最近,隨著《李正道傳》的出版,為了究竟是誰首先提出了宇稱不守恒這一想法,又掀起一場不大不小的論戰。其實,說不定馬約拉納倒是第一個想到宇稱可能不守恒的人——宇稱的問題曾作為一個令人困惑的純數學問題而出現在他的中微子理論之中。當然,想到了並不等於能證明。
宇稱是一種描述粒子在空間反演變換下性質的物理量。就像我們有的人習慣用右手寫字,有的習慣用左手一樣,基本粒子也具有類似的特性——左旋與右旋。對大多數粒子來說左旋與右旋是對稱的,即如果存在具有左旋的a粒子,就一定也存在具有右旋的a粒子。假如一個具有左旋的a粒子去照鏡子,鏡子裏看到的就是一個具有右旋的a粒子。在粒子的相互作用中,如果以左旋粒子取代同種的右旋粒子而結果不變,這種相互作用就具有左與右的對稱性。粗略地說,這就是宇稱守恒。宇稱隻在弱相互作用過程中會不守恒,而弱相互作用一般都涉及中微子(一種不帶電、質量近於零、自旋為1/2的基本粒子)。一個典型的例子是,在β衰變中釋放出的中微子都是左旋的。也就是說,如果這個左旋中微子去照鏡子,鏡子裏則什麼都沒有,因為右旋中微子根本就不存在。馬約拉納是研究中微子的高手,極有可能已經意識到了中微子的這種高度不對稱性。他30年代初建構的中微子理論雖然與現在普遍接受的理論大相徑庭,卻同樣能解釋迄今為止的所有相關實驗,因而難分高下。如果中微子的靜止質量(物體靜止不動時的質量)為零,則這兩個理論永遠分不出優劣。然而本世紀初一係列有關中微子震蕩的實驗,基本肯定了中微子是有質量的。因而對這兩個理論的最終判定也許已為期不遠了。
除了馬約拉納,還有一個人與宇稱不守恒的發現失之交臂。據馬蓋若在《絢麗的黑暗》裏所說,薩拉姆(abdus salam,1979年以弱電統一理論獲得諾貝爾物理學獎)打從在英國劍橋讀博士時起,就一直對傳統的中微子理論和馬約拉納的中微子理論中的數學結構十分疑惑不解。大約在1956年初,在李政道和楊振寧發表宇稱不守恒的論文之前,有一次他從美國乘飛機回英國,在途中無所事事,於是又開始思考中微子的問題。突然間靈光一閃,想到如果中微子具有最大化的左右不對稱性,即隻有左旋中微子而沒有右旋中微子,那些困擾他多年的問題就能迎刃而解!這其實意味著他的一隻腳已經跨過了通往宇稱不守恒的大門的門檻。薩拉姆一下飛機就趕緊將他的想法詳細寫出來拿給審閱過他的博士論文的派艾爾(peierl)去看。不料派艾爾的回答竟是“我根本不相信在弱核力中左右對稱性會被破壞,我連碰都不會碰這種想法”。薩拉姆並不甘心,又直接聯係“中微子之父”泡利(wolfgang pauli,1945年獲諾貝爾物理學獎)。可是泡利卻警告說,如果他提出如此愚蠢的想法,無異於自毀前程。薩拉姆最終放棄了自己的想法,從而將那扇已經被他打開的大門又關閉了起來。由此可見在科學研究的過程中,提出一個想法固然重要,如何證明這一想法也同樣重要,而能看出一個離經叛道的想法所具有的重要意義並敢於把它發表出來尤其重要。薩拉姆在這次教訓之後有點走向了另一個極端——時常把並不成熟的結論也匆忙發表出來。這當然也無可厚非,終究他曾與一項重大發現擦肩而過。而像馬約拉納那樣視名利如糞土的人畢竟是少之又少的。
馬約拉納的那篇有關中微子的論文能夠流傳於世,還有一段小故事。大約在1932年,他曾經致力於構造一種能涵蓋所有基本粒子及其相互作用的“超級”理論。這和愛因斯坦窮其後半生所追求的大統一理論頗有幾分相似。從這一點上看,也可以說馬約拉納是大統一理論的先驅。可惜的是,他的這個“超級”理論沒能行得通——至少在當時看來是這樣。這篇未完成的宏文被他扔進了抽屜。他的中微子理論僅是這個理論的一個附錄,當然也一並進了抽屜。1933年,由於健康原因,馬約拉納辭去了在羅馬大學物理研究所的職位,開始了長達4年幾乎足不出屋的“閉關”生活。在這四年裏他沒發表過什麼論文,卻完成了一批雜七雜八的小型研究,包括地球物理、電子工程、數學和相對論。到了1937年,在沒有任何征兆的情況下,他突然“破關”而出,去應聘巴勒莫大學的一個教授職位。在應聘要求當中有一條是必須提交一篇論文,於是他就將那篇已經塵封5年之久的有關中微子的附錄拿了出來。這樣才使世人有機會一睹他的極富想象力的中微子理論。馬約拉納的出現大大出乎招聘委員會的預料,也使他們十分為難。因為以馬約拉納在物理界的地位,隻要他申請,這個職位當然非他莫屬。可麻煩的是,此位子早就內定好了是給另外一個申請人的,而且還牽涉到好幾個其他人的升遷。意大利的教育機構最後隻得以馬約拉納實在過於傑出為由,在那不勒斯大學又為他專門設立了一個新職位,才算把這件事擺平了。