我和楊振寧 －－ 尋求真相：李政道答記者問 李政道 楊虛傑

李政道答《科學時報》記者楊虛傑問

（1）問：江才健寫的《楊振寧傳》去年在台灣出版，引起了很大反響。今年可能又將在大陸出版，您對此書的出版有什麼評論？

（1）答：此書對我和楊振寧在物理研究上的合作，以及對我本人人格的很多描述都與事實不相符合。楊振寧是想通過此書重寫歷史，通過對我進行誣衊和貶低來索取根本不屬於他的榮譽。在一本傳記中對別人進行如此集中的歪曲和誣衊是非常罕見的。我讀了之後感到十分震驚和憤怒。

（2）問：書中有關您和楊振寧的關係的記述，成了人們關注的焦點，甚至超過了書的其他內容。您認為其中原因何在？

（2）答：此書用了聳人聽聞的煽動性的手法，篡改歷史。楊振寧利用此書，製造不真實的故事，企圖抹煞國際科學界早已公認的、我對物理學發展的貢獻。特別是，書中關於宇稱不守恆思想的突破的敘述，更是採取了歪曲事實、製造謊言的手法來抬高楊振寧，貶低我本人。這樣的行為在世界科學史上很可能是空前的；這樣的傳記寫作手法在歷史上也是極為少見的。因此,該書當然會引起人們的注意。其實，這都是楊振寧和傳記作者共同謀劃的。這一點傳記作者在後記里也已經講了。他們這樣做是各有各的目的。

（3）問：李楊合分，癥結所在，據一般人看來，是由於你們之間的下述爭論：獲諾貝爾獎的論文的思想，即弱作用中宇稱不守恆這一思想的突破，是你們二人中誰第一個提出來的。據楊振寧的說法，是他“在一個節骨眼上，我（指楊自己）想到了…”還說你先是反對這種觀點，經過他的說服後才同意的[1]。您認為這種說法符合事實嗎？您能不能說明一下您知道的事實真相？

（3）答：楊振寧的說法與事實不符。事實是，宇稱不守恆思想的突破是我在1956年4月上旬獨立地做出的，與楊振寧無關。

當時的情況是這樣的：

1954、55年，θ-τ之謎已成為物理學界關注的焦點。這裡我想先簡單地解釋一下當時的θ-τ之謎。50年代初從宇宙線里觀察到兩種新的粒子，θ和τ。它們具有很不同的衰變模式。θ衰變為兩個π介子，τ衰變為三個π介子。因為奇數個π介子的總宇稱是負的，而偶數個π介子的總宇稱是正的。所以從θ和τ的衰變模式可以決定θ的宇稱是正的（稱為標量），而τ的宇稱是負的（稱為贗標量）。奇怪的是到 1954、55年，經過很精密的實驗測量，發現在實驗的精確度內θ和τ這兩個不同宇稱的粒子居然有完全一樣的壽命和質量。

那時候，從θ、τ的衰變模式，不僅可以決定它們二者的宇稱不同，也已知道這類的衰變是通過弱作用力實現的，因而可用理論計算來估計它們的壽命。假使τ和θ 是不同的粒子，τ的壽命應該比θ的壽命長很多，約一百倍。可是實驗結果是τ和θ的壽命幾乎完全一樣。而且，假使τ和θ是不同的粒子，為什麼它們的質量也會幾乎完全一樣呢？如果認為它們是同一個粒子，它們怎麼會具有完全不一樣的宇稱呢？

為解決這一問題，物理學界曾提出過各種不同的想法，但都沒有成功。50年代時，粒子物理學領域，每年都舉行一次國際性的綜合學術會議，地點在美國紐約州的羅徹斯特（Rochester）大學。因而，這個很重要的會議就被稱為羅徹斯特會議。凡是要參加會議的，必須收到邀請才行。在1956年4月3－7日的羅徹斯特會議上，也討論了θ-τ之謎這個問題。當時在會議上已經有人提出，包括我和楊振寧，是否在θ和τ的衰變中，宇稱可能不守恆？但是，會議上的這些討論都沒有達到任何結論。要了解這是為什麼，是什麼原因造成了這種情況，我需要介紹一下當時宇稱守恆問題的背景。

