上一篇文章中我詳細介紹了物理規律的“對稱性”與“守恆量”是有對應關係的，也就是介紹了一個所謂宇宙的終極規律“諾特定理”，這個定理展示了我們世界的對稱性和守恆的關係，如果對這個感興趣可以翻翻上一期的文章，這個定理簡單來說就是物理規律在四個“操作”下會保持不變：
1、物理規律在“時間改變”操作下保持不變，對應的就是：能量守恆。簡單一句話表達就是一個物理規律比如v=s/t，你今天做實驗會得出這個速度公式，明天做實驗依然會得出相同的速度公式，物理規律不會因時間改變而改變。
2、物理規律在“空間改變”操作下保持不變，對應的就是：動量守恆。簡單一句話表達就是一個物理規律比如F=m*a，你在中國做實驗會得出這個牛頓第二定律，你在美國做實驗依然會得出這個規律，也就是物理規律不會因為地點改變就改變了。
3、物理規律在“空間旋轉”操作下保持不變，對應的就是：角動量守恆。簡單一句話表達就是一個物理規律你橫著做會得出一個規律，旋轉一些角度來做，依然會得出相同的物理規律，物理規律不會因為你旋轉了某個角度，物理規律就變了。
4、物理規律在“鏡像”操作下保持不變，對應的就是：宇稱守恆。簡單一句話表達就是物理規律在我們現實世界是這樣，鏡中的世界也會有相同的物理規律，不會因為做了“鏡像”，鏡中的物理規律就發生變化。
以上四個規律中難點有兩個，第一個難點就是如何區分第2和第3的區別，其實第2和第3都是空間發生了變化，第2是空間的位置發生變化，第3是旋轉了下角度而已，空間的位置沒變，這兩者一定要區分開來。
那麼第二個難點就是理解“鏡像”操作，什麼叫“鏡像”，比如你在一面鏡子旁邊拿著一個蘋果，突然你一鬆手，蘋果就會做“自由落體運動”掉落地面，鏡中的蘋果依然遵循相同的“自由落體運動”，而且你要理解一點，“鏡像”操作不具有連續性。
這是什麼意思呢，我們看前面三種操作，第一種操作是“空間位置”變化，請問這個位置可不可以慢慢變，當然可以，因為位移量是一點一點連續增加的，你會發現前面三種操作都是可以連續變化的，唯獨第四種操作“鏡像”不可以。因為一個物體鏡中只有一個狀態與之對應，所以鏡像這個操作不是連續的，直觀表達如下圖所示。可以看出，只有鏡像這個操作，原狀態改變狀態後，只能有一個狀態，其餘三種操作改變狀態後都是有無數個狀態與之對應。
直覺告訴我們，鏡中的世界雖然和我們左右相反，但是物理規律肯定和我們的現實世界一模一樣的，如果你懷疑鏡中世界的物理規律有可能和我們現實世界不一樣，你可以做實驗來檢測，比如你在鏡子旁邊踢足球，然後看看鏡中的世界足球是如何運動的，是否符合牛頓第二定律等等。
不過通過做以上實驗其實還不足以說明“鏡中世界”和“現實世界”物理規律絕對一致，有沒有啥方法可以直接證明呢？這就要談到我們人類目前發現的“力”，我們目前發現大自然有四種基本作用力：電磁力、引力、強力、弱力。
引力是最直觀的，這個不用解釋，地球人都知道。
電磁力是啥？其實電磁力是我們日常生活非常普遍的一種力，比如小編正用電腦打字，桌子給予了電腦支持力，不過這個支持力的本質其實還是桌子和電腦底盤接觸部位的帶電荷產生的“庫侖力”，而且像比如摩擦力、壓力等等都是電磁力。好了引力和電磁力都是和我們日常生活經常見到的力，也沒啥解釋的了。下面我來解釋下強力和弱力，這兩個力屬於微觀世界的力。強力就是比如質子和中子之間的作用力，弱力就是導致一些放射性元素衰變產生的力。
首先我們要明白一點，在楊振寧當時的物理發展情況下，人們已經把“引力”、“電磁力”、“強力”都進行了剛剛說的四種“操作”（時間變化、空間變換、旋轉角度變化、鏡像），發現物理規律的確是不會變的，而且針對弱力，也校驗了時間變化、空間變換、旋轉角度變化這三種操作，發現操作後物理規律依然是不變的，就只剩一個：弱力下做鏡像操作，物理規律是否變化。
當時物理學家為啥針對這個事情漠不關心都懶得去證實是否正確呢？因為首先這個事情是發生在微觀領域，也就是說需要一定的實驗儀器來幹，驗證宏觀物體的宇稱是否守恆相對簡單點，但是進入了量子力學層面，所有的實驗都要對儀器有要求的，而且校驗的難度非常大，所以驗證這個事情不是所有科學家團隊都想去幹。
還有一個原因就是慣性思維，大家都覺得守恆和對稱的關係，肯定是正確的，前面99%的都校驗了的確是沒問題的，不可能在弱力下做鏡像操作物理規律就變了，這就好比於我們照鏡子，我們舉起右手的時候，鏡中的你肯定是舉起的左手對不對？這個印象對我們來說實在太正常了，已經內化為我們直覺，我們內心認為肯定會正確的。因為做這個實驗一來費勁、二來覺得沒必要，所以幾乎當時所有的物理學家都很想當然的認為“弱力”下做鏡像操作物理規律肯定也是不變的。
