論宇稱守恒與不守恒并存的理論基礎(chǔ)

王立功　王珂

摘 要 本文揭露“鏡像對稱”錯誤概念，具體解釋了在暗室里面原子接收光子與再發(fā)射的情況：有大量的證據(jù)表明“宇稱是守恒的”；也存在大量的證據(jù)表明“宇稱是不守恒的”；但是這種現(xiàn)象都與具體情況有所差異關(guān)系密切，比如原子的屬性（無色透明或者有某種顏色）。

關(guān)鍵詞 宇稱；鏡像；反照

中圖分類號 P1 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0082-02

1 宇稱守恒的概念

楊振寧先生在1983年發(fā)表了“P、T和C的分立對稱性”一文，指出尚無人對此提出解釋[1]。

1924年，拉波特（Otto Laporte）在分析鐵的光譜結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)有兩種譜項，他稱之為“帶撇項”和“不帶撇項”。躍遷總是從帶撇項到不帶撇項，或者反過來，而決不會發(fā)生在帶撇項之間或不帶撇項之間。接著發(fā)現(xiàn)這個選擇規(guī)則同樣適用于其他元素的原子譜，并被命名為“拉波特規(guī)則”。量子力學(xué)發(fā)展以后，它被解釋為同算符：

i：xˊ=-x，yˊ=-y，zˊ=-z （1）

作用下的不變性有關(guān)[2]，這就稱為“反照”（德文Spie-gelung），而韋爾（Weyl）用符號i來標記它。韋爾還把這個算符的本征值取名為“特征”。在威格納（Wigner）1931年版的書中，這個本證值是稱為“反照特征”（德文Spielungs charakter）的。我不確定地知道“宇稱”這個名字是從什么時候開始采用的，但在1935年，康登（Condon）和肖特利（Shortley）確實用過“宇稱算符”這一術(shù)語。

宇稱對稱性，30年代時迅速成為原子、分子和核物理學(xué)語言的一部分。討論能級標記、選擇規(guī)則和強度規(guī)則以及角分布時，明晰地或含蓄地假定了宇稱守恒的概念。當(dāng)基本粒子物理學(xué)開始發(fā)展時，宇稱守恒自然地轉(zhuǎn)入了這個新的領(lǐng)域。

從這里我們看出，原子光譜結(jié)構(gòu)的躍遷，應(yīng)該就是原子的基態(tài)得到一個光子成為激發(fā)態(tài)，再發(fā)射一個光子返回基態(tài)。所謂守恒不守恒，就是問：吸收和發(fā)射的這兩個光子是不是相同的？而上述分別吸收和發(fā)射的兩個光子的鏡像返照對稱又頗為令人質(zhì)疑地擴張到了幾乎世界萬物，就更加不能令人容忍了。所以要想弄清楚宇稱的守恒不守恒的問題，必須把鏡像對稱的問題了解

清楚。

前面楊先生介紹的拉波特規(guī)則，后來變成了公式（1）的模樣。就是把原子光譜的躍遷轉(zhuǎn)變成了位置的坐標變換。這個轉(zhuǎn)變也同樣值得懷疑：1）沒有說明為什么這樣的變換可以完全代表原子的能態(tài)轉(zhuǎn)換（躍遷）；2）這樣的替換存在概念上的明顯錯誤。首先我分析照鏡子的問題。

2 鏡像的正確概念

鏡子前面的物體和鏡子里面的是一個物體：前面的是實體，鏡子里面的是該物體的虛像。所以，它們不是兩個物體，也不是同一個物體的兩種形態(tài)。就是說，鏡子前面的是原子的基態(tài)，鏡子里面的也是原子的基態(tài)（虛像）；如果鏡子前面的是原子的激發(fā)態(tài)，則鏡子里面的也就是該原子激發(fā)態(tài)的虛像。要知道，鏡子里面的影像是虛像：沒有光線達到那里。

實際上照鏡子看影像和我們平常看世界沒有什么不同，只是增加了鏡面的一次折射而已?？墒且曈X系統(tǒng)不區(qū)分（或忽略）折射的環(huán)節(jié)。

但是，鏡子只能看物體的表面，不可能表示其他功能。如：耳朵的聽力，鼻子的嗅覺等等。同樣，鏡像也不能表示原子能態(tài)的變化。所以，想用鏡像來解決光子的吸收與發(fā)射問題是不可以的。

3 吳健雄的實驗

同樣，李政道和楊振寧先生在1956年提出的，在弱相互作用過程中宇稱不守恒的理論，也不能用鏡像來加以證明。吳健雄先生是依據(jù)李、楊兩位先生的建議做宇稱不守恒實驗的[2]。

實際上，我們看到的影像就是物體本身，不能以虛像為依據(jù)來做比對的實驗安排。否則不能真正解決

問題。

（60鈷）的轉(zhuǎn)動方向是逆時針的，（不論是直接看鈷60或者通過鏡面的折射看，都是逆時針的）。而圖的右邊虛像表示的方向相反，是順時針方向的。因此以為“這就是真實世界與鏡像世界應(yīng)該有的對稱守恒的實驗”，是完全的誤解。把這樣誤解鏡像（或反照）的概念作為主導(dǎo)理念進行的實驗結(jié)果當(dāng)然是不能接受的。

