李政道過世 大天才與小遺憾

物理學家李政道以98歲年紀過世了。他是當代最重要的物理學家之一，也是毫無疑問中國最耀眼的科學大天才。李政道一生的科學成就很多，但最重要就是兩個關鍵字：宇稱不守恆、楊振寧。此間沒什麼人有興趣，其實是科學史上最耀眼，也最讓人嘆息的一頁。

宇稱，parity，翻譯名稱很奇怪，其實就是空間位置反轉下的狀態變化。以量子力學來說，反轉以後如果波函數沒變，宇稱就是1，而如果差了一個負號，就是-1。宇稱反轉又是什麼？跟鏡像類似，只是再旋轉兩個180度，也就是一種點反射，（x,y,z)變成（-x,-y,-z）。

至於弱作用力，乃四種物理基本力之一，前三種是強作用力、電磁力與重力比較好理解，弱作用力乃中子衰變牽涉的力，作用距離很短，力道也非常小，因此最晚被發現。

最早提出弱作用力概念的是義大利籍，後來移民美國的物理學家費米，大家在電影《歐本海默》裡有看到。費米當時就在芝加哥大學任教，於是楊振寧就去芝大找他當學生，但說是因為費米主持那個屬於國防機密的實驗室，楊振寧不能進入，後來便找泰勒當指導教授。

楊振寧到芝大後過了2、3年，李政道也去了，乃吳大猷推薦。楊振寧與李政道一生最感謝的人，除了爸媽，應該就是吳大猷了，是他發掘了他們，並送到美國，才有後來的諾貝爾獎得主。

楊振寧就在芝大與李政道碰頭，在量子力學的黃金年代一起做了幾十篇研究論文，最高潮就是1956刊登在《物理評論》的〈弱作用下的宇稱守恆問題〉，隔年就得到諾貝爾物理獎，這幾乎是史上最快，一般都要等待科學界確認科學成就一陣子。

研究起源是這樣，當時有一個「τ與θ謎題」，也就是τ與θ兩個粒子，質量與壽命一樣，卻分別衰變成兩個與三個π粒子，而π粒子的宇稱是-1，因此τ與θ的宇稱，等於所有π相乘，一個負負得正等於1，另一個則是-1，而依據宇稱守恆原理，顯然它們必須是不同粒子，才會如此。

問題是，兩者的質量與壽命完全一樣啊，要說是不同粒子真的很牽強。就在這時，配樂響起，楊振寧與李政道出場了！他們想到了：或許，在弱交互作用下，宇稱並不守恆！

只是，要怎麼驗證？楊李兩人想到了可以用β衰變來檢驗，看看發射出來的β射線是否有方向性，如果有，就是違反了宇稱守恆。只是，要測量什麼數據？如何簡化？兩人計算好久，後來發現，只要計算一個膺標量，σ×P，σ是核自旋，P是電子動量，就可以了。

上述的研究過程，包括宇稱不守恆與膺標量，以及論文初稿，到底是誰先提出與完成，在幾十年後兩人寫回憶錄，竟然有了不同說法。我看了半天的感想是，李政道一開始就投入基本粒子的研究，在物理上的創見也很厲害，而楊振寧的數學比較好，應該是李政道想到了物理概念，由楊振寧幫忙完成。

結果兩人竟然就為了論文掛名的先後順序，吵了起來。從得諾貝爾獎之前，一直到後來，都有這個問題；按英文字母順序，李政道應該排在前面，但楊振寧要求排在前面，理由是年紀比較大，而且貢獻也比較多；李政道有時覺得可以，後來想想又覺得不對，終於在1962，因為《紐約客》雜誌的一篇科普文章，楊振寧為了文章提及兩人的順序再次有意見，李政道忍無可忍，就跟楊振寧鬧翻，從此不再合作。

楊李的鬧翻，不只是科學史的最大遺憾之一，也是「大科學家卻有孩子氣」的例子之一。（作者為醫師）