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李政道: 宇称不守恒思想的突破与杨振宁无关

送交者: 91210 2004年12月16日13:25:30 于 [教育与学术]http://www.bbsland.com
 

李政道答《科学时报》记者杨虚杰问

(1)问:江才健写的《杨振宁传》去年在台湾出版,引起了很大反响。今年
可能又将在大陆出版,您对此书的出版有什么评论?

(1)答:此书对我和杨振宁在物理研究上的合作,以及对我本人人格的很多
描述都与事实不相符合。杨振宁是想通过此书重写历史,通过对我进行诬蔑和贬低
来索取根本不属于他的荣誉。在一本传记中对别人进行如此集中的歪曲和诬蔑是非
常罕见的。我读了之后感到十分震惊和愤怒。

(2)问:书中有关您和杨振宁的关系的记述,成了人们关注的焦点,甚至超
过了书的其他内容。您认为其中原因何在?

(2)答:此书用了耸人听闻的煽动性的手法,篡改历史。杨振宁利用此书,
制造不真实的故事,企图抹煞国际科学界早已公认的、我对物理学发展的贡献。特
别是,书中关于宇称不守恒思想的突破的叙述,更是采取了歪曲事实、制造谎言的
手法来抬高杨振宁,贬低我本人。这样的行为在世界科学史上很可能是空前的;这
样的传记写作手法在历史上也是极为少见的。因此,该书当然会引起人们的注意。其
实,这都是杨振宁和传记作者共同谋划的。这一点传记作者在后记里也 已经讲了。
他们这样做是各有各的目的。

(3)问:李杨合分,症结所在,据一般人看来,是由于你们之间的下述争论:
获诺贝尔奖的论文的思想,即弱作用中宇称不守恒这一思想的突破,是你们二人中
谁第一个提出来的。据杨振宁的说法,是他“在一个节骨眼上,我(指杨自己)想
到了…”还说你先是反对这种观点,经过他的说服后才同意的[1]。您认为这种说法
符合事实吗?
您能不能说明一下您知道的事实真相?

(3)答:杨振宁的说法与事实不符。事实是,宇称不守恒思想的突破是我在
1956年4月上旬独立地做出的,与杨振宁无关。

当时的情况是这样的:

1954、 55年,θ-τ之谜已成为物理学界关注的焦点。这里我想先简单地解释
一下当时的θ-τ之谜。50年代初从宇宙线里观察到两种新的粒子,θ和τ。它们具
有很不同的衰变模式。θ衰变为两个π介子,τ衰变为三个π介子。因为奇数个π
介子的总宇称是负的,而偶数个π介子的总宇称是正的。所以从θ和τ的衰变模式
可以决定θ的宇称是正的(称为标量),而τ的宇称是负的(称为赝标量)。奇怪
的是到 1954、55年,经过很精密的实验测量,发现在实验的精确度内θ和τ这两个
不同宇称的粒子居然有完全一样的寿命和质量。

那时候,从θ、τ的衰变模式,不仅可以决定它们二者的宇称不同,也已知道
这类的衰变是通过弱作用力实现的,因而可用理论计算来估计它们的寿命。假使τ
和θ是不同的粒子,τ的寿命应该比θ的寿命长很多,约一百倍。可是实验结果是
τ 和θ的寿命几乎完全一样。而且,假使τ和θ是不同的粒子,为什么它们的质量
也会几乎完全一样呢?如果认为它们是同一个粒子,它们怎么会具有完全不一样的
宇称呢?

为解决这一问题,物理学界曾提出过各种不同的想法,但都没有成功。50年代
时,粒子物理学领域,每年都举行一次国际性的综合学术会议,地点在美国纽约州
的罗彻斯特(Rochester)大学。因而,这个很重要的会议就被称为罗彻斯特会议。
凡是要参加会议的,必须收到邀请才行。在1956年4月3-7日的罗彻斯特会议上,也
讨论了θ-τ之谜这个问题。当时在会议上已经有人提出,包括我和杨振宁,是否在
θ和τ的衰变中,宇称可能不守恒?但是,会议上的这些讨论都没有达到任何结论。
要了解这是为什么,是什么原因造成了这种情况,我需要介绍一下当时宇称守恒问
题的背景。

宇称守恒是当时公认的一个重要物理定律。宇称守恒的基础是“左右对称”,
而“左右对称”一向被认为是物理的公理。从经典物理学开始到近代物理学(包括
力学、电磁学、引力场、弱作用理论、原子、分子和核子构造等),一切的物理理
论,在1956年 4月以前,都是左右对称的。因为每一门物理理论都有一大批、一大
批的实验作证明,所以物理学家们想当然地认为“左右对称”在粒子物理学中也已
经被充分证明了,是非常正确的,是自然界的真理。宇称守恒是天经地义的。

