第563章 空间镜像对称！宇称不守恒！华夏的(第2页)

 还记得诺特定理的原话吗？

 系统中，每个连续的对称性，都对应着一个守恒量。】

 请注意“连续”这个词。

 时间平移是连续的，空间平移是连续的，空间旋转也是连续的。

 但是空间镜像不是连续的过程！

 镜像对称是一边直接换到另一边，没有中间过程，是间断的。

 所以，它是不符合诺特定理的描述和证明的。

 维格纳顿时有点心灰意冷。

 但已经走到这个地步了，他不想中途放弃。

 于是，他干脆抱着试一试的心态。

 “或许这种不连续的对称性，也能有对应的守恒量呢？”

 “总归要试一试。”

 那么，空间镜像对称到底对应什么量的守恒呢？

 经过了深入的研究之后，维格纳提出：

 “空间镜像对称对应宇称守恒】！”

 宇称这个词非常容易引起误解，翻译的不是很好。

 在中文里，上下四方曰宇，古往今来曰宙，所以宇表示的就是空间。

 那么宇称，顾名思义就是指空间对称。

 但这个内涵显然不符合维格纳的本意。

 宇称守恒，宇称应该是和能量、动量等类似的物理表征量。

 但“空间对称”这个词显然跟能量不太搭嘎。

 “空间对称”守恒，怎么听怎么别扭。

 这时，如果看宇称的英文名字，就非常好理解了。

 宇称守恒的英文原版名字是“parity conservation”。

 其中conservation是守恒的意思，而parity被翻译成了宇称。

 但是它的本意其实是“平等、相等”，在物理里被引申为“奇偶性”。

 所以，宇称守恒其实就是奇偶守恒。

 那么奇偶守恒又是什么意思呢？

 这就要用到数学的概念了。

 小学三年级我们就学过，函数有奇函数和偶函数的区别。

 如果x=x，那么函数x就是偶函数。

 如果x=x，那么函数x就是奇函数。

 在量子力学中，波函数也是一个数学函数。

 虽然它不是常规意义上的奇函数或者偶函数，但是它有着类似的“奇偶性”。

 可以通过奇和偶来定义波函数的种类。

 前面说了，空间镜像对称是不连续的，所以它不符合诺特定理。

 但是维格纳灵机一动，既然这种对称是间断的，那么或许它适用于量子力学呢。

 毕竟量子力学就是专门研究不连续的理论。

 所以，维格纳通过严格的数学证明后，大胆提出：

 任何两个互为镜像对称的物理系统，它们里面包含的量子的波函数的奇偶性守恒。

 即，如果系统

a中波函数有偶性，那么通过空间镜像对称转换成系统b后，b中的量子的波函数同样是偶性。

 这种守恒就是所谓的奇偶守恒，也就是宇称守恒。

 宇称守恒概念一经提出，立刻轰动了物理学界，维格纳名声大噪。

 物理学家们几乎不假思索地就接受了这个理论，甚至都没有经过实验验证。

 原因很简单也很朴素。

 “大自然喜欢对称！”

 “对称的就是最和谐最美的！”

 后来，随着量子力学、粒子物理的发展，物理学家的实验手段越来越强。

 宇称守恒果然不出所料，确实被证明是对的。

 物理学家们在引力、电磁力、强力中，都验证了宇称守恒现象。

 这时，大家都非常兴奋。

 虽然弱力中的宇称守恒还没有验证，但不用想肯定也是对的。

 如果故事只到这里，那确实是一个皆大欢喜的结局，我们的宇宙是对称的，和谐的。

 可惜，不是。

 不久，出现了一个小问题，困扰着众人。

 那就是著名的θt之谜】。

 当时，物理学家通过对撞机，发现了两种新粒子：θ粒子、t粒子。

 研究发现，这两种粒子的物理性质非常相似，几乎可以说是一样的。

 质量相同、所带的电荷相同，甚至连寿命都是差不多的。

 因此，有人认为，θ粒子和t粒子其实就是同一种粒子。

 但很快，一个奇怪的实验结果否定了这种观点。

 物理学家发现，θ粒子和t粒子的衰变产物是不一样的！

 θ粒子会衰变为2个粒子，而t粒子却衰变为3个粒子。

 很显然，这个实验充分说明θ粒子和t粒子并不是同一种粒子！

 此外，物理学家还验证了两种粒子的奇偶性不同。

 θ粒子的衰变产物的波函数是偶性，那么根据宇称守恒，θ粒子的波函数应该是偶性。

 而t粒子的衰变产物的波函数是奇性，因此，t粒子的波函数是奇性。

 现在问题来了，两种粒子不仅衰变产物不一样，奇偶性也不一样。

 按理来说，它们很明显是不同的粒子。

 但是测量结果又显示，两种粒子的性质可以说完全一致，最多有一些测量上的误差而已。

 如此匪夷所思的现象，让当时的所有物理学家都摸不着头脑，觉得不可思议。

 这就是所谓的“θt之谜”。

 直到两位年轻的华人物理学家对这个问题产生了兴趣。

 他们就是大名鼎鼎的杨振宁和李政道。

 二人系统地梳理了整个实验，发现了一个奇怪的点。

 那就是衰变是弱力支配的范畴。

 而根据已知的实验，宇称守恒在引力、电磁力、强力中都得到了验证，却唯独没有在弱力中得到验证。

 因为物理学家们都默认，宇称守恒在弱力中肯定也是正确的。

 年轻果然好啊！

 胆大！

 杨李二人在检索了大量资料后，提出了一个惊人的猜想：

 “如果宇称在弱力中并不守恒呢？”

 轰！

 这个惊世骇俗的猜想，把两人都吓了一跳，实在太大胆了！

 但但是如果真的承认宇称不守恒，那么就能完美解释θt之谜了。

 θ粒子和t粒子其实就是同一种粒子，假设叫x粒子。

 因为宇称在弱力下不守恒，所以当x粒子发生衰变时，产生了不同的镜像变化，出现了两种衰变过程。

 若x粒子衰变为2个粒子，那么它就是θ粒子，而衰变为3个粒子，它就是t粒子。

 逻辑简直完美！

 当杨李二人把论文发表后，简直掀起了物理学界的滔天巨浪！

 所有人都认为他们两个疯了。

 “不可能！绝对不可能！”

 就连当世的很多超级大佬们也不认可。

 他们觉得这简直和推翻能量守恒定律一样可笑。