4 研究兩個躍遷

讓我們通過一個實例來研究原子吸收和發(fā)射的兩個光子是不是一樣的？

這個實例就是照相暗室的紅燈。用感光膠片處理照片的過程都要在暗室進行操作。實際上暗房并不是真正的黑暗，而是用紅燈照亮：這樣照相師可以方便地進行膠片的存取剪裁和拍照后的顯影定影等等操作，又不會使膠片曝光。

1）兩個躍遷相等。白熾燈里面發(fā)光的鎢絲發(fā)出的白光遇到燈泡的透明玻璃，在玻璃的第一層原子（或分子）處被電子云的一個電子吸收，相關(guān)電子的運動軌跡明顯擴大，原子成為了激發(fā)態(tài)。然后轉(zhuǎn)了一圈回到那個吸收的位置后，又脫離該電子繼續(xù)自己的路程。這時該光子仍是白光。所以該原子（或分子）前后涉及的兩個光子沒有變化，兩個躍遷是相等的。

像這樣的情況對于這個燈泡燈絲的所有鎢原子發(fā)出的光子，以及對于通過無色透明玻璃的所有各層原子（分子）來說都是完全一樣的。都是兩種躍遷相同，無變化（按照鏡像或宇稱的含混說法，就是宇稱守恒）。

2）兩個躍遷不相等。玻璃燈泡的外面有一層紅色的涂漆。這層紅色的漆接觸到白光后，紅漆的第一層原子（分子）的外層電子吸收了光子，轉(zhuǎn)了一圈以后又放出一個光子。這時放出的是紅光光子，與吸收的白光不同。所以兩次躍遷是不相同的（按照鏡像或宇稱的含混說法，就是宇稱不守恒）。

3）兩個躍遷再次相等。在紅漆內(nèi)部光子繼續(xù)前進，直到穿過紅漆進入暗室，全部可以看作是前后兩個躍遷相等（按照鏡像或宇稱的含混說法，就是宇稱守恒）。

這樣可以說明光子的接收和再發(fā)射這兩個躍遷的關(guān)系：相等和不相等都是常態(tài)，區(qū)別在于原子的屬性不同，應(yīng)該區(qū)別對待。endprint

5 結(jié)論

1）通過實例證明了大量的原子（分子）在接受-發(fā)射光子時，前后兩個光子是相同的或者是不同的，都是普遍存在的真理，依具體情況而定，不能一概而論。

2）光子和電子都不是固態(tài)恒定的粒子，是高密度的液態(tài)粒子。所以在每一次吸收和分離的過程中，必然會遵從大自然的規(guī)定發(fā)生變化。我們應(yīng)該廣泛深入地研究大自然的各種規(guī)定。

3）研究問題要仔細認清問題的實質(zhì)，努力排除一切錯誤的概念、比喻和計算公式。更要不忘初心，避免出現(xiàn)類似的錯誤。

4）由來已久的對鏡像的膚淺錯誤看法，應(yīng)該從嚴格的科學(xué)概念中淘汰出局，有關(guān)“宇稱”的辯論的各

方[3-6]應(yīng)該找到了明確的結(jié)果。

6 討論

1）這里主要討論了光子的吸收與發(fā)射之間的關(guān)系，由于光子本身就存在一系列問題，如：波粒二象性、光子的發(fā)射和光速、紅移、與引力場的關(guān)系等等，都超過本文標題的范圍，將另文介紹。

2）宇稱（parity）是“描述微觀粒子運動鏡象對稱性的一個物理量”[7]，所以也要提高警惕，小心謹慎對待。

3）《實踐論》告訴我們：人類對自然界的認識過程好比一條長河，這個河是由一系列相對真理組合而成的，是分階段提高的。這是絕對真理！

參考文獻

[1]楊振寧.P、T和C的分立對稱性[J].自然雜志，1983（4）：5-8，82.

[2]360doc.楊振寧背后的女人：本該是核物理皇后，李政道長文懷念，中國卻沒人聽過她的名字[EB/OL].[2017-01-02].http：//www.360doc.com/content/17/0102/23/30515337_619630240.shtml.

[3]東南大學(xué)校友總會.[大師人物]紀念東南大學(xué)校友吳健雄逝世二十周年：被譽為“東方居里夫人”的核物理學(xué)家[EB/OL].[2017-02-17].http：//seuaa.seu.edu.cn/2017/0217/c12785a183867/page.htm.

[4]舒國萱.宇稱不守恒——實驗對理論的判決性反駁[J].自然辯證法通訊，2009，31（2）：32-38.

[5]360doc.宇稱不守恒理論在中國的曲折遭遇宇稱不守恒理論在中國的曲折遭遇[EB/OL].[2016-11-18].

http：//www.360doc.com/content/16/1118/15/33994

180_607557471.shtml.

[6]百度搜索.宇稱問題側(cè)記[EB/OL].

[7]鄔學(xué)文.新物理學(xué)詞典[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1993：391，262.endprint