细推物理须行乐，何用浮名绊此身——纪念李政道先生

合集 · 解读科技问题 (79)

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这里最独特的，就是我跟李政道先生的个人联系。我并没有当面见过李先生，但李先生的次子李中汉（Stephen Lee）是康奈尔大学化学系教授，他就是我的博士后导师之一。从李中汉老师那里，我听到了不少他父亲的有趣故事。
	2021年，我为李政道先生的科普书发布做过介绍报告。令我十分意外的是，李先生后来竟给我发来贺年片表示感谢。这是我收到的最荣幸的礼物。
	这些故事我们后面再详细说，下面先简略介绍一下李政道先生的生平。
	李政道先生1926年生于上海，1944年至1946年先后就读于浙江大学和西南联合大学，1946年获国家奖学金赴美留学。李中汉老师跟我说过，当时中国的国民党政府派他们出去，其实是想让他们学习造原子弹。但美国根本不想让其他国家掌握核武器，所以李政道只得改行，搞粒子物理。不过，一起去的朱光亚等人后来还是回到了国内，帮新中国造出了核武器。所以我对李中汉老师说，他们最终确实成功了，只不过换了一个政府！
	1950年，李政道在芝加哥大学获得博士学位，时年24岁，比我获得博士学位的年龄大一岁。这其实是他的第一个正式学位，以前由于战乱，他的小学、中学、大学文凭从来没有拿到过！李政道的博士导师，是意大利科学家、1938年诺贝尔物理学奖获得者恩里科·费米（Enrico Fermi，1901 — 1954）。
	杨振宁先生也是在芝加哥大学读的博士，1948年获得博士学位。不过他的导师不是费米，而是匈牙利科学家、美国氢弹之父爱德华·泰勒（Edward Teller，1908 — 2003）。
	因此，他是李政道广义的师兄，不是狭义的师兄。从那时开始，开启了两人卓有成效的合作。
	1957年，杨振宁和李政道因为发现宇称不守恒，荣获诺贝尔物理学奖。这是大多数人都知道的，可以说任何受过教育的中国人，应该都听说过。
	这对我和几代人来说，都发挥了巨大的激励作用：中国人不是不擅长搞科学，中国人一旦认真去搞科学，完全可以站上顶峰！单凭这一点，李先生和杨先生就已经达到了不朽。
	但下一个层面的问题是，任何人只要稍微有点好奇心，都会问：宇称不守恒究竟是什么意思？这可就难了，恐怕99%的人都搞不明白。
	我对此有一个详细的介绍。那是在2021年，李政道的科普代表作《对称与不对称》重新出版，在上海交通大学李政道图书馆举行了一场隆重的发布仪式。
	我做了一个报告《物理学与美学的顶峰相遇——李政道先生思想的星辰之光》，并现场回答了上海交大同学们的问题。上交的同学们确实十分优秀，提的问题都非常有思考。
	我这个演讲比较长，但我相信，任何人听了以后，都会对李政道先生的科学成就和思想获得深入的了解。因此，下面我就基本重新讲一次这个报告。
	其实，宇称不守恒的意思可以用一句话解释，就是定义绝对的左右。
	这话是什么意思呢？让我们想想，我们平时是怎么定义左右的。其实最常用的定义就是：左手在左边，右手在右边。但是稍微一想就会发现，这是个循环定义，根本没有解决任何问题。这个循环定义居然能够奏效，是因为我们可以跟小朋友面对面地交流，拿着他的胳膊说，这个是左边，这个是右边。但如果不能见面，单凭语言交流，你就会发现定义左右是个非常困难的任务。
	不要说是对小朋友了，即使是对成年人，分清左右也不是总能做到的。经常有人在跳舞或者军训的时候顺拐，这就是分不清左右的典型表现。
	当然，你可以说，人的心脏在左边，至少是大多数人的心脏在左边。这个定义比“左手在左边”好多了，但请仔细想想，这真的是一个本质性的定义吗？
	其实并不是。因为你可以想象一个镜中世界，其中每一个人、每一个物体以至每一个分子的左右方向都是跟我们相反的。这个镜中世界的人能不能存活呢？回答是可以，因为他并没有违反任何物理规律。
	这就触及到了问题的实质：物理规律的左右对称。所谓人的心脏在左边，只是一个偶然的现象，而不是物理规律。我们相信，在这个不对称的现象背后的物理规律仍然是左右对称的。也就是说，镜中世界的所有现象跟现实世界的所有现象同样地可以成立。
	你向着镜子挥舞左手，镜中的人向你挥舞右手，两者同样符合物理规律。你无法分辨哪个是真的，哪个是镜像。甚至可以说，你无法确认你现在是在真实世界里面，还是在镜像世界里面。两者是同等合理的，你无法分辨自己是在哪个里边。
	这就像伽利略提出的相对性原理：如果你在一条匀速直线运动的大船里面，你不向外看就不可能知道这条船是静止的还是运动的，因为你看到的所有现象都跟静止的船一样。如果在船里放一碗水，你看到的就是水面保持水平，而不是水面起伏不定。如果你在手里握一个球，然后松手，你看到的就是这个球落到正下方，而不是落到后面去。总之，一切都跟静止的船一样。