宇称不守恒定律的发现过程
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发布时间：2023-05-06 05:03
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时间：2023-11-18 17:03
杨振宁、李政道和吴健雄是中国老百姓耳熟能详的名字，他们的事业巅峰和“宇称”紧紧联系在一起。
用科学家的话说，宇称是内禀宇称的简称。它是表征粒子或粒子组成的系统在空间反射下变换性质的物理量。在空间反射变换下，粒子的场量只改变一个相因子，这相因子就称为该粒子的宇称。我们也可以简单地理解为，宇称就是粒子照镜子时，镜子里的影像。以前人们根据物理界公认的对称性认为，宇称一定是守恒的。这就像有正电子，就一定有负电子一样。 杨振宁教授1951年与李政道教授合作，并于1956年共同提出“弱相互作用中宇称不守恒”定律。
这个道理其实很简单。对称性反映不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。如同建筑和图案一样，只有对称而没有它的破坏，看上去虽然很规则，但同时显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而使得那些更便于复制的样式更快地发展，形成了发育的过程。因此，对称性的破坏是事物不断发展进化，变得丰富多彩的原因。
杨振宁和李政道的亲密合作是他们取得巨大成就的基础。杨振宁对此回忆说：我1948年6月获得芝加哥大学哲学博士学位后，在密执安大学度过了那一年的夏天。秋后，我返回芝加哥大学，被聘为物理系的讲师。我一边教课，一边继续做核物理和场论方面的研究。1948年尾，李政道和我合作研究衰变及俘获，发现这些相互作用与衰变具有非常相似的强度。
李政道1946年秋到芝加哥大学当研究生。我俩早些时候在中国或许见过面，然而，只是到了芝加哥才真正彼此相识。我发现他才华出众，刻苦用功。我们相处得颇投机，很快就成了好朋友。我长他几岁，又先他几年当研究生，便尽力帮助他。后来，费米做了他的学位论文导师，但他总是转而向我寻求指导。因此，在芝加哥的岁月里，事实上我倒成了他的物理老师。
1953年，李政道到了哥伦比亚大学。为了继续合作，我们订立了相互访问的制度。我每周抽一天时间去哥伦比亚，他则每周抽一天到普林斯顿或布鲁克海文来。这种例行互访保持了6年。而这段时间我们的兴趣有时在基本粒子理论方面，有时则在统计力学方面。这是一种非常富有成果的合作，比我同其他人的合作更深入广泛。这些年里，我们彼此相互了解得如此之深，以致看来甚至能知道对方在想些什么。但是在气质、感受和趣味等诸方面，我们又很不相同，这些差异对我们的合作有所裨益。我们的交往始于1946年，这种交往是亲密的，它基于相互尊重、相互信任和相互关心。接着，迎来了1957年，以及我们的成功（双双获得诺贝尔奖）。在我同李政道做朋友的16年间，我对他就像一位兄长。这种合作对物理学的贡献良多，人们对此感到艳羡。李政道自己也断言，这种合作对他的事业和成长具有决定性的影响。 谈到杨振宁、李政道和宇称不守恒时，有一位杰出的中国女性是绝对不能忘记的，她就是吴健雄。吴健雄博士在这场美国发生的、被物理学界称之为“‘宇称不守恒'的*”中，有着重大贡献。 杨振宁和李政道从理论上怀疑宇称律作用于基本粒子弱相互作的正确性后提出，如果在弱交换作用下，奇偶性不守恒，那么一群有向原子核的β射线应呈轴向的不对称分布。两位科学家为了证明他们预言的正确性，找到了吴健雄博士。吴健雄有许多新巧的物理实验技术广泛为其他物理学家所采用，许多物理学家在实验上遭遇到困难，也会寻求她的协助。在杨李提出请求后不久，吴健雄博士就与华盛顿的美国国家标准局的阿贝尔博士商讨合作这一实验的可能性，实际工作在3个月后开始。她在极低温度（绝对零度以上0.01开尔文）的磁场中，观测钴60衰变为镍60，及电子和反微子的弱交换作用，果然电子及反微子均不遵守宇称守恒原理。
