基本内容

宇称守恒定律

简单说， 宇称就是一种空间的左右对称。在 物理学中，这种“ 对称性”就是指物理规律在某种变化下的不变性。例如，在实验室做某一实验，你无论是今天做还是明天做，无论是今年做，还是10年以后做，只要实验条件没有改变，所得的实验结果都应是一样的。同样，同一个物理实验，你无论放到哪一个实验室去做，都应该得出一样的实验结果。总之，时间和空间的变化，不会改变物理规律的形式和结果。

在量子力学里， 宇称，是表征微观粒子运动特性的物理量。 宇称守恒定律是关于微观粒子体系的运动或变化规律具有左右对称性的定律。即微观粒子体系在发生某种变化过程（如核反应、基本粒子的产生和衰变等）前的总 宇称（其值为+1或-1）必须等于变化过程后的总宇称。其 物理意义是， 粒子体系和它的“镜像粒子”体系都遵从同样的运动变化规律。

宇称守恒定律与许多实验结果相符合，原本是物理学界一致相信的原理之一，曾为人们所公认。尽管由于θ与τ粒子在实验中所显现出的矛盾现象，引起了人们对 宇称守恒定律的怀疑，但要推倒这棵大树简直太难了，大多数人都望而却步。直到1956年， 李政道和 杨振宁根据对实验事实的分析，首先从理论上指出，并由 吴健雄等人在实验中证实，至少在 基本粒子 弱相互作用的领域内， 宇称并不守恒。从而证明， 宇称守恒定律并不普遍适用。并于1957年共获诺贝尔物理学奖

深入研究

李政道（左）和杨振宁（右）

1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：γ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为K介子)，但在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“θ-γ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。

在最初，“θ-γ”粒子只是被作为一个特殊例外，人们还是不愿意放弃整体微观粒子世界的宇称守恒。此后不久，同为华裔的实验物理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”，从此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。

吴健雄用两套实验装置观测钴60的衰变，她在极低温(0.01K)下用强磁场把一套装置中的钴60原子核自旋方向转向左旋，把另一套装置中的钴60原子核自旋方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中的钴60放射出来的电子数有很大差异，而且电子放射的方向也不能互相对称。实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。

发现过程

对称原理

宇称守恒定律

用科学家的话说，宇称是内禀宇称的简称。它是表征粒子或粒子组成的系统在空间反射下变换性质的物理量。在空间反射变换下，粒子的场量只改变一个相因子，这相因子就称为该粒子的宇称。我们也可以简单地理解为，宇称就是粒子照镜子时，镜子里的影像。以前人们根据物理界公认的对称性认为，宇称一定是守恒的。这就像有正电子，就一定有负电子一样。

不对称原理

宇称守恒定律

这个道理其实很简单。对称性反映不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。如同建筑和图案一样，只有对称而没有它的破坏，看上去虽然很规则，但同时显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而使得那些更便于复制的样式更快地发展，形成了发育的过程。因此，对称性的破坏是事物不断发展进化，变得丰富多彩的原因。

原理影响

宇称守恒定律在宇宙探索中的深远影响