不要太相信專家

五十年代初期,我們的問題是:找出能解釋貝塔衰變(beta decay)的正確理論。這牽涉到兩種粒子,一種名叫「濤粒子」(以希臘字母τ代表),另一種叫「非他粒子」(以θ代表)。它們的質量差不多一模一樣,可是一種會蛻變為兩個「派粒子」(pion):另一種則蛻變為三個派粒子。其實它們並不只是質量差不多,而且壽命也一樣,真是個奇怪的巧合。於是大家都很關心這問題。

在我參加的一個會議上,有人報告說,從迴旋加速器生產出來的濤和非他,即使在不同角度測量或是粒子的能量不同時,它們的產量比例始終不變:總是多少個濤對多少個非他。

當然,其中一種可能性是:兩者實際上是同一種粒子,只不過它有時蛻變為兩個派粒子,有時蛻變為三個。但沒有人會贊同這個想法的,因為物理學裡有個定律叫「宇稱規則」——那是建立在「所有的物理定律,其鏡中影像都是對稱的」的假定上。因此,任何東西要不就蛻變成兩個派粒子,要不就蛻變成三個。

那時候,我還有點搞不清楚情況,我總是有點落後。

其他人好像都一副很聰明的樣子,我感覺我追不上。會議期間,我跟布洛克(Martin Block)住同一房間,他是個實驗物理學家。一天晚上,他對我說:「你們幹嘛那麼死守著宇稱規則?也許濤粒子和非他粒子根本是一而二、二而一。假如宇稱規則錯了會怎樣?」

我想了一下說:「這就等於說,宇宙定律會分為左旋(left hand)或右旋(right hand)兩種,也可以用某些物理現象來定義右旋了。我也不覺得那會有多可怕,雖然那一定有些什麼不良後果,我不知道。你為什麼明天不問問那些專家?」

他說:「不,他們不會聽我的,你來問。」

不敢面對問題

於是第二天開會時,當我們談到濤—非他大謎團時,奧本海默說:「我們應該聽些新一點、怪一點的意見。」

我便站起來說:「我是替布洛克問這個問題的:如果宇稱規則錯了,會有什麼後果?」

之後葛爾曼經常笑我,說我當時沒膽量用自己的名義問問題。但事實上那不是原因。真正的原因是,在當時我就感覺到那可能是個很重要的想法,誰提出這個問題,往後很可能會名留青史。

李政道站起來,回答了一些很複雜的東西,而按例我又是不太聽得懂。會議快結束時,布洛克問我李政道說了些什麼,我說不知道,但就我所知,這問題還沒有答案——還是有可能發生的。我不認為可能性會很高,但我覺得那是有可能的。

拉姆西(Norman Ramsey)問我他應不應該做個實驗,尋找宇稱不守恆的例子。我說:「最佳回答是,我跟你賭五十比一,你什麼也找不到。」

他說:「那對我而言,機會已經夠高了。」但他始終沒有進行那個實驗。

總之,後來吳健雄以實驗證明了宇稱也有不守恆的時候,而這替貝塔衰變理論帶來了許多新的可能性,也啟發了一大堆其他實驗。有些證明了從核子出來的電子,有一部分飛向左邊、一部分飛向右邊;更有其他形形式式的實驗,全都是跟宇稱有關的有趣發現。然而數據是那麼的混亂,根本沒有人能夠把東西拼湊在一起。

期間在羅徹斯特舉行了一個會議——一年一度的羅徹斯特研討會(Rochester Conference)。我還是事事落於人後,而李政道已在發表關於宇稱不守恆的論文。他和楊振寧作出宇稱並不守恆的結論,現在他正提出解釋這現象的理論。

會議期間,我住在我位於西瑞橋斯(Syracuse)的妹妹家。我把論文帶回家跟她說:「我搞不懂李政道和楊振寧說的東西,這全都那麼複雜!」

「不,」她說,「你的意思並不是說你無法弄懂它,而是你沒有發明它。你沒有用你的方法,從聽到線索開始做起,把它推演出來。你應該做的是想像自己重新在當學生,把這篇論文帶到樓上去,逐字逐句地讀,檢查每一條方程式。然後你就什麼都弄懂了。」

我接受了她的建議,把那東西從頭看到尾,發現它真的很明顯簡單。我只是一直害怕去讀它,總覺得它太深奧。

「我全部明白了。」

這篇論文提醒了我很久以前做的一些研究,那是跟左右不對稱方程式有關的。現在再來看李政道的方程式,我發覺他的答案比較簡單:所有東西都是左旋耦合的。就電子及渺粒子(muon)來說,我的推論預測跟李政道的一樣,除了我把某些加減號顛倒過來而已。當時我沒想到:其實李政道只不過討論了最簡單的渺粒子耦合例子,並沒有證明所有渺粒子都向右旋;但按照我的理論,所有渺粒子會自動右旋。因此,事實上我的推論比他的更上一層樓了。

我的加減號跟他用的顛倒,但我沒意識到我其他部分全都弄對。

我又做了幾項預測,全是些還沒有人想到過用實驗驗證的情況。可是當我考慮中子和質子,進行計算時,我的結論無法跟當時已知的中子與質子數據互相印證。這部分有點兒麻煩,不好弄。

第二天回到會場,有個叫凱斯(Ken Case)的大好人,把他發表論文的時間分了五分鐘給我,讓我報告這些新想法。我說我相信一切都是左旋耦合,又說電子和渺粒子的正負號用反了,此外我還在努力解決中子的相關問題。有些實驗物理學家問了我一些關於我的預測的問題。會議之後那個暑假,我就去了巴西了。

再回到美國之後,我立刻想知道貝塔衰變的研究進展得如何了。我跑到吳健雄在哥倫比亞大學的實驗室,但她不在,另一位女士給我看了一些數據,卻沒有幫助。在我的模型中,電子在貝塔衰變中應該都是左旋的,可是實驗顯示有時出現右旋的情況。全都對不起來。

回到加州理工,我問那些做實驗的,貝塔衰變情況到底如何了。還記得詹森(Hans Jensen)、維普斯塔拉(Aaldert Wapstra)以及貝漢姆(Felix Boehm)三人請我坐下來,一五一十地告訴了我其他人的實驗結果以及他們得到的數據。由於我很瞭解他們,知道他們用心的程度,因此我比較看重他們的數據。他們的實驗結果還蠻一致的,但加上其他實驗室的結果,就變得亂七八糟了。

最後,他們把一切數據都交給我說:「目前情況是那麼的混亂,甚至一些已定論多年的理論都被懷疑了,像中子的貝塔衰變是否仍是S和T。一切都亂七八糟。葛爾曼說那可能是V和A。」

我從小板凳上跳起來:「那麼我全——部——都明白了!」

他們以為我在開玩笑。但我在羅徹斯特會議碰到的困難,正是在中子與質子蛻變時,除了好像應該是V和A而不是S和T之外,其餘一切理論都吻合了。因此,現在我的理論完備無瑕了!

上一章目錄+書簽下一章