宇恒不对称到底说的是什么，为何影响那么大？

施郁

（复旦大学物理学系教授）

一个系统宇称守恒就是说它在镜面反射下是不变的。在3维空间中， 就是有一个坐标改变符号。如果再作一个转动，也就是3个坐标都改变符号，这就是空间反演。所以镜面反射和空间反演都叫宇称。 因为两次镜面反射或者空间反演后，回到原来的状态，所以如果一个系统有确定的宇称，它要么是1，要么是-1。由若干子系统构成的整个系统的总的宇称是各子系统宇称的乘积。

自然界有4种基本相互作用，引力、电磁力、强力、弱力。除了弱力，其他3种基本相互作用都是宇称守恒的。 也就是说，如果系统具有某个特定的宇称性质，那么在这三种相互作用中的任何一个的支配下，宇称性质保持不变。

一直到1956年，人们认为所有的基本相互作用都是宇称守恒的。这时粒子物理中有个严重的未解之谜，就是所谓的θ-τ之谜。θ和τ是两种基本粒子，它们除了宇称之外，所有其他物理性质都一样。θ衰变为2个π介子，而τ衰变为3个π介子。每个π介子的宇称为-1，所以如果在衰变过程中宇称守恒，那么θ的宇称为1，τ的宇称为-1。

会不会θ和τ根本就是同一种粒子，而在这些弱相互作用主宰的衰变过程中宇称不守恒？这正是李政道和杨振宁在1956年提出的可能性，他们还检查了弱作用主宰的里给一个过程，即β衰变，在此过程中，放出电子。他们发现，从来就没有一个实验证明过在β衰变宇称守恒还是不守恒，所以建议做实验作这样的检验。这就是后来吴健雄等人完成的实验，证明了弱相互作用中宇称不守恒。这引发了粒子物理的大变革。