认识就是“宇称守恒了”。

守恒是大家容易接受的，初中物理就降“能量守恒，质量守恒，电荷守恒”定律，守恒的意思是“保持不变”。那“宇称”是什么呢？这是个翻译词汇，原词“parity”，有对等的意思。前辈们在翻译的时候，想到“宇”有宇宙、空间的意思，“称”有对称的意思。“宇称”两字合在一起就是“描述空间上的对称性”。那“宇称守恒”就好理解了，大概的意思就是“空间上的对称性是保持不变的”。

对称性就像照镜子一样。如果我去照镜子，那镜子里面的人除了左右不同，其他的跟我一模一样啊。这个就是“宇称守恒定律”了。

如果我笑了一下，他哭了，这个就是“宇称不守恒”。问题来了，镜子里面的人怎么会跟我的表现不一样，是我眼花了吧？现实生活中不是这样的，但是在弱核力学理论中，“镜面里的我，跟我不一样”会发生。

自然界中有四大基本力：强核力、弱核力、电磁力和引力。电磁力是电荷、电流在电磁场中所受力的总称，高中的时候咱们学过“电磁感应”。万有引力大家都知道，就剩下的两个比较陌生：强核力和弱核力。

这四种力在我们生活中，都有一片小天地。强核力之所以强，是因为它是目前所知的四种宇宙间基本作用力中最强的。现在开始回忆物理知识（看下图更形象些），原子由原子核和绕核运动的电子组成，原子中所有的质子和中子结合起来就形成了一个很小的原子核。质子和中子的稳定性就靠强核力维持。关于强核力的运用有核裂变，也是原子弹的理论基础。

了解弱核力，先了解放射性。还是举个例子，昨天买了几个苹果放在冰箱里，今天一开冰箱，苹果竟然变成了梨。是不是又眼花了，这个在量子领域是可能的。又要大家回忆一下化学元素周期表，从第六周期开始出现放射性元素。放射性元素（确切地说应为放射性核素）是能够自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线（如α射线、β射线、γ射线等），同时释放出能量，最终衰变形成稳定的元素而停止放射的元素。这种性质称为放射性，这一过程叫做放射性衰变。

理解上面的，弱核力就比较好理解了，是指造成放射性原子核或自由中子衰变的短程力，作用于所有物质粒子，而不作用于携带力的粒子。短程力的意思呢，就是作用力短，距离越长，力越小。简单理解，弱核力就是造成放射性原子核发出射线的作用力。

宇称守恒理论的确在几乎所有的领域都得到了验证——只除了弱核力。再从头理解下，宇称不守恒定律：在弱核力作用下,互为镜像的物质的运动不对称。

20世纪50年代初，科学家发现了两种有放射性的新介子，姑且咱们成为N0.1和NO.2吧。这两种介子的自旋、质量、寿命电荷等完全相同，很多人都认为它们是同一种粒子。但是，它们却具有不同的衰变模式，N0.1衰变时会产生两个π介子，NO.2则衰变成三个π介子，这说明它们遵循着不同的运动规律。当然N0.1和N0.1照镜子是一样的，NO.2和NO.2照镜子也是一样的。

重点来了，1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：N0.1和NO.2是完全相同的同一种粒子（后来被称为K介子），但在弱核力相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“N0.1和NO.2”粒子在弱核力相互作用下是宇称不守恒的。

最后再说下杨振宁先生，他是中国第一个获得诺贝尔奖的物理学家，作为当今世界的物理学大师，杨振宁在做出了巨大的贡献，我们的关注点应该在杨振宁先生的物理成就，而不应该在私人方面。