站在“廬山”之外看“廬山”——金日光教授對(duì)近日“楊振寧爭(zhēng)議”的看法

站在“廬山”之外看“廬山”
——金日光教授對(duì)近日“楊振寧爭(zhēng)議”的看法

2011年7月2日，南都周刊發(fā)表了諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧的訪談錄，題為《愛國(guó)者楊振寧》。此文一出，廣經(jīng)轉(zhuǎn)載，爭(zhēng)議迭起。細(xì)究下來，這些爭(zhēng)議主要集中在兩個(gè)方面：一則對(duì)其冠以“保守的革命者”、“愛國(guó)者”的稱謂不以為然；一則對(duì)楊振寧先生和李政道先生所獲得的諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)——“在弱作用力領(lǐng)域宇稱不守恒”的科學(xué)性產(chǎn)生質(zhì)疑。

對(duì)此，世界華人新聞報(bào)、網(wǎng)（www.huarennews.com）總編、北京化工大學(xué)教授金日光，從學(xué)術(shù)角度提出了自己的看法。

質(zhì)疑不是無水之源

楊振寧先生和李政道先生共同提出的“弱相互作用力領(lǐng)域宇稱不守恒”的科學(xué)性與否問題，是一個(gè)純屬學(xué)術(shù)性問題，要做出明確的回答，就有必要進(jìn)一步搞清這個(gè)原理的當(dāng)代科學(xué)內(nèi)涵。

“有人提到，吳健雄博士接受李政道和楊振寧先生們的建議，用鈷60的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證了在弱作用力范圍內(nèi)原子核具有“宇稱不守恒”現(xiàn)象的存在，但是也有一些學(xué)者說，鈷60的自旋量子數(shù)（J）為正宇稱J+=5+，磁矩為3.799。而從現(xiàn)代原子核物理學(xué)已知，一個(gè)原子核的自旋量子的宇稱（）和原子核的磁矩方向（）是各自獨(dú)立的。”金日光說道。“在這種情況下，如果吳健雄用強(qiáng)磁場(chǎng)，硬把正向磁矩（+）改變成反向磁矩（－），鈷60的自旋角動(dòng)量方向是否也跟著取反方向呢？事實(shí)上，在上述實(shí)驗(yàn)工作中并沒有明示這兩者一定能同向的證據(jù)，所以，在這種情況下，鈷60有兩種可能：一是，同時(shí)；二是不變，；如果是第一種情形，那么在弱作用力范圍內(nèi)原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不對(duì)稱的，也是宇稱不守恒的。相反，如果第二種情形，那么該原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是原來的，那就是很難說原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是宇稱不守恒的。”

看來，要確認(rèn)在弱作用力領(lǐng)域，宇稱是否守恒的關(guān)鍵還是要看原子核自旋角動(dòng)量子數(shù)的宇稱和磁矩方向之間的關(guān)系。

據(jù)資料顯示，像鈷60一樣，由奇數(shù)質(zhì)子和奇數(shù)中子組成的“奇-奇”原子核的自旋角動(dòng)量子數(shù)的宇稱和磁矩方向之間確實(shí)有四種情形（如圖1所示）：

上世紀(jì)50年代，原子核科技界對(duì)上述情形并不十分清楚，因?yàn)樵跈z測(cè)原子核自旋量子數(shù)時(shí)，并沒有同時(shí)檢測(cè)其磁矩方向，直到進(jìn)入21世紀(jì)，學(xué)術(shù)界才對(duì)自旋角動(dòng)量宇稱和磁矩方向關(guān)系產(chǎn)生重視。到目前為止，從幾百個(gè)奇奇原子核中同時(shí)知道兩者方向的原子核還不算多，但這兩者之間獨(dú)立性是相當(dāng)可觀的（見下表）。

奇－奇原子核類型 目前已知實(shí)例數(shù) 原子核中核子比結(jié)合能J+ － μ+ 130 >8.5Mev的27個(gè)原子核J+ － μ_ 7 >8.5Mev的4個(gè)原子核J_ － μ_ 19 >8.5Mev的8個(gè)原子核J_ － μ+ 57 >8.5Mev的7個(gè)原子核

從表格中，初步可以看出這四者的主要差別在于原子核中核子的平均結(jié)合能不一樣，這就說明這四種原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)是不同的，所以相互之間并不對(duì)本質(zhì)上都是宇稱不守恒的。

