破缺的宇称 by 李政道.pdf

破 缺 的 宇 称* 李政道 一. 序 一个阴暗有雾的日子,有两个小孩在沙滩上玩耍,其中一个说 : “喂,你看到那闪烁的光了吗？”另一个回答说: “看到了,让我们走近 一点看。”两个孩子十分好奇,他们肩并肩向着光跑去。有的时候 一 个在前面,有的时候另一个在前面。像竞赛一样，他们竭尽全力,跑得 越来越快。他们的努力和速度使他们两个非常激动,忘掉了一切。 第一个到达门口的孩子说: “找到了！”他把门打开。另一个冲了 进去。他被里面异常的美丽弄得眼花缭乱,大声地说:“多么奇妙！ 多 么灿烂！” 结果,他们发现了黄色帝国的宝库。他们的这项功绩使他们获得 了重奖，深受人们的羡慕。他们名扬四海。多少年过去，他们老了， 变得爱好争吵。记忆模糊，生活单调。其中一个决定要用金子镌刻自 己的墓志铭: “这里长眠着的是那个首先发现宝藏的人”。另一个随 后说道: “可是，是我打开的门。” 我第一次与杨振宁在物理学方面的合作是在 1948 年的秋天。其 次是于 1951－52 年。然后是 1955－62 年。最近，一位朋友给我看一 * 原文见 T.D. Lee: Broken Parity, T.D. Lee, Selected Papers, Vol. 3, Edited by G. Feinberg (Birkhauser, Boston, 1986), p. 487 251 本书，是杨振宁注释的 1945－1980 年他的论文选 1 。书中列举的有 关我们合作的情况使我大吃一惊。 我很不情愿地重新去追述和回忆那已经破裂的友谊,为此我感到 伤心。 二.早期的合作 1946 年秋季我十九岁时进入芝加哥大学研究生院。杨振宁比我 大几岁，和我来自中国的同一所大学。当我到达时，他已经在芝加哥 大学了。杨极端聪明，在数学物理上特别有天赋。1945 年我在昆明 遇见过他一次。在芝加哥,我们很快便成了好友。 1948 年春,我通过了基础考试，在费米教授指导下开始做我的论 文。那时在费米实验室的另一位学生斯坦伯格（Jack Steinberger ），正在 做μ→ e + … … 衰变中 子谱 的实验。他的测量证实, μ衰变和 β衰 变一样,包括有四个费米子。很自然, 我的注意力和在芝加哥的其它几 位一样,也被这一领域内 的问题所吸引。结果就有了我与杨的第一次 合作。 1948 年秋,罗森布鲁斯(Marshall Rosenbluth)、杨振宁和我开始系 统地研究 μ衰变和 μ俘获。我们发现, 这些反应和 β衰变类似 ，可以 用四费米子相互作用描述，其耦合常数也与 β衰变中近似相 同。随后 1 C.N. Yang: Selected Papers 1945 －1980 with Commentary (San Francisco, W.H. Freeman and Company, 1983) 252 我们推测, 这些反应与库仑相互作用相似, 实际上是通过普适耦合的 中间玻色子场来传播 的。对于这种场 ，所有的费米子对具有相 同的 “荷 ”。为了产生短程相互作用,这个场的量子必然具有质量,而由于没 能探测到, 它的寿命必然是非常短的。然而,因为光子和引力子是没有 质量 的, 中间玻色子要有相当的质量这一 问题就使我们极为棘手 。同 时, 因为宇称守恒, 那时要理解为什么在 β衰变中既有费米相互作用, 又有伽莫夫 －泰勒相互作用是 困难的。我们同费米教授讨论了这些问 2 题 。在费米的执意坚持下, 我们才勉为其难, 写出