实验成功了，吴博士证明了杨振宁和李政道的理论，推翻了物理学上屹立不移三十年之久的宇称守恒定律。这一发现，使瑞典皇家科学院立即将1957年的诺贝尔物理奖，颁发给杨振宁和李政道两位博士，因为他们指正了过去科学家所犯的严重错误，更开启基本粒子“弱交换作用”一些规则的研究，使人类对物质结构内层的认识迈进了一大步。美国作家李·伊得逊说：吴健雄博士经过了不知多少次艰辛而复杂的实验，方使杨、李二位在理论上的突破，获得了实验上的证明。吴健雄在实验中发现了电子倾向于左手旋的现象，不仅改变了物理科学中“宇称守恒”的基本信念，同时也影响到化学、生物、天文和心理学的发展。虽然吴健雄博士没有得到诺贝尔奖，但她所从事工作的重要性并不因此而降低，反而因其他荣推崇和荣誉和纷至沓来，而更显得成就辉煌。普林斯顿大学授予她荣誉哲学博士学学位时，校长郑重地宣布：吴健雄博士已充分获得被称誉为世界上最伟大物理实验学家的权利。宇称不守恒原理彻底改变了人类对对称性的认识，促成了此后几十年物理学界对对称性的关注。
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杨振宁、李政道和吴健雄是中国老百姓耳熟能详的名字，他们的事业巅峰和“宇称”紧紧联系在一起。
用科学家的话说，宇称是内禀宇称的简称。它是表征粒子或粒子组成的系统在空间反射下变换性质的物理量。在空间反射变换下，粒子的场量只改变一个相因子，这相因子就称为该粒子的宇称。我们也可以简单地理解为，宇称就是粒子照镜子时，镜子里的影像。以前人们根据物理界公认的对称性认为，宇称一定是守恒的。这就像有正电子，就一定有负电子一样。 杨振宁教授1951年与李政道教授合作，并于1956年共同提出“弱相互作用中宇称不守恒”定律。
这个道理其实很简单。对称性反映不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。如同建筑和图案一样，只有对称而没有它的破坏，看上去虽然很规则，但同时显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而使得那些更便于复制的样式更快地发展，形成了发育的过程。因此，对称性的破坏是事物不断发展进化，变得丰富多彩的原因。
杨振宁和李政道的亲密合作是他们取得巨大成就的基础。杨振宁对此回忆说：我1948年6月获得芝加哥大学哲学博士学位后，在密执安大学度过了那一年的夏天。秋后，我返回芝加哥大学，被聘为物理系的讲师。我一边教课，一边继续做核物理和场论方面的研究。1948年尾，李政道和我合作研究衰变及俘获，发现这些相互作用与衰变具有非常相似的强度。
李政道1946年秋到芝加哥大学当研究生。我俩早些时候在中国或许见过面，然而，只是到了芝加哥才真正彼此相识。我发现他才华出众，刻苦用功。我们相处得颇投机，很快就成了好朋友。我长他几岁，又先他几年当研究生，便尽力帮助他。后来，费米做了他的学位论文导师，但他总是转而向我寻求指导。因此，在芝加哥的岁月里，事实上我倒成了他的物理老师。
