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為什麼楊振寧提出理論後一年就摘下諾貝爾獎?有一位女科學家至關重要

編者按:楊振寧和李政道在1956年提出了宇稱不守恆理論,在實驗物理學家吳健雄(堪稱中國的居里夫人)的幫助下,對該理論進行了驗證。吳健雄使用鈷60衰變探測電子釋放的方向,證明了在弱相互作用下,宇稱是不守恆的。有了理論和實驗證據,宇稱不守恆的現象也被諾貝爾獎組委會認可,很快就將諾貝爾獎授予了楊振寧和李政道。

宇宙印象|獨家 深度科普欄目第1587期

楊振寧和李政道是華人科學家中的代表,而且很早就因為獲得了諾貝爾獎而登上世界的舞臺。楊振寧和李政道在1956年共同提出了宇稱不守恆理論,由此獲得了1957年的諾貝爾獎,成為華人中最早獲得諾貝爾獎的得主之一。宇稱不守恆理論是個顛覆性的理論成果,影響了物理學的根基,可以說這是物理學中的一場革命。

為什麼楊振寧提出理論後一年就摘下諾貝爾獎?有一位女科學家至關重要

為什麼楊振寧提出理論後一年就摘下諾貝爾獎?有一位女科學家至關重要

宇稱不守恆理論可以認為是對宇宙中左右對稱性質的否定,根據我們的直覺和已經理解的物理學理論,自然界中的事物應該是左右對稱的,這個規律也符合牛頓定律,最典型的就是能量守恆理論。如果跳出牛頓定律體系,那麼不對稱的現象比比皆是,這一點已經在1940年代被科學家逐漸察覺到。只是許多科學家仍然執著地堅信宇宙的對稱性,認為這才是宇宙完美的地方,由此錯失了發現宇稱不守恆的現象。

比如在1940至1950年代,多數著名的科學家都不願意相信宇宙中的宇稱是不守恆的,包括費曼等人,如果是這樣,那麼上帝就是一個左撇子。但是楊振寧和李政道發現了其中的奧秘,由於他們並未深度受到經典物理體系的干預,具備了突破舊的思維發現新事物的條件。

為什麼楊振寧提出理論後一年就摘下諾貝爾獎?有一位女科學家至關重要

圖片解讀:可以認為實驗物理學家吳健雄(堪稱中國居里夫人)對楊振寧和李政道的幫助極大,從實驗角度證明了宇稱不守恆

楊振寧和李政道在1956年提出了宇稱不守恆理論,在實驗物理學家吳健雄(堪稱中國的居里夫人)的幫助下,對該理論進行了驗證。吳健雄使用鈷60衰變探測電子釋放的方向,證明了在弱相互作用下,宇稱是不守恆的。有了理論和實驗證據,宇稱不守恆的現象也被諾貝爾獎組委會認可,很快就將諾貝爾獎授予了楊振寧和李政道。當然,圍繞宇稱不守恆到底是誰先發現的,楊振寧和李政道之間還有一段恩恩怨怨。

為什麼楊振寧提出理論後一年就摘下諾貝爾獎?有一位女科學家至關重要

圖片解讀:這張圖真實反應了宇稱不守恆的結果,實驗物理學家吳健雄發現,鈷60釋放的電子沒有對稱性

為什麼楊振寧提出理論後一年就摘下諾貝爾獎?有一位女科學家至關重要

宇稱不守恆之所以很快被諾貝爾獎組委會認可,關鍵原因有2點,第一,這個理論顛覆了物理學的基礎,物理學界急需對其進行確認,這對後續的物理學研究至關重要。第二,有了實驗物理學家吳健雄的支援,很快就得到了實驗證明,因此有了理論和實驗兩個基礎,諾貝爾獎就這麼確定了。其中最關鍵的仍然是實驗物理學家吳健雄的作用,以及宇稱不對稱也被發現了,只是大家不願意承認。