迷雾重重的破坏

我们可以将狄拉克对称原理概括如下：狄拉克提出正、反粒子对称原理，又称电荷共扼对称，更具体地说，是将一切粒子换为反粒子（反之亦然）物理规律不变，相应的物理过程也有一个守恒定律，即电荷共轭宇称守恒。实验证明，凡是电磁相互作用和强相互作用引起的物理过程，不仅宇称守恒，电荷宇称也守恒。如下图中电子e﹣变为正电子e﹢，正、反电极也互换了。显然电荷共扼变换（C变换）前后，e﹣与e﹢的运动轨迹完全相同。这表明电磁作用与牛顿力学确实具有电荷共轭不变性。

电磁相互作用过程遵从C变换对称

但是考虑弱相互过程，电荷共轭不变性就有问题。我们已经知道，与中微子有关的弱过程的宇称不守恒。事实上，左旋的中微子，如ve，在C变换下，应变为右旋的反中微子。但在前面我们已谈到，自然界尚未发现右旋的中微子这一事实，有力证明弱作用过程中电荷共扼宇称不守恒，或C变换对称性被破坏了。这一点甚至无需实验验证，也是可断言的。

这个原理弱作用过程中电荷共扼宇称不守恒，事实上，早在1956年夏天，李政道和杨振宁给予美国芝加哥大学奥默的一封信中就鲜明提出这个问题。

你看，原来是左、右对称王国中发生的风波，弱相互过程中宇称不守恒，就这样殃及正、反粒子对称王国，相应的弱过程中电荷共扼宇称守恒也被破坏了。要知道，C变换尽管与镜像对称变换一样属于所谓分立对换性，但是却与时间、空间无关，是一种内禀对称性。

科学家们不甘心，力图在微观世界恢复某种普适的对称性。CP魔镜就是一次漂亮的尝试。李政道与杨振宁在1956年圣诞节前夕，提出所谓CP联合对称原理：满足该原理的物理过程，遵从CP宇称守恒。实际上，他们提出了一种神奇的CP魔镜。在这个镜子中，粒子的像，是其反粒子的像；反之，反粒子的镜像就是粒子。换言之，所谓CP变换，要先将相关的反粒子变换为正粒子，然后再进行镜像变换。他们推测，弱相互作用在CP变换下，应具有对称性。事实上，左旋的中微子在CP变换，不正好变为右旋反中微子吗？自然界存在的反中微子不正好具有右手征性么？诚然，后来的实验表明，一般的弱相互作用过程中，CP宇称确实是守恒的。我们试以加尔文等的π介子衰变为例加以说明。实验可写作：

左旋中微子在CP变换下变为右旋反中微子

测得的μ﹢全部是左旋，如下图（a）的左边。如进行P变换，则应有右旋少放出。这与实验结果不符，即此时不存在镜像对称。如进行CP变换，则相应的反应为：

用图（b）可表示之。实验上证实v-的哀变放出的μ-全部右旋。这表明CP变换对于弱相互作用具有对称性。

如果引入CP魔镜（对称性）以后，大自然似乎又恢复了这种“特殊左、右对称性”。为了公道起见，应该指出CP宇称的引入研究中，前苏联科学家朗道与巴基斯坦科学家萨拉姆都做出过贡献。

正当大家沉浸在对CP魔镜的赞美之中，杨振宁于1959年11月在普林斯顿大学一次演讲中，甚至还兴致勃勃地举出荷兰画家爱许尔一件出色的作品。这幅画本身与其镜像并不相同，但是把镜像中的黑白两种颜色互换一下，两者就全相同了。联系到以后夸克模型中，“互补”的两种颜色代表正、反两种夸克。这种颜色互换颇有C变换意味呢。

荷兰画家爱许尔的作品蕴藏CP组合对称作品

但是，好景不长，1964年普林斯顿大学的菲奇与克罗宁宣布，他们发现K介子的一种特殊衰变，违反CP不变性。原来按照CP对称性要求，K介子将衰变为2个π介子。但是，普林斯顿小组却发现为数不多的3个π介子事例，大致占总衰变事例数的0.3%。

情况变得更加微妙了，就是说，“自然”在绝大多数情况是正常的保持CP守恒，但是偶尔也忽然干一点违背CP守恒的事，弄得喜欢穷根问底的物理学家们不知所措。几十年过去了，实验物理学家们，除在K介子衰变以外，几乎没有发现其他CP不守恒的事例。

关于CP破坏的根源一直是一个谜。许多人认为，可能存在一种新的超微弱力，导致CP破坏。1988年，欧洲核子中心的实验表明，这种超微力不存在。但1990年美国费米国家实验室的科学家则宣称，他们的实验表明，不排除超弱力存在。

由于事例稀少，实验很难做，大家继续测量所谓CP破坏参数，但欧洲人与美国人的实验结果不一致。“官司”几乎年年打，一直到1999年3月1日，美国费米国家实验室宣布，他们测得的此参数为10﹣3～10-4，与欧洲同仁的一致。这是CP研究的重大进展，至少我们可以排除超弱力的存在。这样一来，CP破坏到底如何产生，谜底至少减少一点不确定性。实际上，我们现在知道中微子的静止质量并不是严格为0，这就是说至少与中微子相关的弱相互作用会有少许的CP不对称性。谜底的一部分原因也许就在中微子上。

1980年，由于实验上发现复合CP宇称不守恒这一重大贡献，菲奇和克罗宁分享了当年诺贝尔物理学奖。尽管CP破坏起源依然笼罩在迷雾之中，但是宇宙学家普遍认为，在宇宙的演化中，CP破坏扮演过十分重要的角色。目前宇宙中物质与反物质分布如此不对称，也许正是CP破坏在宇宙演化的某个阶段起作用的原因。著名前苏联科学家、氢弹之父萨哈罗夫在这方面就有过贡献。