直到1956年人們都相信,物理定律分別服從三個(gè)叫做C、P和T的對(duì)稱。C(電荷)對(duì)稱的意義是,對(duì)于粒子和反粒子定律是相同的;P(宇稱)對(duì)稱是指,對(duì)于任何情景和它的鏡像(右手方向自旋的粒子的鏡像變成了左手方向自旋的粒子)定律不變;T(時(shí)間)對(duì)稱是指,如果我們顛倒粒子和反粒子的運(yùn)動(dòng)方向,系統(tǒng)應(yīng)回到原先的那樣;換言之,對(duì)于前進(jìn)或后退的時(shí)間方向定律是一樣的。 1956年,兩位美國物理學(xué)家李政道和楊振寧提出弱作用實(shí)際上不服從P對(duì)稱。換言之,弱力使得宇宙的鏡像以不同的方式發(fā)展。同一年,他們的一位同事吳健雄證明了他們的預(yù)言是正確的。她將放射性元素的核在磁場(chǎng)中排列,使它們的自旋方向一致,然后演示表明,電子在一個(gè)方向比另一方向發(fā)射出得更多。次年,李和楊為此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。人們還發(fā)現(xiàn)弱作用不服從C對(duì)稱,即是說,它使得由反粒子構(gòu)成的宇宙的行為和我們的宇宙不同。盡管如此,看來弱力確實(shí)服從CP聯(lián)合對(duì)稱。也就是說,如果每個(gè)粒子都用其反粒子來取代,則由此構(gòu)成的宇宙的鏡像和原來的宇宙以同樣的方式發(fā)展!但在1964年,還是兩個(gè)美國人--J·W·克羅寧和瓦爾·費(fèi)茲--發(fā)現(xiàn),在稱為K介子的衰變中,甚至連CP對(duì)稱也不服從。1980年,克羅寧和費(fèi)茲為此而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。(很多獎(jiǎng)是因?yàn)轱@示宇宙不像我們所想像的那么簡(jiǎn)單而被授予的?。?/p>
有一個(gè)數(shù)學(xué)定理說,任何服從量子力學(xué)和相對(duì)論的理論必須服從CPT聯(lián)合對(duì)稱(太極圖是滿足CPT聯(lián)合對(duì)稱的完美模型,因此其表征的規(guī)律同時(shí)服從量子力學(xué)和相對(duì)論的理論)。換言之,如果同時(shí)用反粒子來置換粒子,取鏡像和時(shí)間反演,則宇宙的行為必須是一樣的??肆_寧和費(fèi)茲指出,如果僅僅用反粒子來取代粒子,并且采用鏡像,但不反演時(shí)間方向,則宇宙的行為不保持不變。所以,物理學(xué)定律在時(shí)間方向顛倒的情況下必須改變--它們不服從T對(duì)稱。 在量子場(chǎng)論中可以嚴(yán)格證明,對(duì)于滿足狹義相對(duì)論的平直空間中的量子場(chǎng),這三種對(duì)稱性的組合CPT 是嚴(yán)格守恒的,這被稱為CPT
定理。這一定理有很多重要的推論, 例如同一種場(chǎng)的正反粒子的質(zhì)量和壽命相等,電磁性質(zhì)相反。迄今為止在地面加速器上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了CPT
守恒。 費(fèi)因曼歷史求和允許在微觀的尺度下旅行到過去??茖W(xué)定律在CPT聯(lián)合對(duì)稱下不變。這表明,一個(gè)在反時(shí)鐘方向自旋并從A運(yùn)動(dòng)到B的反粒子還可以被認(rèn)為是在時(shí)鐘方向自旋并從B運(yùn)動(dòng)回A的通常粒子。類似地,一個(gè)在時(shí)間中向前運(yùn)動(dòng)的通常粒子等價(jià)于在時(shí)間中往后運(yùn)動(dòng)的反粒子?!翱铡钡目臻g充滿了虛的粒子和反粒子對(duì),它們一道出現(xiàn)、分離,然后回到一塊并且相互湮滅。 這樣,人們可以把這對(duì)粒子認(rèn)為是在時(shí)空中沿著一個(gè)閉合圖運(yùn)動(dòng)的單獨(dú)粒子。當(dāng)對(duì)子在時(shí)間中向前運(yùn)動(dòng)時(shí)(從它出現(xiàn)的事件出發(fā)到達(dá)它湮滅的事件),它被稱為粒子。但是,當(dāng)粒子在時(shí)間中往回運(yùn)動(dòng)時(shí)(從對(duì)湮滅的事件出發(fā)到達(dá)它出現(xiàn)的事件),可以說成反粒子在時(shí)間中向前運(yùn)動(dòng)。
這進(jìn)一步啟發(fā)我們太極的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是關(guān)于原點(diǎn)的中心對(duì)稱圖形,假設(shè)太極是正反物質(zhì)共同構(gòu)成的,其中正反物質(zhì)互相繞旋,每一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向正好相反,對(duì)應(yīng)時(shí)間方向相反,并且彼此旋進(jìn)法則相同---x,y,z都取反,從不確定性原理角度來說,動(dòng)量和位置,能量和時(shí)間不能同時(shí)測(cè)得準(zhǔn),都受普朗克量子尺度的局限,并且同時(shí)要求動(dòng)量和位置以及能量和時(shí)間的增量符號(hào)保持一致,主要原因就在于二者在太極兩魚互相繞旋基礎(chǔ)上又分別互鎖成太極,比如太極整體動(dòng)量有一個(gè)正向增量時(shí),其位置必須有一個(gè)對(duì)應(yīng)的正向增量,不然就會(huì)違反不確定性原理,也就是說規(guī)律在位置有相應(yīng)的平移后才能保持不變性,這恰好對(duì)應(yīng)正物質(zhì)和負(fù)反物質(zhì)離相程度的加深,即內(nèi)部位移的增大,反之則離相程度減少,內(nèi)部位移變小;對(duì)于時(shí)間和能量的分析也是如此,當(dāng)能量有正向增量時(shí),對(duì)應(yīng)的時(shí)間流逝也有正向增量或能量有負(fù)向增量時(shí),所對(duì)應(yīng)的時(shí)間也有負(fù)向增量,則對(duì)應(yīng)規(guī)律在時(shí)間平移后才能保持不變,實(shí)際上也對(duì)應(yīng)整體離相所造成的速度效應(yīng)的變化;而動(dòng)量和能量守恒時(shí),則存在規(guī)律的空間和時(shí)間平移不變性(弱作用不符合CP聯(lián)合對(duì)稱,則暗示了正變反,右旋進(jìn)變左旋進(jìn)規(guī)律不同,而實(shí)際上正變反,旋進(jìn)方向不變規(guī)律一致,這恰好對(duì)應(yīng)兩眼的情況)則完全對(duì)稱,兩魚的反對(duì)稱性可以明確表明這一點(diǎn)。太極結(jié)構(gòu)中可以挖掘出中心對(duì)稱效應(yīng),也可挖掘出平行鏡效應(yīng)和直角鏡效應(yīng).前者相關(guān)于雙魚,后者相關(guān)于雙s和萬字符號(hào)。 |
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