宇稱守恆是當時公認的一個重要物理定律。宇稱守恆的基礎是“左右對稱”，而“左右對稱”一向被認為是物理的公理。從經典物理學開始到近代物理學（包括力學、電磁學、引力場、弱作用理論、原子、分子和核子構造等），一切的物理理論，在1956年 4月以前，都是左右對稱的。因為每一門物理理論都有一大批、一大批的實驗作證明，所以物理學家們想當然地認為“左右對稱”在粒子物理學中也已經被充分證明了，是非常正確的，是自然界的真理。宇稱守恆是天經地義的。

在1956年4月初的羅徹斯特會議上討論時，所有的物理學家都公認，一切已了解的物理都是左右對稱的，是宇稱守恆的。這是毋需討論的。在會議上討論的問題是：在θ、τ衰變過程中，宇稱是否可能不守恆；在當時一切已了解的物理之外，θ、τ是否可作為一個特殊例外，是孤立的一點。

假使θ、τ是同一個粒子，在它衰變過程中，宇稱並不守恆，那會產生什麼結果呢？那結果就是，這同一個（即θ-τ）粒子既可以按宇稱為正的θ模式衰變，也可以按宇稱為負的τ模式衰變。可是這個結果與從一開始就已經知道的θ-τ之謎的現象完全相同。因此，雖然提出了θ-τ衰變宇稱可能不守恆的假設，可是這種假設不產生任何新的物理結果。這種假設與一切其他物理無關。在這種假設提出以前，θ-τ之謎是孤立的一點；做了這種假設以後，θ-τ仍然還是孤立的一點。因為這種假設並不能產生任何新結論，所以這種假設就不能看做是宇稱不守恆思想的突破。這一點物理學界是公認的。

當時我也正在重點研究這個問題，曾做過一些嘗試，但未成功。我記得，在1956年4月3－7日羅徹斯特會議結束後的一兩天，即4月8日或9日，我哥倫比亞大學的同事斯坦伯格（J.teinberger），專程到我的辦公室訪問，討教問題。那時他正在進行不穩定的重粒子的產生和衰變的實驗。他的問題是如何測定這類重粒子的自旋，與θ-τ之謎無關，和宇稱不守恆也無關。在談話的過程中，我忽生靈感，突然很清楚地明了，要解決θ-τ之謎，必須先離開θ-τ系統，必須假定θ-τ以外的粒子也可能發生宇稱不守恆的新現象。我發現，用斯坦伯格實驗中重粒子產生和衰變的幾個動量，便能很簡單地去組織一個新的贗標量。用了這θ-τ以外的贗標量，就可以試驗θ-τ以外的系統宇稱是否不守恆。而這些贗標量，很顯然的，沒有被以前任何實驗測量過。用了這些新的贗標量就可以系統地去研究宇稱是否不守恆那個大問題。θ-τ之謎不再是一個孤立的點，它可以和斯坦伯格正在進行實驗的重粒子連起來，它也可能和其他一切物理整體地連起來。要解開θ-τ之謎，就要去測量弱作用中θ-τ以外的贗標量。我猜想，宇稱不守恆很可能就是一個普遍性的基礎科學原理。這就是宇稱不守恆思想的突破。

當時，我就把這個想法告訴了斯坦伯格，並請他轉告他的實驗組的人，要他們趕快按照我的建議去重新分析實驗數據。斯坦伯格聽了也很興奮。他說，您需要的這些原始實驗數據，其實都已經有了，都記在他實驗組的Log book（實驗工作記錄本）里，可是因為不知道應該如何去分析，所以還沒有將這些數據放在一起分析。之後，他和他的實驗組馬上按照我建議的方法去分析了他們的實驗數據。雖然有跡象顯示出宇稱不守恆，但因數據不夠，不能得出定論。1956年9月份的《物理評論》上發表了他們重粒子實驗的論文，也就是布德（R. Budde ）、克瑞蒂安（M. Chretien）、雷特奈爾（J. Leitner）、塞繆斯 （N. P. Samios）、史瓦茲（M. Schwartz）和斯坦伯格（J.Steinberger）合作的文章[2]。文章中有一部分就是討論我的突破性的想法和他們的分析。他們並在文章里對我“非常有幫助的討論”，即我提出的關於宇稱不守恆的突破性的想法表示謝意。這就是宇稱不守恆思想突破的來源[3]。對這件事，這項實驗的參加者之一，史瓦茲後來曾發表了回憶文章。

