吴健雄和宇称不守恒实验

李政道

1997年2月16日，杰出的物理学家吴健雄教授逝世了。她是20世纪最杰出的物理学家之一，在实验物理学研究上取得了伟大的成就，对当代物理学的发展起了极重要的推进作用。

健雄出生于1912年5月31日。1934年从中央大学毕业后，第一年在浙江大学，第二年在中央研究院物理研究所工作。1936年，到加州大学伯克利分校学习。在拿到物理学博士后，教了两年书，然后在普林斯顿大学作深入的研究。1944年，她加入哥伦比亚大学，以后一直在那里从事教学和研究。

吴健雄最重要的实验——守称不守恒实验是在1956年间进行的。在物理学中，宇称守恒是指，除了左右不一样以外，它们以后的发展应该完全一样。可是健雄的实验结果表明，宇称守恒的观点与自然现象是不符合的。

下面是健雄的回忆。

1956年早春的一天，李政道教授来到我的小办公室……他向我解释了τ-θ之谜,以及它如何引起在弱衰变中宇称是否守恒的问题。他说,如果τ-θ之谜的答案是宇称不守恒,那么这种破坏在极化核的β衰变的空间分布中也应该观察到;我们必须去测量赝标量……

在李教授的访问后,我把事情从头到尾想了一遍。对于一个从事β衰变物理的学者说来,去做这种至关重要的实验,真是一个宝贵的机会,我怎么能放弃这个机会呢?

那年春天,我的丈夫袁家骝和我打算去日内瓦参加一个高能物理国际会议,然后到远东去旅行讲学。我们两个都是在1936年离开中国的,正好是在20年前。我们已经预订了伊丽莎白王后号的船票。但我突然意识到,我必须立刻去做这个实验,在物理学界的其他人意识到这个实验的重要性之前首先去做。虽然我感到宇称守恒定律是错误的可能性不大,但是我迫切要作一个明确的测试。于是,我请求家骝让我留下,由他一个人去。幸好,他完全理解事情的重要性,同意一个人离开。

我跟她谈话是在1956年4月底5月初的时候，做这个实验需要低温务件，但她自己没有这样设备的实验室。于是，她写信给美国国家标准局低温组的领头人安布勒。安布勒7月份回信对健雄说，他要度假，9月份才回来。于是，从5月到9月之间，健雄就在哥伦比亚大学把探测的仪器做起来，同时生长硝酸铈镁晶体。到9月他们开始合作时，健雄的准备工作已经相当充分了。

到圣诞节末实验结果已经出来了，跟理论完全符合，按说应该可以发表了。但是，真正的实验科学家并不因为理论家说“very good”就完事了。在这之后还要重复再做，检查是不是有错误。1957年1月2日到8日，是宇称不守恒实验最困难的时候。霍普斯就睡在仪器旁，其他人住在旅馆。一有事就打电话，无论什么时候，马上就去实验室。

1月15日下午，哥伦比亚大学物理系召开了一个新闻发布会，宣布宇称守恒的基本定律出人意料地被推翻了。第二天，《纽约时报》的头版头条的标题是：“物理的基本概念被实验推翻”。这一新闻在公众中爆开，迅速传遍全世界。

我们对于物理世界的结构的认识的突然解放压倒了一切，沿着这一方向的科研活动以前所未有的步伐前进。

物理实验的发展常常与技术的进步联系在一起，有时甚至是同步的。宇称不守恒实验的情况则不同，当时它并没有受实验技术的制约，而是受到物理观念的制约。虽然，在过去有关β衰变的著作里，宇称等选择定则用得很多，也都与实验很符合，可是人们并不知道这些实验其实跟宇称守恒一点关系都没有。所以，当吴健雄的实验结果一出来，大家的观念变了。

1956年我和杨振宁在理论上建议了宇称不守恒，而实验上的确定是健雄做的。他的文章于40年前的2月15日发表在《物理评论》上。紧接着她的论文，加温、莱德曼和温里克发表了π的μ子衰变和μ子的电子衰变，得到了同样的结论。在同一卷的第1681页，还有特莱格迪和弗里德曼的文章，等等。在以后的半年之内，大概有几百个这方面的实验出来。

【相关链接】

①1957年的诺贝尔物理学奖颁发给了提出宇称不守恒理论的物理学家李政道、扬振宁，但是，没有颁发给在实验上确定这一理论的科学家吴健雄。原因是吴健雄这一实验是与美国国家标准局的其他几位科学家共同完成的，其中最主要的是安布勒。一些人认为没有他们的低温原子核极化技术，实验就不可能完成，把实验的功劳归于吴健雄是不公平的。（张田勘《诺贝尔奖的公平与不公平》）

②对于自己没有得到诺贝尔奖，吴健雄显得很坦然，“我的一生，全然投身于弱相互作用方面的研究，也乐在其中，我从来没有为了得奖而去做研究工作。”“但是，当我的工作因为某些原因而被人忽视，依然是深深地伤害了我。”今天的我们不难感受到言语间些许的遗憾，这位被称为“物理科学的第一夫人”的伟大女性、科学家把自己受到的伤害长久地、深沉地藏匿起来。（张守涛《名校大师鲜为人知的另一面》）