1953年，李政道到了哥伦比亚大学。为了继续合作，我们订立了相互访问的制度。我每周抽一天时间去哥伦比亚，他则每周抽一天到普林斯顿或布鲁克海文来。这种例行互访保持了6年。而这段时间我们的兴趣有时在基本粒子理论方面，有时则在统计力学方面。这是一种非常富有成果的合作，比我同其他人的合作更深入广泛。这些年里，我们彼此相互了解得如此之深，以致看来甚至能知道对方在想些什么。但是在气质、感受和趣味等诸方面，我们又很不相同，这些差异对我们的合作有所裨益。我们的交往始于1946年，这种交往是亲密的，它基于相互尊重、相互信任和相互关心。接着，迎来了1957年，以及我们的成功（双双获得诺贝尔奖）。在我同李政道做朋友的16年间，我对他就像一位兄长。这种合作对物理学的贡献良多，人们对此感到艳羡。李政道自己也断言，这种合作对他的事业和成长具有决定性的影响。 谈到杨振宁、李政道和宇称不守恒时，有一位杰出的中国女性是绝对不能忘记的，她就是吴健雄。吴健雄博士在这场美国发生的、被物理学界称之为“‘宇称不守恒'的*”中，有着重大贡献。 杨振宁和李政道从理论上怀疑宇称律作用于基本粒子弱相互作的正确性后提出，如果在弱交换作用下，奇偶性不守恒，那么一群有向原子核的β射线应呈轴向的不对称分布。两位科学家为了证明他们预言的正确性，找到了吴健雄博士。吴健雄有许多新巧的物理实验技术广泛为其他物理学家所采用，许多物理学家在实验上遭遇到困难，也会寻求她的协助。在杨李提出请求后不久，吴健雄博士就与华盛顿的美国国家标准局的阿贝尔博士商讨合作这一实验的可能性，实际工作在3个月后开始。她在极低温度（绝对零度以上0.01开尔文）的磁场中，观测钴60衰变为镍60，及电子和反微子的弱交换作用，果然电子及反微子均不遵守宇称守恒原理。
实验成功了，吴博士证明了杨振宁和李政道的理论，推翻了物理学上屹立不移三十年之久的宇称守恒定律。这一发现，使瑞典皇家科学院立即将1957年的诺贝尔物理奖，颁发给杨振宁和李政道两位博士，因为他们指正了过去科学家所犯的严重错误，更开启基本粒子“弱交换作用”一些规则的研究，使人类对物质结构内层的认识迈进了一大步。美国作家李·伊得逊说：吴健雄博士经过了不知多少次艰辛而复杂的实验，方使杨、李二位在理论上的突破，获得了实验上的证明。吴健雄在实验中发现了电子倾向于左手旋的现象，不仅改变了物理科学中“宇称守恒”的基本信念，同时也影响到化学、生物、天文和心理学的发展。虽然吴健雄博士没有得到诺贝尔奖，但她所从事工作的重要性并不因此而降低，反而因其他荣推崇和荣誉和纷至沓来，而更显得成就辉煌。普林斯顿大学授予她荣誉哲学博士学学位时，校长郑重地宣布：吴健雄博士已充分获得被称誉为世界上最伟大物理实验学家的权利。宇称不守恒原理彻底改变了人类对对称性的认识，促成了此后几十年物理学界对对称性的关注。
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时间：2023-11-18 17:03
杨振宁、李政道和吴健雄是中国老百姓耳熟能详的名字，他们的事业巅峰和“宇称”紧紧联系在一起。
用科学家的话说，宇称是内禀宇称的简称。它是表征粒子或粒子组成的系统在空间反射下变换性质的物理量。在空间反射变换下，粒子的场量只改变一个相因子，这相因子就称为该粒子的宇称。我们也可以简单地理解为，宇称就是粒子照镜子时，镜子里的影像。以前人们根据物理界公认的对称性认为，宇称一定是守恒的。这就像有正电子，就一定有负电子一样。 杨振宁教授1951年与李政道教授合作，并于1956年共同提出“弱相互作用中宇称不守恒”定律。
这个道理其实很简单。对称性反映不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。如同建筑和图案一样，只有对称而没有它的破坏，看上去虽然很规则，但同时显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而使得那些更便于复制的样式更快地发展，形成了发育的过程。因此，对称性的破坏是事物不断发展进化，变得丰富多彩的原因。
