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        站在“廬山”之外看“廬山”——金日光教授對(duì)近日“楊振寧爭(zhēng)議”的看法

        2011-01-13 08:52:02
        科學(xué)中國(guó)人 2011年18期
        關(guān)鍵詞:宇稱吳健雄磁矩

        站在“廬山”之外看“廬山”
        ——金日光教授對(duì)近日“楊振寧爭(zhēng)議”的看法

        2011年7月2日,南都周刊發(fā)表了諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧的訪談錄,題為《愛(ài)國(guó)者楊振寧》。此文一出,廣經(jīng)轉(zhuǎn)載,爭(zhēng)議迭起。細(xì)究下來(lái),這些爭(zhēng)議主要集中在兩個(gè)方面:一則對(duì)其冠以“保守的革命者”、“愛(ài)國(guó)者”的稱謂不以為然;一則對(duì)楊振寧先生和李政道先生所獲得的諾貝爾獎(jiǎng)項(xiàng)——“在弱作用力領(lǐng)域宇稱不守恒”的科學(xué)性產(chǎn)生質(zhì)疑。

        對(duì)此,世界華人新聞報(bào)、網(wǎng)(www.huarennews.com)總編、北京化工大學(xué)教授金日光,從學(xué)術(shù)角度提出了自己的看法。

        質(zhì)疑不是無(wú)水之源

        楊振寧先生和李政道先生共同提出的“弱相互作用力領(lǐng)域宇稱不守恒”的科學(xué)性與否問(wèn)題,是一個(gè)純屬學(xué)術(shù)性問(wèn)題,要做出明確的回答,就有必要進(jìn)一步搞清這個(gè)原理的當(dāng)代科學(xué)內(nèi)涵。

        “有人提到,吳健雄博士接受李政道和楊振寧先生們的建議,用鈷60的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證了在弱作用力范圍內(nèi)原子核具有“宇稱不守恒”現(xiàn)象的存在,但是也有一些學(xué)者說(shuō),鈷60的自旋量子數(shù)(J)為正宇稱J+=5+,磁矩為3.799。而從現(xiàn)代原子核物理學(xué)已知,一個(gè)原子核的自旋量子的宇稱()和原子核的磁矩方向()是各自獨(dú)立的?!苯鹑展庹f(shuō)道?!霸谶@種情況下,如果吳健雄用強(qiáng)磁場(chǎng),硬把正向磁矩(+)改變成反向磁矩(-),鈷60的自旋角動(dòng)量方向是否也跟著取反方向呢?事實(shí)上,在上述實(shí)驗(yàn)工作中并沒(méi)有明示這兩者一定能同向的證據(jù),所以,在這種情況下,鈷60有兩種可能:一是,同時(shí);二是不變,;如果是第一種情形,那么在弱作用力范圍內(nèi)原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不對(duì)稱的,也是宇稱不守恒的。相反,如果第二種情形,那么該原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是原來(lái)的,那就是很難說(shuō)原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是宇稱不守恒的?!?/p>

        看來(lái),要確認(rèn)在弱作用力領(lǐng)域,宇稱是否守恒的關(guān)鍵還是要看原子核自旋角動(dòng)量子數(shù)的宇稱和磁矩方向之間的關(guān)系。

        據(jù)資料顯示,像鈷60一樣,由奇數(shù)質(zhì)子和奇數(shù)中子組成的“奇-奇”原子核的自旋角動(dòng)量子數(shù)的宇稱和磁矩方向之間確實(shí)有四種情形(如圖1所示):

        上世紀(jì)50年代,原子核科技界對(duì)上述情形并不十分清楚,因?yàn)樵跈z測(cè)原子核自旋量子數(shù)時(shí),并沒(méi)有同時(shí)檢測(cè)其磁矩方向,直到進(jìn)入21世紀(jì),學(xué)術(shù)界才對(duì)自旋角動(dòng)量宇稱和磁矩方向關(guān)系產(chǎn)生重視。到目前為止,從幾百個(gè)奇奇原子核中同時(shí)知道兩者方向的原子核還不算多,但這兩者之間獨(dú)立性是相當(dāng)可觀的(見(jiàn)下表)。

        奇-奇原子核類型 目前已知實(shí)例數(shù) 原子核中核子比結(jié)合能J+ - μ+ 130 >8.5Mev的27個(gè)原子核J+ - μ_ 7 >8.5Mev的4個(gè)原子核J_ - μ_ 19 >8.5Mev的8個(gè)原子核J_ - μ+ 57 >8.5Mev的7個(gè)原子核

        從表格中,初步可以看出這四者的主要差別在于原子核中核子的平均結(jié)合能不一樣,這就說(shuō)明這四種原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)是不同的,所以相互之間并不對(duì)本質(zhì)上都是宇稱不守恒的。