史瓦茲（1988年諾貝爾獎獲得者）對上述情形有清楚的回憶。他對我當時提出的建議和宇稱不守恆思想的突破以及事情的經過，都有明確的回憶和文字的記載。其經過和時間都和我1986年發表的回憶完全一致。史瓦茲說：“無論如何，我記得十分清楚，在羅徹斯特會議(4月3－7日)之後，斯坦伯格立刻回到奈維斯（Nevis實驗室），告訴我們，他剛才和 T. D. Lee（李政道）討論，李有一個非常重要的想法。李建議斯坦伯格，讓我們把數據從Φ＝0 到Φ= 2π進行劃分。…… 如果有非對稱性，那麼就會是……宇稱破壞的一個顯而易見的例證” [4]。

這一切完全證明宇稱不守恆思想的突破是首先由我在1956年4月上旬獨立做出的，和楊振寧無關。

1956年4月中旬，斯坦伯格和他的實驗組已有了初步的分析結果。他告訴我，重粒子Λ0的衰變，從Φ=0到π有7個事例，從Φ=π到2π卻有15個事例，多了約一倍。重粒子Σ0的衰變，從Φ=0到π有13個事例，從Φ=π到2π只有3個事例，小了約四倍。當然這些數據不夠，還不能做出宇稱不守恆的斷定。斯坦伯格又說，他估計一年之內，他們可以用布魯克海文實驗室的加速器再去產生十倍多的事例。那就可以完成在Λ0、Σ0這類重粒子的衰變過程中，宇稱是否守恆的決定性的實驗。（事實上，一年之後，1957年斯坦伯格和他的合作者的確就完成了這個決定性的Λ0，Σ0宇稱不守恆實驗並發表在《物理評論》上。）

當時，我覺得很興奮。這個初步的宇稱不守恆的實驗，已充分證明了我的宇稱不守恆思想的突破是正確的，是可行的。宇稱是否守恆的問題不再停留在θ-τ之謎的孤立一點。θ-τ以外的不穩定重粒子Λ0和Σ0也都已經被包括進來了！

1956年4月中至4月底，我努力於完成宇稱不守恆在θ-τ、Λ0、Σ0這類以及所有稱為“奇異粒子”（Strange Particles）的弱作用衰變領域的理論分析和論文寫作。我並和斯坦伯格約好，我的理論分析文章和他實驗組當時的實驗分析文章，即後來1956年9月 15日發表的布德、史瓦茲、斯坦伯格等人的文章，同時發表。當然，弱作用衰變，除了奇異粒子外，還有更大的領域，那就是有五十多年研究歷史的β衰變。這包括中子、π介子、μ子等更多的粒子。我準備在1956年5月初，寫完奇異粒子宇稱不守恆的論文後，立刻開始對它們進行分析。

1956年5月初，斯坦伯格又到哥倫比亞大學我的辦公室，說他剛在布魯克海文實驗室的學術報告會上報告了他們的實驗結果和分析，也報告了我關於宇稱不守恆的建議。楊振寧也在場聽報告。可是他卻在聽眾中強烈反對我關於宇稱不守恆的想法。在那段時期，我和楊振寧沒有合作的工作。1956年4月初羅徹斯特會議結束後，我回到紐約，就沒有再和楊振寧見過面。我聽了斯坦伯格的話之後，就打了一個電話到布魯克海文實驗室，告訴楊振寧說，自從我和他在羅徹斯特會議分手後，我有一個理論上的突破，請他在和我討論之前，不要再把他的反對意見公之於眾。第二天上午，也就是楊振寧所說的4月底和5月初的一天，楊振寧來我辦公室。談了不久，楊振寧說他是開汽車來的，忘了紐約停車的困難，必須下去到街上移動他的汽車。

在哥倫比亞大學周圍的所有街道，因清潔街道的原因，規定每天上午十一時至下午二時，不准停車。因為楊振寧對紐約這些規則不熟，我就陪他離開校區，到北邊 125街。那邊清潔街道的規定是，每天上午八時至十一時不准停車。在125街和百老匯大街交叉處有兩家中國飯館，是我常去的。因為那時候是早晨十一時，飯店尚未開門。我們就在天津飯店隔壁的一家咖啡館先喝杯咖啡，把我最近的工作以及關於宇稱不守恆突破性的想法和斯坦伯格依照我的建議所做的新實驗結果，統統告訴了楊振寧。

楊振寧激烈反對。他說前兩天剛聽了斯坦伯格的報告。斯坦伯格測量的是“二面角”，對這方面，他（楊振寧）曾經研究過，絕對不會出任何宇稱不守恆的新結果。在我們辯論時，隔壁的天津飯店開門了。 (

