假定我們把每一個
亞原子粒子都掛上標簽:要嘛是A,
要嘛是B,
二者必居其一。現(xiàn)在再進一步假定,一個A粒子
只要分裂成兩個粒子,這兩個粒于要不是統(tǒng)統(tǒng)屬于A類,就
必定統(tǒng)統(tǒng)屬于B類。這時我們可以寫出A=A+A或A=B
+B。一個B粒子如果分裂成兩個粒子,這兩個粒子當中總
是有一個屬于A類,另一個則屬于B類,所以我們可以寫出
B=A十B。
你還會發(fā)現(xiàn)另一種情形:如果兩個粒子互相碰撞而分裂
成三個粒子,這時你就可能發(fā)現(xiàn)A+A=A+B+B或A+
B=B+B+B。
但是,有些情形卻是觀察不到的。例如,你不會發(fā)現(xiàn)A
+B=A+A或A+B+A=B+A+B。
這一切是什么意思呢?好吧,讓我們把A看作2,4,
6這類偶數(shù)當中的一個,而把B看作3,5,7這類奇數(shù)。
兩個偶數(shù)相加總是等于偶數(shù)(6=2+4),所以A=A+
A。兩個奇數(shù)相加也總是等于偶數(shù)(8=3+5),所以A
=B+B。但是,一個奇數(shù)和一個偶數(shù)之和卻總是等于奇數(shù)
(7=3+4),所以B=A+B。
換句話說,有些
亞原子粒子可以稱為“奇粒子”,另一
些
亞原子粒子可以稱為“偶粒子”,因為它們所能結合成的
粒子或分裂成的粒子正好與奇數(shù)和偶數(shù)相加時的情況相同。
當兩個整數(shù)都是偶數(shù)或者都是奇數(shù)時,
數(shù)學家就說這兩
個整數(shù)具有“相同的
奇偶性(
宇稱)”;如果一個是奇數(shù),
一個是偶數(shù),它們就具有“不同的
奇偶性(
宇稱)”。這樣
一來,當有些
亞原子粒子的行為象是奇數(shù),有些象是偶數(shù),
并且奇數(shù)和偶數(shù)的相加法則永遠不被破壞時,那就是過去所
說的“
宇稱守恒”了。
1927年,
物理學家魏格納指出,
亞原子粒子的
宇稱是守恒的,因為這些粒子可以看作是具有“左右
對稱性”。
真有這種
對稱性的東西與它們在鏡子里所成的像(鏡像)完
全相同。數(shù)字0和8以及字母H和X都具有這樣的
對稱性。
如果你把8,0,H和X轉一下,讓它們的右邊變成左邊,
左邊變成右邊,那么,你仍舊會得到8,0,H和X。字母
b和p就沒有這種左右對稱性。要是你把它們轉個180°,
b就會變成d,p就變成q——成為完全不同的字母了。
1956年,
物理學家李政道和
楊振寧指出,在某些類
型的
亞原子事件中宇稱應該不守恒,并且實驗很快就證明他
們的說法是對的。這就是說,有些亞原子粒子的行為好象它
們在某些條件下是不對稱似的。
由于這個原因,人們研究出了一個更普遍的守恒律。在
一個特定粒子不對稱的地方,它的
反粒子(即具有相反的電
荷或磁場)也是不對稱的,但兩者的模樣相反。因此,如果
粒子的形狀象p,它的
反粒子的形狀就象q。
如果把電荷(C)和宇稱(P)放在一起,就能建立一
條簡單的法則,來說明哪些亞原子事件能夠發(fā)生,哪些亞原
子事件不能夠發(fā)生。這個法則稱為“CP守恒”。
后來,人們又明白了,為了使這個法則真正保險,還必
須考慮到時間(T)的方向;因為一個亞原子事件看起來既
可以是在時間中向前推進,也可以是在時間中向后倒退。添
上時間以后的法則稱為“CPT守恒”。
近來,就連CPT守恒也成問題了,不過到底怎么樣,
目前還沒有得出最后的結論。