杨振宁对于物理学最大的贡献:原来上帝统治的世界竟然是不对称的

量子讲堂第四期:杨振宁是一位伟大的物理学家,杨振宁提出的宇称不守恒理论颠覆了传统物理学乃至哲学对于这个世界的认知,原来上帝并不喜欢简单、完美,这个世界是不对称的。

宏观世界的宇称守恒是否适用于微观世界?

在物理学中有几个不可动摇的真理,例如质量守恒定律、能量守恒定律、信息守恒定律,这些定律在我们的初中课本中都出现过,它们也很好理解,但宇称守恒定律对于我们则是相对陌生,宇称守恒究竟是指的什么呢?

宇称守恒:指的是物理定律上的一种对称关系,通俗来说如果两个粒子互为镜像,举例:一个粒子顺时针自旋,另一个粒子逆时针自旋,那么两个粒子都可以将对方视为镜子中的自己,即这两个粒子互为镜像,那么这两个粒子就会呈现一种对称关系,它们除了自旋方向之外,具有完全相同的物理性质,这就是宇称守恒,对称的方式有很多种,例如粒子与反粒子,互为镜像的粒子运动方式相同等等,就像我们日常照镜子一样,除了镜子中的自己与自己的左右方向相反之外,镜子中的自己与真实的自己是完全相同的。

上帝制造的世界真的是完美对称的吗?

对于这个问题,绝大多数的人都相信这个世界是完美对称的,因为从人类的角度来说,人们喜欢这个世界是规律的、是完美的,这样人类就可以通过规律去推断宇宙的过去与未来,如果这个世界是不对称的、是随机的,那么很多科学就像失去它存在的意义,这个观点从伽利略—牛顿经典力学创建以来就被人们广泛的所接受,不过20世纪初诞生了量子力学是对于这个观点的一次严重挑战,量子力学竟然让上帝掷起了骰子?很多物理学家表示难以接受,这里有点跑偏,回到主题,宇称守恒理论被提出后相继被万有引力、电磁力、强力这三种力基本所验证,宇称守恒成为了与质量守恒定律、能量守恒定律、信息守恒定律一样不可被动摇的真理。

一对奇怪粒子引发的轩然大波,杨振明:原来世界并不是对称的

1956年,物理学家发现了一种十分奇怪的粒子:γ和θ介子,这两种介子的自旋、质量、电荷等物理性质完全相同,如果根据这些特性,我们完全可以将这两种粒子视为同一种粒子,但有一个奇怪的现象则无法解释,即θ介子发生衰变时会产生两个π介子,而γ介子发生衰变时却产生3个π介子,衰变属于弱相互作用力,物理学家对于这种奇怪的粒子很是费解,为何物理性质完全相同的粒子会发生这样的差异呢?

当时很多物理学家都对此进行了深入的研究,但没有人敢触及宇称守恒定律这个禁区,后来物理学家李政道和杨振宁抛去传统观念,大胆的提出一个假设:“θ-γ”粒子如果在照镜子时发生衰变的话,那么镜子里的“θ-γ”粒子与镜子外的“θ-γ”粒子是不同的,也就是说“θ-γ”在弱力作用下宇称不守恒!

“θ-γ”粒子仅仅是一个特例吗?不,世界的真实面貌就是不对称的

最初人们仅仅将“θ-γ”粒子视为一个特例,除了“θ-γ”粒子之外,这个世界还是完美的、对称的,不过后来的物理实验证明了不单单是“θ-γ”粒子 ,例如钴60等粒子在弱力作用下宇称也是不守恒的,粒子与反粒子的行为在某些方面也并非完全一致,甚至“θ-γ”在衰变过程中其时间也是不对称的,宇称守恒这一物理真理被李政道和杨振宁推翻。

宇称不守恒则意味着这个世界是不对称的,这简直太不可思议了!难道上帝不单单喜欢掷骰子,上帝制造的这个世界还是残缺的、不完美的?可我们换一个思路想一想,难道对称就是完美吗?对称或许只是看上去很规整,但又显得很固化和呆板,世界上很多的优美的建筑其实都是不对称的。

宇宙的诞生或许正是因为不对称

宇称不守恒不仅仅使物理学界沸腾,天文学家将此理论运用到宇宙形成中很好的诠释了一个关于宇宙形成的难题,如果宇宙是对称的,那么在宇宙大爆炸的时候产生的正反粒子应该是相同数量的,正反粒子相遇会快速湮灭,那么整个宇宙就会在正反粒子的湮灭中消失,那么人类生存的宇宙又是如何诞生的呢?

宇称不守恒意味着宇宙大爆炸中产生的正粒子要比反粒子多一些,大量的正粒子与反粒子湮灭,剩余的物质才组成了我们如今生存的宇宙。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,029评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,395评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,570评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,535评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,650评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,850评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,006评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,747评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,207评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,536评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,683评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,342评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,964评论 3 315
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,772评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,004评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,401评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,566评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容

  • 第一章 我们的宇宙图象 早在公元前340年,亚里士多德提出地心说。公元2世纪,托勒密精制成一个完整的地心说宇宙学模...
    飞子_870f阅读 3,274评论 5 8
  • (一) 哥德尔证明了任何一个形式系统,只要包括了简单的初等数论描述,而且是自洽的,它必定包含某些系...
    一簇光阅读 1,098评论 0 1
  • 杨振宁教授(左)和李政道教授(右)。(图片来源:http://www.ktgss.edu.hk/academic/...
    你他娘的真是个天才阅读 539评论 0 0
  • 下了很大的雨我之前是很讨厌下雨的或许只是讨厌那条泥泞的路 晚上睡觉前还特意的去街上转了一圈巷子里没客人店家还是一样...
    楞咖山人阅读 180评论 0 1
  • 黑色的风席卷过心房 荆棘野草割破了脚踝 昆虫毫无感情地只为吟唱生命的无常 一切都在催促我快快离开 唯有清冷无比的月...
    金屋藏嬌阅读 245评论 0 0