李政道后来在哥伦比亚大学,也是研究生口中的一霸 。后来也拿了诺奖的史蒂文·温伯格当年在哥伦比亚大学读研,说李政道演讲的时候,他都不敢中途去上个厕所 。同样是后来拿了诺奖的丁肇中也记得,自己1963年见到李政道,跟他讲自己的博士论文,李政道听了几分钟,就跟丁肇中说,你做的工作里面没有多少物理 。
两个暴脾气的人一共相处了8个月 。李政道就跳槽去了加州大学伯克利分校,杨振宁当时也给他写了推荐信 。没过多久,杨振宁又向奥本海默推荐了李政道,于是李政道也来了普林斯顿高等研究院 。两人比邻而居,杨家住在古德曼路3F,李家住在3E 。两人一起工作,很快合写了两篇统计物理的论文 。两家孩子也在一起玩,还拍过一张两家的大儿子在一起洗澡的照片 。
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1957年10月,杨李两家人在普林斯顿高等研究院
那两篇合作论文还引来了爱因斯坦 。爱因斯坦读到那两篇统计物理论文,主动约他们问一些相关的细节 。
杨李二人终于第一次和爱因斯坦相约见面 。此前他们谨慎克制地不去打扰那个神一般的物理学家,以至于杨振宁自己跟爱因斯坦甚至没有一张合影,倒是他的大儿子杨光诺有一次和爱因斯坦遇上,合照了一张 。
那是一场粉丝的偶像见面会 。杨振宁当时情绪过于激动,过后几乎想不起具体和爱因斯坦谈了些什么,只记得爱因斯坦说话声音很低,英语有口音,还夹杂了不少德语词汇 。
李政道则记得更多谈话内容的细节,他本来想带手头的一份爱因斯坦作品《相对论的意义》请他签名,但最终没这么做,为此后悔良久 。分别时,爱因斯坦握了他的手说,“祝你们未来在物理上成功 。”爱因斯坦的手又大又温暖 。还有,杨振宁后来回忆这次会面,竟然忘记了李政道也是一同去的,真是有意思 。
奥本海默那时候正想改革普林斯顿高等研究院,他不喜欢研究院里总是散落着一个个孤零零的老头子,沉默徘徊着思考自己的难题 。他希望一是多招点年轻人,二是促进研究院里面的合作和交流 。
杨李二人正是奥本海默理想中的图景 。奥本海默曾说,他看到杨李走在一起,便心生骄傲 。两个极端聪明的年轻中国人在一起,语速极快地激烈讨论,他们用黑板和纸笔推演,甚至用手指在空气中凌空计算 。许多物理学家都对这一幕印象深刻 。
这样的亲密合作,持续到他们因宇称不守恒而共同获得诺贝尔奖 。
宇称不守恒
要讲“宇称不守恒”,还得从“θ-τ粒子之谜”讲起 。
1950年代,实验物理学家们用高速质子去轰击各种物质,然后记录产生的各种“奇异粒子” 。θ粒子和τ粒子就是这样发现的 。从各种实验数据来看,θ粒子和τ粒子的很多性质都相同,它们的寿命差不多,质量差不多,电荷一样,自旋也一样 。
但是,θ粒子会衰变成2个π介子 。τ粒子则会衰变成3个π介子 。
到底是同一种粒子发生了两种衰变,还是自然界里真的存在几乎一模一样的“双胞胎粒子”?
杨振宁打过一个比方,那时候所有物理学家就像在一间漆黑的屋子里摸索出口,所有人都坚信出口一定存在,但到底往哪个方向找呢?
杨振宁和李政道摸索的方向,是物理学“众神”们虽然也想到过、但却不相信会成功的方向 。
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杨振宁和李政道在普林斯顿高等研究院的办公室里讨论问题|普林斯顿IAS
说实话,物理学家们希望这两粒子其实是同一种,但根据当时被广泛认可的物理定律去分析,无论如何都会得到“不可能是同一种粒子”的结论 。
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