6.4　泡利的第二次错误：宇称守恒

现在我们来谈谈泡利的第二次错误——有关宇称守恒的错误⁽²⁰⁾。

1956年6月，泡利收到了来自李政道（T. D. Lee）和杨振宁（C. N. Yang）的一篇题为《宇称在弱相互作用中守恒吗？》（Is Parity Conserved in Weak Interactions?）的文章。这篇文章就是稍后发表于《物理评论》（The Physical Review）杂志，并为两位作者赢得1957年诺贝尔物理学奖的著名论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》（Question of Parity Conservation in Weak Interactions）的预印本。李政道和杨振宁在这篇文章中提出宇称守恒在强相互作用与电磁相互作用中均存在很强的证据，在弱相互作用中却只是一个未被实验证实的“外推假设”（extrapolated hypothesis）。不仅如此，他们还提出当时困扰物理学界的所谓“θ-τ之谜”（θ-τ puzzle），即因宇称不同而被视为不同粒子的θ和τ具有完全相同的质量与寿命这一奇怪现象，有可能正是宇称不守恒的证据，因为θ和τ有可能实际上是同一粒子。并且他们还提出了一些检验弱相互作用中宇称是否守恒的实验。

但泡利对宇称守恒却深信不疑，对于检验弱相互作用中宇称是否守恒的实验，他在1957年1月17给奥地利裔美国物理学家维克托·韦斯科夫（Victor Weisskopf）的信中表示（着重是原信就有的）：

我不相信上帝是一个弱左撇子，我准备押很高的赌注，赌那些实验将会显示……对称的角分布……

这里所谓“对称的角分布”指的是宇称守恒的结果——也就是说泡利期待的是宇称守恒的结果。

富有戏剧性的是，比泡利的信早了两天，即1957年1月15日，《物理评论》杂志就已收到了吴健雄等人的论文《贝塔衰变中宇称守恒的实验检验》（Experimental Test of Parity Conservation in Beta Decay），为宇称不守恒提供了实验证明；比泡利的信早了一天，即1957年1月16日，消息灵通的《纽约时报》（The New York Times）就已用“物理学中的基本概念在实验中被推翻”（Basic Concept in Physics Is Reported Upset in Tests）为标题，在头版报道了被其称为“中国革命”（Chinese Revolution）的吴健雄等人的实验。

区区一两天的消息滞后，让泡利不幸留下了“白纸黑字”的错误。

但泡利的消息也并非完全不灵通，在发出那封倒霉信件之后几乎立刻，他就也得知了吴健雄实验的结果；到了第四天，即1957年1月21日，各路“坏”消息就一齐汇总到了他那里：首先是上午，收到了李政道和杨振宁等人的两篇新论文，外加瑞士物理学家费利克斯·维拉斯（Felix Villars）转来的《纽约时报》的报道（即那篇1月16日的报道）；其次是下午，收到了包括吴健雄实验在内的三组实验的论文。这些结果使泡利感到“很懊恼”，唯一值得庆幸的是他没有真的陷入赌局，从而没有因“很高的赌注”遭受钱财损失——他在给韦斯科夫的另一封信中表示，“我能承受一些名誉的损失，但损失不起钱财”⁽²¹⁾。稍后，在给玻尔的信中，泡利的懊恼心情平复了下来，以幽默的笔调为宇称守恒写了几句讣文：

我们本着一种伤心的职责，宣告我们多年来亲爱的女性朋友——宇称——在经历了实验手术的短暂痛苦后，于1957年1月19日平静地去世了。

讣文的落款是当时已知的三个参与弱相互作用的粒子：“e，μ，ν”（即电子、μ子、中微子）⁽²²⁾。

1957年8月5日，泡利在给瑞士精神科医生兼心理学家卡尔·荣格（Carl Jung）的信中为自己的此次错误作了小结：“现在已经确定上帝仍然是——用我喜欢的表述来说——弱左撇子”“在今年1月之前，我对这种可能性从未有过丝毫考虑”。

如果深挖“历史旧账”的话，那么泡利对宇称守恒的深信不疑还使他在二十多年前的另一个场合下犯过错误。1929年，著名德国数学家赫尔曼·外尔（Hermann Weyl）从数学上提出了一个二分量的量子力学方程式，描述无质量的自旋1/2粒子。这个方程式的一个显著特点就是不具有宇称对称性。1933年，泡利在被称为量子力学“新约”（New Testament）的名著《量子力学的普遍原理》（General Principles of Quantum Mechanics）中，以不具有宇称对称性为由，将这一方程式判定为不具有现实意义。在宇称守恒受到李政道和杨振宁的质疑之后，几乎与实验证实同时，李政道和杨振宁、苏联物理学家朗道、巴基斯坦物理学家阿卜杜勒·萨拉姆（Abdus Salam）等人都重新引入了不具有宇称对称性的二分量方程式，用以描述此前不久才被发现，与宇称不守恒有着密切关系的中微子（neutrino）⁽²³⁾。而泡利则在1958年再版自己的“新约”时针对这些进展添加了注释，成为“新约”中量子力学部分为数极少的修订之一。