換個(gè)角度，從吳健雄的實(shí)驗(yàn)中，明顯可以看出自旋方向變不變并不透明，但粒子發(fā)射方向的確是不變的。也就是說，如果僅有而無，就不能完全證實(shí)弱作用力范圍內(nèi)宇稱不守恒的客觀存在性。正因如此，才有些學(xué)者提出吳健雄實(shí)驗(yàn)有不完整之處，認(rèn)為楊振寧和李政道先生提出的“宇稱不守恒”原理的正確性難免要被“打折扣”。

舉一反三下的實(shí)證

科學(xué)總是在質(zhì)疑中成長(zhǎng)的，任何理論的提出，都要面對(duì)隨之而來的各種挑戰(zhàn)。“宇稱不守恒”自然也不例外。作為國(guó)際上獨(dú)創(chuàng)地提出第四統(tǒng)計(jì)力學(xué)JRG群子統(tǒng)計(jì)理論的學(xué)者，金日光舉一反三，利用“通過鈾235等不對(duì)稱裂變”等對(duì)其進(jìn)行了類比解釋。

原子彈爆炸利用的是鈾235裂變時(shí)所發(fā)出的能量，因?yàn)榱炎兂龈髯再|(zhì)量不同的原子核：～100和～136，所以這種裂變?yōu)椴粚?duì)稱裂變。早在就讀于東北人民大學(xué)（現(xiàn)在吉林大學(xué)）時(shí)，金日光就聽朱光亞先生提過鈾235不對(duì)稱裂變的內(nèi)幕不清。

或許，一般人單從這個(gè)群子結(jié)構(gòu)上還看不出鈷60的原子核的群子結(jié)構(gòu)同“宇稱不守恒”原理是如何連在一起的。其實(shí)，在吳健雄博士的實(shí)驗(yàn)中，最大的問題是通過什么辦法來論證鈷60的磁矩和自旋角動(dòng)量方向同時(shí)由正向變成反向。

深入挖掘內(nèi)在根本機(jī)制

“有了上述核群子結(jié)構(gòu)的描述，我們就可以知道引起自旋角動(dòng)量的 方向和提供 衰變的中心 方向，以及在空間上可能選取的幾種姿態(tài)。”金日光為我們演示出公式：

如果 衰變是按這樣的方式進(jìn)行，那么這兩者就遵從宇稱守恒原理。但如果能出現(xiàn)第三種情形：，使自旋方向與 射線發(fā)射方向?yàn)榉雌叫校@種現(xiàn)象毫無疑問，就是一個(gè)宇稱不守恒的行為。

在上述三種情形中究竟取哪種情形呢？吳健雄等人用實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，反平行時(shí) 粒子發(fā)射機(jī)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正平行 粒子發(fā)射機(jī)率。顯然這是宇稱不守恒的現(xiàn)象。但是究竟為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？難道如原子核物理學(xué)所認(rèn)為的是中微子作怪？

金日光卻不這么認(rèn)為。“這是因?yàn)槲覀冎涝谌魏?衰變中，正電子或負(fù)電子的發(fā)射是以原子核結(jié)構(gòu)內(nèi)部的非常態(tài)作為主因的，而不是中微子做主，其實(shí)中微子只是伴隨電子發(fā)射而出現(xiàn)中性的粒子，它不可能脫離 或 的方向，所以中微子是根本無法提供宇稱不守恒的具體機(jī)制。”

結(jié)語(yǔ)：

一篇文章，將楊振寧推向風(fēng)口浪尖。

有網(wǎng)友說，革命不分先后，筆者也認(rèn)為，熱愛祖國(guó)，每個(gè)人都有每個(gè)人的方式，不能因?yàn)楦髯圆煌p易否定別人。詩(shī)云：不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中。面對(duì)爭(zhēng)議紛擾，唯有跳出來，才能將其面目識(shí)清。學(xué)術(shù)問題自有學(xué)術(shù)方法去驗(yàn)證，去解決。至于其他，金日光更同意這樣的觀點(diǎn)，“畢竟楊振寧先生還是做了大量的研究工作，為世界華人爭(zhēng)得了光榮，‘保守革命者’，是他對(duì)自己的一個(gè)評(píng)判，沒有必要為此爭(zhēng)來爭(zhēng)去，以免傷他‘落葉歸根’的真情。”