在1956年4月初的罗彻斯特会议上讨论时,所有的物理学家都公认, 一切已了
解的物理都是左右对称的,是宇称守恒的。这是毋需讨论的。在会议上讨论的问题
是:在θ、τ衰变过程中,宇称是否可能不守恒;在当时一切已了解的物理之外,
θ、τ是否可作为一个特殊例外,是孤立的一点。

假使θ、τ是同一个粒子,在它衰变过程中,宇称并不守恒,那会产生什么结
果呢?那结果就是,这同一个(即θ-τ)粒子既可以按宇称为正的θ模式衰变,也
可以按宇称为负的τ模式衰变。可是这个结果与从一开始就已经知道的θ-τ之谜的
现象完全相同。因此,虽然提出了θ-τ衰变宇称可能不守恒的假设,可是这种假设
不产生任何新的物理结果。这种假设与一切其他物理无关。在这种假设提出以前,
θ-τ之谜是孤立的一点;做了这种假设以后,θ-τ仍然还是孤立
的一点。因为这种假设并不能产生任何新结论,所以这种假设就不能看做是宇
称不守恒思想的突破。这一点物理学界是公认的。

当时我也正在重点研究这个问题,曾做过一些尝试,但未成功。我记得,在
1956年4月3-7日罗彻斯特会议结束后的一两天,即4月8日或9日,我哥伦比亚大学
的同事斯坦伯格(J.teinberger),专程到我的办公室访问,讨教问题。那时他正
在进行不稳定的重粒子的产生和衰变的实验。他的问题是如何测定这类重粒子的自
旋,与θ-τ之谜无关,和宇称不守恒也无关。在谈话的过程中,我忽生灵感,突然
很清楚地明了,要解决θ-τ之谜,必须先离开θ-τ系统,必须假定θ-τ以外的粒
子也可能发生宇称不守恒的新现象。我发现,用斯坦伯格实验中重粒子产生和衰变
的几个动量,便能很简单地去组织一个新的赝标量。用了这θ-τ以外的赝标量,就
可以试验θ-τ以外的系统宇称是否不守恒。而这些赝标量,很显然的,没有被以前
任何实验测量过。用了这些新的赝标量就可以系统地去研究宇称是否不守恒那个大
问题。θ-τ之谜不再是一个孤立的点,它可以和斯坦伯格正在进行实验的重粒子连
起来,它也可能和其他一切物理整体地连起来。要解开θ-τ之谜,就要去测量弱作
用中θ-τ以外的赝标量。我猜想,宇称不守恒很可能就是一个普遍性的基础科学原
理。这就是宇称不守恒思想的突破。

当时,我就把这个想法告诉了斯坦伯格,并请他转告他的实验组的人,要他
们赶快按照我的建议去重新分析实验数据。斯坦伯格听了也很兴奋。他说,您需要
的这些原始实验数据,其实都已经有了,都记在他实验组的Log book(实验工作记
录本)里,可是因为不知道应该如何去分析,所以还没有将这些数据放在一起分析。
之后,他和他的实验组马上按照我建议的方法去分析了他们的实验数据。虽然有迹
象显示出宇称不守恒,但因数据不够,不能得出定论。1956年9月份的《物理评论》
上发表了他们重粒子实验的论文,也就是布德(R. Budde )、克瑞蒂安(M. Chretien)、
雷特奈尔(J. Leitner)、塞缪斯 (N. P. Samios)、史瓦兹(M. Schwartz)和
斯坦伯格(J.Steinberger)合作的文章[2]。文章中有一部分就是讨论我的突破性
的想法和他们的分析。他们并在文章里对我“非常有帮助的讨论”,即我提出的关
于宇称不守恒的突破性的想法表示谢意。这就是宇称不守恒思想突破的来源[3]。对
这件事,这项实验的参加者之一,史瓦兹后来曾发表了回忆文章。

史瓦兹(1988年诺贝尔奖获得者)对上述情形有清楚的回忆。他对我当时提出
的建议和宇称不守恒思想的突破以及事情的经过,都有明确的回忆和文字的记载。
其经过和时间都和我1986年发表的回忆完全一致。史瓦兹说:“无论如何,我记得
十分清楚,在罗彻斯特会议(4月3-7日)之后,斯坦伯格立刻回到奈维斯(Nevis实
验室),告诉我们,他刚才和 T. D. Lee(李政道)讨论,李有一个非常重要的想
法。
李建议斯坦伯格,让我们把数据从Φ=0 到Φ= 2π进行划分。…… 如果有非
对称性,那么就会是……宇称破坏的一个显而易见的例证” [4]。

这一切完全证明宇称不守恒思想的突破是首先由我在1956年4月上旬独立做出
的,和杨振宁无关!



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