（1）下列对材料有关内容的分析和概括，最恰当的两项是（ ）（5分）

A.吴健雄事业心很强，当她意识到宇称不守恒实验的重要性，就马上做出决断，放弃旅行讲学等事情，全身心投入实验之中。

B．吴健雄的实验室没有做宇称不守恒实验的条件，于是她写信向安布勒求助，由于安布勒要度假，只好三个月后才开始实验。

C.1957年1月2日到8日，是宇称不守恒实验最困难的时候，晚上有的实验人员就睡在仪器旁，度过了这段时间实验结果就出来了。

D．宇称不守恒实验结果出来后，人们发现有关β衰变著作里与宇称等选择定则很符合的实验其实和宇称守恒无关，因此这些实验是有问题的。

E．这篇传记引用了吴健雄的一些回忆，交代了不易为人所指的细节，这些和作者了解的情况互相补充印证，收列了很好的效果。

(2)为什么说宇称不守恒实验是重大科学贡献？请结合材料简要分析。（6分）

(3)作者对吴健雄做宇称不守恒实验抱有怎样的态度？请结合材料并简要分析。（6分）

(4)对于自己没有获得诺贝尔奖，吴健雄是既坦然又遗憾，请谈谈你的看法。（8分）

第Ⅱ卷 表达题

五、语言文字运用（20分）

13．下列各句中加点成语的使用，全都正确的—项是（3分）

①对人的教育是连续的过程，强调感化与惩戒并举、引导与规训同步，若是头疼医头脚疼医脚，必然会左支右绌，难以奏效。

②一些规则是不受实间、地点和条件的限制的，这样久而久之，就出现了被地中海地区所有国家心照不宣地接受的通则。

③对这起案件，公安机关尚未下结论，舆论反应强烈，网络上出现了各种“帽子”满天飞的情况，各种猜疑风生水起，热闹非常。

④一个异常强大的技术膜拜群，囊括了这个社会的各个群体，他们无不对技术的狂飙突进拍手称快，一时间欢呼声震天动地。

⑤一湖一塔何以负起一个民族厚重的期待？或许是大音希声，或许是重剑无锋，百一十年来，尚无一人能给出一言以蔽之的答案。

⑥各行各业都有很多值得我们学习的榜样，我们要从善如流，以他们为标杆，向他们看齐，不断追求美好的思想品德。

A.①②⑤ B.①③④ C.②⑤⑥ D.③④⑥

14．下列各句中，没有语病的一句是（3分）

A.科学研判经济增长形势，才能理性解读宏观经济数据，这有利于我们保持和提振信心，制定更加有效的应对措施，通过结构调整引领新常态。

B．为解决义务教育失衡问题，各地政府通过探索各种办学模式，优质教育资源得到了扩充，一定程度上缓解了优质教育资源需求紧张的状况。

C.这种理性不单单表现在部分艺术品价格的回落和增速减绥上，最重要的是还表现为藏家购藏作品的标准逐步回归到对艺术的理解上来了。

D.在休假问题上，美国和欧洲情况不同，美国人不像欧洲人那样，充满闲情逸致，把休假等于休息，等于旅游，空城而出，长期不归。

15．填入下面文段空白处的词语，最恰当的一组是（ ）（3分）http://www.xuecan.net/ 

一般来说， ① 填了服从“调剂”的考生的高考成绩达到学校在其所在地的录取分数线， ② 未达到所填报专业的录取分数线，在愿意服从专业调剂的前提下，考生 ③ 被调至没有报考 ④ 还未录取满额的专业。 ⑤ 有些学校的某些专业 ⑥ 录取有相关专业志愿的考生，不接受调剂。

①

②

③

④

⑤

⑥

A

只要

如果

就

但

/

仅

B

如果

不过

可以

/

只是

必须

C

只有

/

才能

而且

不过

会

D

/

但

可能

并且

但

只

16．在下面一段文字横线处补写恰当的语句，使整段文字语意完整连贯，内容贴切，逻辑严密。每处不超过15个字。（5分）

微生物对我们而言并不陌生。我们的祖先发明了酿造工艺， ① ，让我们的生活充满味道和更加丰富多彩。酱香醋滋润，酒醇豆腐香，都是微生物作用的结果。从传统酿造工艺到现代微生物发酵技术，我们自以为对微生物了解很多，比如我们知道了微生物是如何把糖变成了酒，又转化为醋。但事实上， ② ，不到1%。生活在我们体内的微生物细胞和基因组数量远远超过人类，微生物影响并超越我们的生老病死；有一天，人死了， ③ 。

17.下面是一幅名为“书架”的漫画，请简要介绍漫画的主要内容并揭示其寓意，要求语意简明，句子通顺，不超过90个字。（6分）

爷爷的书架 爸爸的书架 妈妈的书架 我的书架

六、写作（60分）

18．阅读下面的材料，根据要求写一篇不少于800字的文章。

他是一名老党员，1964年，响应号召从北京军区转业到新疆生产建设兵团屯垦戍边。半个多世纪以来，面对多次调离边境、与家人团聚的机会，以及物质、名利的诱惑，他为了最初的梦想选择留了下来。他说：“留在萨尔布拉克，守牛羊是守住生活希望，守边防是留住心中念想。”事实上，空旷无比的孤独和寂寞不是人人都可以承受的，何况艰苦的自然环境，数次经历的生死考验呢？可是，他坚持了下来。人们说，这正是他的伟大之处。

要求：综合材料内容及含意，选好角度，确定立意，明确文体，自拟标题；不要套作，不得抄袭。