我是天津飯店的老顧客，就向服務員借了紙和筆。我寫下方程式，畫圖，再次向楊振寧全部重新解釋。我向他指出，斯坦伯格新的分析中用的角度Φ，不是楊振寧想象的二面角，而是我的思想突破所指的新贗標量。二面角是標量，只能從0到π，當然是宇稱守恆的。這新的Φ角度是贗標量，可以從0到π，然後也可以從π到 2π。當Φ在0 到π的區域時，Φ和二面角一樣，可是在π到2π的區域就完全不一樣。用了這樣新的贗標量Φ，通過Λ0和Σ0的衰變過程，如果這二個 Φ區域的事例數不同，那就是明確的宇稱不守恆的證明，據此就可以去測量θ-τ以外的粒子是否也是宇稱不守恆。這是以前別人沒有想到的。這就是我的宇稱不守恆思想的突破。

斯坦伯格實驗組依照我的建議，對Λ0和Σ0衰變中，Φ在0到π和π到2π兩個範圍的事例的數量進行了分析。這個分析在四月份已經完成了。結果這兩個數量相當不同,已經可以看出宇稱不守恆的跡象。可惜，整個實驗的事例數目不夠，暫時還不能下定論，不過已經可以證明我的思想突破是可行的了。然後，我又重複在紙上寫下，剛才在咖啡館口述的斯坦伯格實驗組的初步分析細節。楊振寧慢慢地不再反對了。

午飯後，我們回到哥倫比亞大學我的辦公室時，楊振寧已被完全說服了。他也很興奮。在我的辦公桌上，他看見我正在寫的關於在θ-τ、Λ0、Σ0和其他奇異粒子的衰變中，宇稱可能不守恆的文章。我告訴他，這篇文章將與斯坦伯格的實驗文章同時發表。我也告訴他我正開始預備將這種分析應用推廣到β衰變的領域。

楊振寧說他很願意和我合作。同時，他勸我不要先發表我已差不多寫完的奇異粒子宇稱不守恆的文章。他說，這是非常熱門的突破，應該用最快的速度，將整個弱作用領域一下子都占領下來，這樣可以更加完整。

楊振寧具有高度批評性的眼光，他是一位優秀的物理學家，也是我的好朋友。宇稱不守恆將涉及物理學的各個領域。我認為楊的參加無疑會使最後的成果更加豐碩。因此我接受了他的合作要求，並表示了歡迎。 (

我的決定是對的，我們這個合作是非常成功的。在1956年以前，從經典物理到近代物理，都是對稱的物理。1956年以後，大部分的物理現象都發現有不對稱。不僅是宇稱不守恆和左右不對稱，電荷的正負也不對稱，時間反演也不對稱，真空也不對稱，因而夸克可被禁閉，不同的中微子間可以互相轉換變化，連質子也可能不穩定…。當然，並不是1956年忽然改變了外界的宇宙，而是1956年我和楊振寧發表的宇稱不守恆的文章，改變了整個物理學界以前在“對稱”觀念上的一切傳統的、根深的、錯誤的、盲目的陳舊見解！

1956年我們關於宇稱不守恆的文章帶來了1957年的諾貝爾獎。對我來講，更大的意義，是我有這機會在人類的思想發展史上，做出宇稱不守恆這一基礎性的、革命性的貢獻。這使我深深感覺到自己的幸運和能夠做出突破性貢獻的人生的巨大意義。

證明弱作用宇稱不守恆的決定性的實驗是吳健雄和她的合作者們在1957年1月完成的。關於我是如何做出宇稱不守恆思想這一突破的，以及她們那項決定性實驗是如何由我起的頭，吳健雄也有她很清楚的回憶文章[5]，發表在1972年：

“……1956年早春的一天，李政道教授來到普平物理實驗室第十三層樓我的辦公室。他先向我解釋了τ-θ之謎。他繼續說，如果τ-θ之謎的答案是宇稱不守恆，那麼這種破壞在極化核的β衰變的空間分布中也應該觀察到：我們必須去測量贗標量，這裡p是電子的動量, σ是核的自旋。

“……在李教授的訪問之後，我把事情從頭到尾想了一遍。對於一個從事β衰變物理的學者來說，去做這種至關重要的實驗，真是一個寶貴的機會，我怎麼能放棄這個機會呢？……那年春天，我的丈夫袁家騮和我打算去日內瓦參加一個會議，然後到遠東去。我們兩個都是在1936年離開中國的，正好是在二十年前。我們已經預訂了伊麗莎白王后號的船票。但我突然意識到，我必須立刻去做這個實驗，在物理學界的其他人意識到這個實驗的重要性之前首先去做。於是我請求家騮讓我留下，由他一個人去。……五月底，春季學期結束之後，我於是認真地開始準備這個實驗。……

