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“上帝是个用惯左手的弱者”

2000-04-19 来源:中华读书报 □张君卓 我有话说

1999年湖南教育出版社推出一套世界科学名著,在这套丛书中有一本是国人非常熟悉的杨振宁的著作《基本粒子及其相互作用》,据说这本书的英文版在西方非常畅销。

这本书主要是杨振宁讲述他在物理学上面的主要贡献的,即宇称不守恒和规范场问题。正如本书前言中所说,这些是现代微观物理学中的主要问题,“没有基本的物理学知识,是不易看明白的,更不易为其奥妙所吸引。”但杨振宁似乎没让大家失望,他不但用明晰的语言把这深奥的物理学阐释得很清楚,而且自始至终都坚持着自己在物理科学研究上的品位和风格,即从他自己的感受去体会物理学结构美妙的地方。杨振宁曾说过,“在每一个创作领域里,品位加上学力、性情和机缘,决定了风格的高低,也决定了贡献的大小”,这句话实在值得我们再三思考,因为万物自成结构,品位与风格影响着我们的鉴赏能力,如果我们在这方面具有很高的修养,那么确实可以看到别人看不到的奥妙的地方,这样也就具有了成功的一个条件。因此杨振宁说品位和风格在科学中的作用其实与在文学、绘画、音乐里是一样的。

1957年,杨振宁与李政道因发现宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。杨振宁在诺贝尔演讲辞《物理学中的宇称守恒及其对称定律》中说,“对称原理之一,即左右对称,是与人类文明一样古老的观念”。杨振宁不断把科学研究和日常生活作对比,他说:“物理定律过去一直显示出左右之间的完全对称性,日常生活中的不对称性被归咎于周围环境或有机生命体初始条件的偶然的不对称性。”因此他的想象力发挥得加倍淋漓。首先他从宇称守恒定律出发,探讨了物理学家们对自然界中四种基本力量的对称问题的研究,结果他们在弱力中发现一些异常现象,即在弱力中出现一些令人迷惑的新粒子。这种现象困惑着当时所有的物理学家,杨振宁把当时的物理学家比喻为在一间黑屋子里摸索。杨振宁和李政道也在其中摸索,而且他们都相信在某个方向上必定存在一扇脱离困境的门。终于在1956年5月,他和李政道得出了一个反传统观念的结论,认为对称性C、P及T在基本粒子间占优势的作用中是守恒的,而在弱力量里则是宇称不守恒的。这一猜想通过吴健雄的实验被证实了。这一结论震动了世界物理学界,而且成为弱力量的理论基石。美籍奥国物理学家w·包里开始不相信基本粒子强作用会显示对称而弱作用会显示非对称,事后他不得不惊叹,“上帝原来真是个用惯左手的弱者!”

这本书在谈到物理学上的对称原理时,用了大量的明喻和隐喻,如用雪花、商周时期青铜器上面的花纹、巴赫的小提琴曲、中国格子窗、苏东坡的回文诗、荷兰艺术家爱许尔的武士策马图案等来作比喻,把严谨的逻辑演绎形象化,生动而有趣。

(《基本粒子及其相互作用》,杨振宁著。《世界科普名著精选》之一,湖南教育出版社出版。)

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