        換個(gè)角度,從吳健雄的實(shí)驗(yàn)中,明顯可以看出自旋方向變不變并不透明,但粒子發(fā)射方向的確是不變的。也就是說(shuō),如果僅有而無(wú),就不能完全證實(shí)弱作用力范圍內(nèi)宇稱不守恒的客觀存在性。正因如此,才有些學(xué)者提出吳健雄實(shí)驗(yàn)有不完整之處,認(rèn)為楊振寧和李政道先生提出的“宇稱不守恒”原理的正確性難免要被“打折扣”。

        舉一反三下的實(shí)證

        科學(xué)總是在質(zhì)疑中成長(zhǎng)的,任何理論的提出,都要面對(duì)隨之而來(lái)的各種挑戰(zhàn)?!坝罘Q不守恒”自然也不例外。作為國(guó)際上獨(dú)創(chuàng)地提出第四統(tǒng)計(jì)力學(xué)JRG群子統(tǒng)計(jì)理論的學(xué)者,金日光舉一反三,利用“通過(guò)鈾235等不對(duì)稱裂變”等對(duì)其進(jìn)行了類比解釋。

        原子彈爆炸利用的是鈾235裂變時(shí)所發(fā)出的能量,因?yàn)榱炎兂龈髯再|(zhì)量不同的原子核:~100和~136,所以這種裂變?yōu)椴粚?duì)稱裂變。早在就讀于東北人民大學(xué)(現(xiàn)在吉林大學(xué))時(shí),金日光就聽(tīng)朱光亞先生提過(guò)鈾235不對(duì)稱裂變的內(nèi)幕不清。

        或許,一般人單從這個(gè)群子結(jié)構(gòu)上還看不出鈷60的原子核的群子結(jié)構(gòu)同“宇稱不守恒”原理是如何連在一起的。其實(shí),在吳健雄博士的實(shí)驗(yàn)中,最大的問(wèn)題是通過(guò)什么辦法來(lái)論證鈷60的磁矩和自旋角動(dòng)量方向同時(shí)由正向變成反向。

        深入挖掘內(nèi)在根本機(jī)制

        “有了上述核群子結(jié)構(gòu)的描述,我們就可以知道引起自旋角動(dòng)量的 方向和提供 衰變的中心 方向,以及在空間上可能選取的幾種姿態(tài)?!苯鹑展鉃槲覀冄菔境龉剑?/p>

        如果 衰變是按這樣的方式進(jìn)行,那么這兩者就遵從宇稱守恒原理。但如果能出現(xiàn)第三種情形:,使自旋方向與 射線發(fā)射方向?yàn)榉雌叫?,這種現(xiàn)象毫無(wú)疑問(wèn),就是一個(gè)宇稱不守恒的行為。

        在上述三種情形中究竟取哪種情形呢?吳健雄等人用實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明,反平行時(shí) 粒子發(fā)射機(jī)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正平行 粒子發(fā)射機(jī)率。顯然這是宇稱不守恒的現(xiàn)象。但是究竟為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?難道如原子核物理學(xué)所認(rèn)為的是中微子作怪?

        金日光卻不這么認(rèn)為?!斑@是因?yàn)槲覀冎涝谌魏?衰變中,正電子或負(fù)電子的發(fā)射是以原子核結(jié)構(gòu)內(nèi)部的非常態(tài)作為主因的,而不是中微子做主,其實(shí)中微子只是伴隨電子發(fā)射而出現(xiàn)中性的粒子,它不可能脫離 或 的方向,所以中微子是根本無(wú)法提供宇稱不守恒的具體機(jī)制?!?/p>

        結(jié)語(yǔ):

        一篇文章,將楊振寧推向風(fēng)口浪尖。

        有網(wǎng)友說(shuō),革命不分先后,筆者也認(rèn)為,熱愛(ài)祖國(guó),每個(gè)人都有每個(gè)人的方式,不能因?yàn)楦髯圆煌?,而輕易否定別人。詩(shī)云:不識(shí)廬山真面目,只緣身在此山中。面對(duì)爭(zhēng)議紛擾,唯有跳出來(lái),才能將其面目識(shí)清。學(xué)術(shù)問(wèn)題自有學(xué)術(shù)方法去驗(yàn)證,去解決。至于其他,金日光更同意這樣的觀點(diǎn),“畢竟楊振寧先生還是做了大量的研究工作,為世界華人爭(zhēng)得了光榮,‘保守革命者’,是他對(duì)自己的一個(gè)評(píng)判,沒(méi)有必要為此爭(zhēng)來(lái)爭(zhēng)去,以免傷他‘落葉歸根’的真情?!?/p>

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