杨振宁和李政道的亲密合作是他们取得巨大成就的基础。杨振宁对此回忆说：我1948年6月获得芝加哥大学哲学博士学位后，在密执安大学度过了那一年的夏天。秋后，我返回芝加哥大学，被聘为物理系的讲师。我一边教课，一边继续做核物理和场论方面的研究。1948年尾，李政道和我合作研究衰变及俘获，发现这些相互作用与衰变具有非常相似的强度。
李政道1946年秋到芝加哥大学当研究生。我俩早些时候在中国或许见过面，然而，只是到了芝加哥才真正彼此相识。我发现他才华出众，刻苦用功。我们相处得颇投机，很快就成了好朋友。我长他几岁，又先他几年当研究生，便尽力帮助他。后来，费米做了他的学位论文导师，但他总是转而向我寻求指导。因此，在芝加哥的岁月里，事实上我倒成了他的物理老师。
1953年，李政道到了哥伦比亚大学。为了继续合作，我们订立了相互访问的制度。我每周抽一天时间去哥伦比亚，他则每周抽一天到普林斯顿或布鲁克海文来。这种例行互访保持了6年。而这段时间我们的兴趣有时在基本粒子理论方面，有时则在统计力学方面。这是一种非常富有成果的合作，比我同其他人的合作更深入广泛。这些年里，我们彼此相互了解得如此之深，以致看来甚至能知道对方在想些什么。但是在气质、感受和趣味等诸方面，我们又很不相同，这些差异对我们的合作有所裨益。我们的交往始于1946年，这种交往是亲密的，它基于相互尊重、相互信任和相互关心。接着，迎来了1957年，以及我们的成功（双双获得诺贝尔奖）。在我同李政道做朋友的16年间，我对他就像一位兄长。这种合作对物理学的贡献良多，人们对此感到艳羡。李政道自己也断言，这种合作对他的事业和成长具有决定性的影响。 谈到杨振宁、李政道和宇称不守恒时，有一位杰出的中国女性是绝对不能忘记的，她就是吴健雄。吴健雄博士在这场美国发生的、被物理学界称之为“‘宇称不守恒'的*”中，有着重大贡献。 杨振宁和李政道从理论上怀疑宇称律作用于基本粒子弱相互作的正确性后提出，如果在弱交换作用下，奇偶性不守恒，那么一群有向原子核的β射线应呈轴向的不对称分布。两位科学家为了证明他们预言的正确性，找到了吴健雄博士。吴健雄有许多新巧的物理实验技术广泛为其他物理学家所采用，许多物理学家在实验上遭遇到困难，也会寻求她的协助。在杨李提出请求后不久，吴健雄博士就与华盛顿的美国国家标准局的阿贝尔博士商讨合作这一实验的可能性，实际工作在3个月后开始。她在极低温度（绝对零度以上0.01开尔文）的磁场中，观测钴60衰变为镍60，及电子和反微子的弱交换作用，果然电子及反微子均不遵守宇称守恒原理。
实验成功了，吴博士证明了杨振宁和李政道的理论，推翻了物理学上屹立不移三十年之久的宇称守恒定律。这一发现，使瑞典皇家科学院立即将1957年的诺贝尔物理奖，颁发给杨振宁和李政道两位博士，因为他们指正了过去科学家所犯的严重错误，更开启基本粒子“弱交换作用”一些规则的研究，使人类对物质结构内层的认识迈进了一大步。美国作家李·伊得逊说：吴健雄博士经过了不知多少次艰辛而复杂的实验，方使杨、李二位在理论上的突破，获得了实验上的证明。吴健雄在实验中发现了电子倾向于左手旋的现象，不仅改变了物理科学中“宇称守恒”的基本信念，同时也影响到化学、生物、天文和心理学的发展。虽然吴健雄博士没有得到诺贝尔奖，但她所从事工作的重要性并不因此而降低，反而因其他荣推崇和荣誉和纷至沓来，而更显得成就辉煌。普林斯顿大学授予她荣誉哲学博士学学位时，校长郑重地宣布：吴健雄博士已充分获得被称誉为世界上最伟大物理实验学家的权利。宇称不守恒原理彻底改变了人类对对称性的认识，促成了此后几十年物理学界对对称性的关注。