不過楊振寧和李政道不一樣，他們極具批判精神，居然敢挑戰我們的“守恆”定律，因為一旦弱力下做“鏡像操作”如果物理規律不變，那麼必然會得出結論“宇稱守恆”。楊振寧的研究領域恰好是微觀領域，在當時的微觀世界有一個實驗非常奇怪，那就是著名的“θ-τ介子謎團”。θ和τ這兩個微觀粒子的電荷、質量、自旋等等物理參數居然完全一致，很明顯這兩個粒子就是同一個粒子，但是這兩個粒子的衰變產物卻不同，θ粒子衰變後會產生2個π介子，τ粒子衰變後會產生3個π介子，本來同一個粒子有兩種或者以上的衰變產物這並不稀奇，但是令人頭疼的是這兩個衰變的產物的宇稱是不一樣的，說明這兩個粒子又不是同一個粒子。那到底這兩個粒子是不是同一個粒子，就成為了一個謎團。
這個謎團最終還是楊振寧和李政道解決了，如何解決了，只需認為在“弱力”下做鏡像操作，物理規律會發生變化即可，也就是弱力作用下是宇稱不守恆的，那麼這樣一來θ和τ其實就是同一個粒子，而衰變宇稱為啥不一樣，因為宇稱本來在弱力下就是不守恆的。
表面上看楊李二人只是放棄了一個“守恆定律”從而解釋了這個現象。但是你要知道，當時“守恆定律”在幾乎所有物理學家眼中都是鐵一樣的定律，如果遇到一個現象無法解釋，一般物理學家不會去放棄守“恆定律”，比如這個θ-τ介子謎團，一般物理學家會這樣解釋：之所以衰變後的宇稱不一樣，是因為這兩個粒子衰變後產生了一種新的產物，這種新的產物還沒被我們發現，所以導致我們統計衰變後的產物有殘缺，自然統計出來的宇稱就不守恆了（因為當時中子是如何發現的？就是發現某個物質衰變後統計產物發現能量居然不守恆了，當時有人也提出也許這種情況下能量就是不守恆的，但是泡利堅持認為並非能量不守恆，而是衰變的產物沒統計完，最後果然發現了“中子”）。
所以在前有“直覺”幫忙忽悠，後有“中子發現歷史”的情況下，楊李二人還能摒棄一切思維慣性和直覺，堅持自己的觀點並聯合有“東方居里夫人之稱”的“吳健雄”女士來一起做實驗驗證，實在是難能可貴。當實驗證明“弱力作用下宇稱的確不守恆”時，整個物理學界震驚了，這個震驚程度一點不亞於當年“愛因斯坦說時間和空間是相對的”帶來的震驚。
這就好比於說在微觀世界裡面，你站在一面鏡子面前舉起了左手，鏡子裡面的你居然也舉起了左手，這想象都令人不寒而慄。所以大家可以體會到楊李二人為啥能獲得諾貝爾物理學獎了吧，而且是發表這個成果的當年就獲得諾貝爾獎的，這個獲獎速度可以說是史無前例了，因為這個成果的發現含金量太高。
這個成果讓人類第一次認識的我們的宇宙竟然不是“嚴格對稱”的，一度讓人類大失所望。這相當於是你是一個古玩愛好者，你得了一個上等古玩特別開心，但是某一天你卻發現，這個古玩上面有點點瑕疵，讓這個古玩變得“不完美”了。這裡的古玩就是我們人類的“守恆定律”，因為如果世界上的四種力都是“能量守恆”“動量守恆”“角動量守恆”和“宇稱守恆”，這是多麼完美的定律，因為每種守恆都對應了一種“對稱”，這是上一篇專門提到的“諾特定律”，如果都守恆，那就證明這個世界一切都是對稱的，這是一個很完美的結論，可惜楊李二人卻發現了這個“古玩”上的瑕疵，讓這個世界不完美了。
事情到此就結束了嗎？不，還沒有，因為發現這個“古玩”有瑕疵，事情才剛剛開始，後面陸陸續續科學家發現，微觀世界的對稱性越來越遭到破壞，粒子和反粒子的行為也不是完全一致的，所以很多科學家都提出一個猜想：宇宙大爆炸之初，就是因為這個輕微的“宇稱不守恆”，導致了“物質”比“反物質”多一些，也就是說如果我們的宇宙是完美的對稱，那麼“物質”數量和“反物質”數量是相等的，正是由於“宇稱”在弱力下不守恆，導致物質比反物質多一些，從而造就了我們現在的各種星系和天體。如果物質和反物質一樣多就悲劇了，因為兩個一相撞就會湮滅。
發展到後面，科學家發現這個“宇稱不守恆”又帶來了一個更令人匪夷所思的事情，時間居然也不是完全對稱的，因為一對光子如果產生撞擊會產生一個正電子和負電子，而一個正電子和負電子結合起來又會產生一個光子，也就是說整個反應過程是可逆的，可逆本身並不稀奇，但是稀奇的地方在於“正過程”和“逆過程”你居然無法區分時間的方向，什麼意思呢，如果一個人從臺階跳下來，你把整個過程錄製成視頻，先正放這個片（命名為A片），再倒放這個片（命名為B片），然後你把A和B拿個一個人看，問他到底哪個片時間是正向流動，哪個片時間是倒向流動，這個人應該能一下子就識別出來。但是剛剛的“光子產生兩個電子，兩個電子又合併成一個光子”這個實驗，如果拿一個高速攝像機去對兩個過程錄像然後產生A和B兩個片，你會發現“正過程”如果發生時間倒流，居然和逆過程是一模一樣的，也就是說時間的方向已經沒有意義了。
正是由於楊李二人打開了微觀世界“不對稱”的缺口，讓我們的這個世界變得“不完美”，從而讓我們認識到了原來我們的客觀世界還有太多的奧秘等待我們去探索，人類對這個宇宙的探索還遠遠不夠。
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