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旋转物体镜像的旋转方向 - 国家科技图书文献中心
旋转物体镜像的旋转方向
究竟由谁来标记?
江棋生
摘要:本文提出了一个从未有人问过的问题:旋转物体镜像的旋转方向,究竟是由谁来标记的?本文的答案是,旋转物体镜像的旋转方向之标记,不是如人们所臆想的那样,仍由我们世界中的物理学家本人穿镜而入去越俎代庖,而是正如我们所观察到的那样,是由镜像世界中的行为主体——物理学家的镜像来排他性地一手操办的。本文因此得到结论:核的衰变过程是左右对称的。
关键词:物体的旋转方向,物体镜像的旋转方向,核的衰变
在物理学研究中,有时会遇到下述情形,即需要对旋转物体的旋转方向进行标记。美国物理学家阿·热(A.Zee)在其所著《可怕的对称》一书中,[1]对如何标记旋转物体的旋转方向作了明确的介绍:用左手握住一个旋转的物体,让4个手指指着物体表面旋转的方向,人们就把大拇指所指的方向定义为物体旋转的方向。阿·热说,使用左手来作定义纯属约定俗成;不过,重要的是,我们有了一种能方便地标记物体旋转方式的办法。
现在,我要提出一个从未有人问过的问题:旋转物体镜像的旋转方向,究竟是由谁来标记的?
在回答这个问题之前,首先让我们重温一下从孩提时代就开始懂得的基本常识:
一个人无论干什么活,此人的镜像必定共时地在干一模一样的活;
对唯像观察者来说,实际过程与镜像过程有且只有一个区别,那就是,如果一个人用右手(左手)在干活,则他的镜像必定用左手(右手)在干同样的活;
在实际过程中,人是行为主体。在镜像过程中,人的镜像是行为主体。
对于上述基本常识,每一个去过理发馆的人都是心知肚明的:当理发师用右手在给他麻利地理发时,他将亲眼看到,理发师的镜像共时地用左手在麻利地给他的镜像理着发。实难想象,这个人会丧失理性地说,给他的镜像理发的不是理发师的镜像,而是理发师的真身。由此我们立马可以知道,当一个物理学家用左手在标记某一旋转物体的旋转方向时,他的镜像必定共时地用右手在标记该旋转物体镜像的旋转方向。一般地,物理学家的真身和他的镜像密切关联,但各守领地,各司其职;打个并不确切的比喻,真实世界与镜像世界之别,犹如阴阳之隔,谁想越界行事,连门都没有。对这一事实的正视和确认,将秒杀人们多年来近乎荒唐的习惯性做派:无视和抹杀物理学家的镜像对旋转物体镜像旋转方向之排他性标记,想当然地把不该做也做不到的任务加给物理学家的真身,臆想着他能毫发无损地穿镜而入,成为镜像世界里的僭行为主体而越俎代庖,即用其活生生的左手去对该旋转物体的镜像进行亲密接触,并对其旋转方向加以标记。
有必要再次强调一下,一个镜像世界的观察者,他的双眼不可能看到任何本真的事物和过程,不可能看到任何人的真身。当他明明看到物理学家的镜像在用右手给旋转物体的镜像标记旋转方向之后,如果他竟然说出“我在镜子里看到了物理学家本人在用左手给旋转物体的镜像标记旋转方向”这句话,那么,他不是热昏了头在说胡话,便是睁着眼睛在说瞎话。
明乎此,我们不妨来重新审读物理学左右对称性领域中的一个著名实验——1956年冬吴健雄小组所做的核衰变实验。[2]当时,在李政道的极力建议下,吴健雄小组迎难而上,想方设法让核在极低温下被一个磁场极化,产生极化磁场的螺线管中电流i的环形方向决定了核的旋转方向。理所当然,旋转钴核的旋转方向由我们世界中的物理学家用左手来标记,如图1所示,该方向S为竖直向下。于是,衰变过程的观察者得到结论:电子倾向于沿核的旋转方向出现。
镜像反映
S
图1 核的衰变及其镜像反映
如果衰变镜像过程的观察者无视自己的亲眼所见,即物理学家的镜像对旋转钴核镜像的旋转方向进行了标记,反而热昏了头地认为旋转钴核镜像的旋转方向之标记,是由物理学家的真身去越俎代庖的,则如图1所示,该方向为竖直向上。因此,衰变镜像过程的观察者将得到结论:电子倾向于沿核的旋
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