江棋生:宇称守恒与左右对称毫无关涉

导读:在《揭示宇称变换的真面目》[1]一文中,我们用不动声色的推理,给出了惊世骇俗的结果:宇称变换,并不是空间反演下的波函数变换,而是检测波函数“奇偶性”的一种简单操作;宇称变换,与左右对称毫无关系。

在这篇短文中,我们专做一件事,就是把呼之欲出的下述见解表达出来:所谓宇称守恒,根本不能指称物理定律的左右对称,充其量只是指称波函数的“奇偶性”守恒;所谓宇称守恒定律,根本不是左右对称原理在量子世界中的体现,充其量只是波函数“奇偶性”守恒定律而已。一句话,宇称守恒与左右对称毫无关涉。

可以说,我们的这一见解,已经很具石破天惊的意味。

在揭示了宇称变换的真面目之后,我们当然要进一步追问:量子力学中著名的“宇称守恒定律”到底是一条什么定律呢?

为此,我们先将量子力学教科书中对该定律的介绍转述如下:

如果多个粒子组成的体系的哈密顿算符不是时间t的显函数,并在宇称变换下不变,即有

,                      (1)

则体系的定态波函数就具有确定的宇称:

,                                     (2)

并且,这种由宇称量子数所表征的宇称不随时间而改变,即宇称守恒。其中,量子数+1表征定态波函数的偶宇称,量子数1表征定态波函数的奇宇称。

宇称守恒的意思是,粒子体系定态波函数的宇称在相互作用前后不会改变,作用前其宇称为奇,则作用后依然为奇;作用前其宇称为偶,则作用后仍然为偶。如果相互作用前后其宇称的奇、偶发生改变,那就叫宇称不守恒。

100余年来,宇称守恒被世界物理学界视为左右对称的同义词(宇称不守恒,就是左右不对称);上述宇称守恒定律,曾被公认为“左右对称原理在量子世界中的体现”。

现在,我们既已洞悉宇称变换的真面目,我们自然也就洞悉了“宇称守恒”和“宇称守恒定律”的真面目。下面,是我们对该定律所作出的表述:

如果多个粒子组成的体系的哈密顿算符不是时间t的显函数,且如式(1)所示为“偶函数”,则体系的定态波函数就如式(2)所示,具有确定的“奇偶性”,并且这种“奇偶性”不随时间而改变,即“奇偶性”守恒。式(2)中的+1表征“偶函数”,1表征“奇函数”。

16年前的2009年9月,我们首次把这条定律公开命名为:波函数“奇偶性”守恒定律[2]。2022年5月,我们又在专著中加以重申[3]。

在本文中,我们要给出如下最新断言:所谓波函数的宇称守恒,其实质乃是波函数的“奇偶性”守恒,与左右对称根本不搭界。所谓宇称守恒定律,其实只是波函数“奇偶性”守恒定律,与左右对称风马牛不相及。无疑,所谓宇称守恒定律,完全不具有先前人们所赋予的意义——它是“左右对称原理在量子世界中的体现”。

不妨捎带提一下,所谓宇称量子数,自然也就跟左右对称完全扯不上边;而60多年前曾使整个物理学界为之迷茫的所谓之谜,当然也就跟左右对称是否破缺(宇称是守恒还是不守恒)没有任何关涉,并且事实上近乎无“谜”可言(我们会有另文专谈这件事)。

而更为不妙的是,我们即将撰文指出,这条与左右对称毫无关涉的波函数“奇偶性”守恒定律,其本身能否成立和是否存在,其实都很成问题。

2025年11月25日 定稿于北京家中

参考文献:

[1]江棋生. 揭示宇称变换的真面目. 2025年11月23日发布于微信公众号“阿斗凿墙”、《光传媒》和《民主中国》网刊.

[2]江棋生. 质疑量子力学中的宇称守恒定律[OL]. 序号1512,自然科学—物理学,中国预印本服务系统,国家科技图书文献中心网,2010.09.08.

在网上搜索一下,就能见到这篇文章;或去我的《科学网》博客,也能找到这篇文章.

[3]江棋生. 物理学分立对称性新论[M]. 武汉:汉斯出版社,2022:134. 汉斯出版社关于此书的荐读网页:

https://mp.weixin.qq.com/s/2rlTYJejUuWzWJLNZV7_aQ

转载自《民主中国》

作者 editor30

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