宇称不守恒理论对物理学有什么意义？

宇称可以简单地理解为左右对称，宇称守恒指的就是左右交换不变，或者说镜像与原物对称。当你照平面镜时，你和镜子里的像就是镜像对称的。你在镜子外面研究物体的运动可以得到一套规律，若是你研究镜子里的物体运动，也会得到同样的物理规律，这就是宇称守恒。若是镜子外的物理规律和镜子里的物理规律不一样，那就是宇称不守恒。

宇称守恒定律建立在上个世纪20年代，在强相互作用、万有引力相互作用、电磁相互作用中得到了实验的精确检验，之后人们在潜意识中就想当然地认为弱相互作用中宇称也是守恒的。

上个世纪中期粒子物理学中出现了一个τ-θ问题，科学家发现了τ介子和θ介子，两个粒子的电荷量、质量、寿命、自旋等很多固有属性都是一样，很像是同种粒子。可是它们衰变时却具有相反的宇称，这表明它们不是同一种粒子。

李政道和杨振宁梳理当时检验宇称守恒的实验后发现，弱相互作用下宇称是否守恒并没有得到实验的检验。他们提出了在当时看起来非常大胆的一个假设，认为弱相互作用下宇称不守恒，并给出了几种实验检验方案。如果宇称不守恒，τ介子和θ介子就是同一种粒子，困扰粒子物理学的τ-θ问题会立马得到解决。

李政道和杨振宁的论文在1956年发表后，很多人并不看好这个设想，天才理论物理学家泡利愿意出一大笔钱做赌注赌上帝不是左撇子（宇称守恒）。泡利在很多问题上有独到深刻的认识，泡利和别人争论时结果往往是“泡利总是正确的”，然而这一次泡利却大错特错了。

1957年初，吴健雄、莱德曼等人的实验小组各自通过实验发现弱相互作用下宇称的确是不守恒的。消息传出后，迅速引爆整个物理学界。紧接着很多人又设计了很多新的实验，结果都表明弱相互作用下宇称是不守恒的。被人们奉为金科玉律的宇称守恒定律就此被打破。

宇称不守恒被发现后，物理学家之前的努力方向就要发生变化了。有物理学家形容说，之前人们都在敲打墙上的一扇门，现在才发现那只是画上去的一扇门，物理学家还需要去寻找真正的门。正是因为这项发现意义重大，当年他们就获得了诺贝尔物理学奖。从发表论文到最后获奖，前后不到一年的时间，这个获奖速度在诺贝尔奖100多年的历史中是最快的。对比一下其他的诺贝尔奖，从发现到授奖往往要有二三十年的滞后期。比如今年的诺贝尔物理学奖，Mayor和Queloz在1995年发现了第一颗环绕类日恒星转动的系外行星，到今年已是24年。而Peebles对物理宇宙学的研究更是上个世纪六七十年代的事情。

宇称不守恒打开了人类认识宇宙的一道缝隙，之后科学家们通过进一步的研究发现，电荷、时间也并非像之前想象的那样对称。我们生活的宇宙是由物质构成的，若是宇宙大爆炸时产生了相同数量的正反物质，就不会有我们今天的宇宙，也不会有我们人类。对正反物质不对称的研究是当今物理学的一个重要问题，这些不对称的研究可以说就是源于对宇称不守恒的认识。