“……在一月十五日的下午，哥倫比亞大學物理系召開了一個新聞發布會，宣布物理學一個基本定律出人意料地被推翻了。……這一新聞在公眾中爆開，迅速傳遍全世界。正如劍橋大學O. R. 弗瑞奇教授（O. R. Frisch）在那時的一次講話中描述的那樣：‘宇稱是不守恆的 ’這一難懂的語句，像一個新的福音傳遍了全世界。”

下面是楊振寧1982年寫的關於1956年宇稱不守恆的回憶[6] ：

“普林斯頓高等學術研究所的春季學期於4月初結束，我和家人於1956年4月17日到布魯克海文去度暑假。李政道和我繼續保持每周兩次的互訪。這段時間裡，我們是在哥倫比亞和布魯克海文見面。同過去一樣，我們對各種問題都感興趣，但當時我們最關注的自然是θ-τ之謎。我們對下述反應鏈中的角分布尤其有興趣：

π-＋ p →Λ0＋θ0 （1）Λ0 →π-＋ p （2）

R. P. Shutt（舒特）、斯坦伯格和W. D. Walker（瓦爾克）等人研 究過這些反應。他們曾在羅徹斯特會議上報告過研究的結果，會上對這三組物理學家所使用的‘二面角’變量的準確範圍有爭議。

“4月底或5月初的一天，我驅車前往哥倫比亞作每周例行的拜訪。我把李政道從他的辦公室接出來，上了車。我們很難找到泊車的空位。後來，我把車泊在百老匯大街和125街的轉角處。那是午飯時分，但附近的飯館尚未開門營業。於是我們就到左近的“白玫瑰”咖啡館，在那裡繼續討論。稍後，我們在“上海餐館”（據我回憶，是這間餐館，但李政道說他記得是“天津餐館”）吃午飯。我們的討論集中在θ-τ之謎上面。在一個節骨眼上，我想到了，應該把產生過程的對稱性同衰變過程分離開來。於是，如果人們假設宇稱只在強作用中守恆，在弱作用中則不然，那麼，θ和τ是同一粒子且自旋、宇稱為0-（這一點是由強作用推斷出的）的結論就不會遇到困難。這種分離對反應鏈（1）、（2）有特別的意義。李政道先是反對這種觀點。我力圖說服他，因為這種想法可以通過（1）、（2）兩個反應中可能存在的上－下不對稱性而加以檢驗，它就更有吸引力了。後來，他同意了我的意見。

“…，那時，李政道還不大熟悉β衰變現象。他有點按捺不住了，主張把關於反應（1）、（2）的研究寫成短文，先行發表。我不同意這樣做，因為我要把β衰變的計算做完。”

楊振寧回憶中的反應鏈（1）和（2）就是那時候斯坦伯格實驗組正在研究的。楊振寧對什麼是宇稱不守恆思想的突破，和我的回憶是同一個思想，也正是前面史瓦茲1986年發表的回憶文章里所敘述的我的那個想法，也就是史瓦茲說的，在1956年4月上旬“李建議斯坦伯格，讓我們把數據從Ф=0到Ф=2π進行劃分”的分析。所以，楊振寧1982年發表的回憶和我1986年發表的回憶，在對當初1956年宇稱不守恆思想的突破是什麼這一點上是一致的。可是，楊振寧和我對宇稱不守恆思想突破是如何產生的回憶卻完全不同。兩個說法在時間上相差了約三個星期，地點和情況也完全不一樣。

宇稱不守恆的思想突破是完全集中在Λ0和Σ0重粒子的反應過程上。這個思想的可行性必須對Λ0和Σ0的產生和衰變進行分析才可以決定。任何一位理論物理學家，如果忽然有了這樣一個重要的思想突破，一定會立即去找做Λ0和Σ0實驗的小組，去說服他們，請他們趕快按照這個思想突破的建議去重新分析他們的數據。可是楊振寧1982年的回憶文章，和他以後的傳記，完全沒有任何這樣的回憶和敘述。可見楊振寧的上述回憶是不合常理的。為什麼？因為1956年5月初，楊振寧來紐約看我的時候，他明明知道斯坦伯格實驗組已經按照我的宇稱不守恆的思想突破，做過了分析。所以楊振寧的回憶中是不能提這個實驗分析的。