在 19 世紀末至 20 世紀初，物理科學中有兩個相當重大的科學發現：一個是邁克爾遜—莫雷（Michelson-Morley）實驗，它表明，光順著地球轉動和逆著地球轉動的速度是完全一樣的；另外一個是普朗克（Planck）提出的黑體輻射實驗，它表明，熱的東西放光時，會有不同的波長，普朗克對波長的分佈公式提出了一個猜想，這與實驗符合得很好，這個問題用經典的方法是無法解決的。
這兩個發現，即光順著地球轉動和逆著地球轉動的速度一樣和熱的東西發光的光譜，都很稀奇，當時它們同日常生活並沒有什麼關係。可是，從第一個發現產生了狹義相對論，從第二個發現產生了量子力學。到1925年，對這兩個重大科學領域完全瞭解了，並且由此發展了原子構造、分子構造、核能、激光、半導體、超導體、X光、超級計算機等等。假如沒有狹義相對論和量子力學，這些都不會有。從 1925 年之後，幾乎所有的 20 世紀的物質文明都是從這兩個物理基礎科學的發展衍生的。現在，不光是應用，還在廣泛地開發。
關於 21 世紀的科學發展，我主要想講講物理科學的前景，我不敢講其它的科學，就是物理科學的前景也是我個人的看法。我認為，物理科學的發展前景是很好的。為什麼呢？因為目前的情況正像 20 世紀初出現的情況一樣。20 世紀初的兩個著名的科學發現，提出了兩個科學疑問：即光順地球轉動和逆地球轉動時的速度為什麼一樣？如何解釋熱的東西發光的光譜？現在，我們同樣也有兩個疑問：第一，目前我們的物理理論都是對稱的，而實驗表明有些對稱性在弱作用過程中被破壞了（1997年是吳健雄先生做的宇稱不守恆定律實驗的 40 週年紀念，她的文章是 40 年前的2月15日發表的，她是1997年2月16日去世的）；另外一個疑問是一半基本粒子是永遠獨立不出來的。我們現在知道，所有的中子、質子、原子、分子都是由兩類基本粒子組成的：一類是夸克，另一類是輕子。一共有6種夸克，6種輕子。可是這6種夸克，每一個都不能單獨自由行動，從來沒有人觀察到它們可以自由地存在。我們現在認為，理論是對稱的而實驗表明對稱被破壞這個疑問被解答為這個破壞來自於真空。什麼是真空？真空是沒有物質的態，可它仍有作用，有作用就有能量的漲落。這能量的漲落是可以破壞對稱的。為什麼夸克走不出來呢？這和超導類似。超導是抗磁場的，假如有一塊材料沒有變成超導前有磁場通過，一變成超導，磁場就被排出來了。假如有一個圓圈，裡面有磁場，沒變成超導前磁場可以任意進出，一旦變成超導，磁場就走不出來了。我們認為，在真空的漲落中，很可能有單磁子和反單磁子，它們抗量子色動力學的場。我們認為，真空是物理的相對論性的凝聚態，它雖然是沒有物質的態，但卻是有作用的，也是可以激發的。
相對論的重離子碰撞，通過高能量 100GeV/N 的金核和金核相碰撞後，金核可以相互穿過去，在二核中間產生新的真空，這裡面夸克就可以自由行動。這個方面正在研究，這臺對撞機建造在 Brookhaven，1999 年就可以造成，總投資約十億美元。如果真空是可以被激發的，那麼粒子的微觀世界和宏觀的真空就結合起來了。這將是一個新的發展。
在宇宙中，有一種叫做類星體（quasar）的東西，我們不知道它是什麼，它不是普通的星，它的能量來源我們不知道，每個類星體的能量可以是太陽的E15（10^15）倍，這是很大很大的。估計在宇宙里約有100萬個類星體，其中有1000個我們在仔細研究。這個能量絕對不是核能量，太陽的能量來自核能量，它比太陽的能量大得多。類星體的發現是在 1961 年，那年發現了兩個。最早發現的兩個類星體之一，是 3C273 , 3C 是英國劍橋目錄的第三本，273 是其中第 273 星。這個類星體在 1982 年 2 月，一天之內能量增加一倍，這是非常稀奇的，不僅能量大，而且可以一天之內增加一倍。宇宙中還有很大能量的來源我們是不知道的。
另一個在宇宙中的大問題是暗物質。從引力我們知道有暗物質存在，可是用光看不見，紅外、紫外、X-光都看不見。宇宙裡 90% 以上是暗物質。暗物質存在的證明很簡單，拿一個星系（galaxy），在距離這星系中心 r 處，量任何星或星際塵埃（dust）、粒子等的速度 u，M(r) 是從星系中心至 r 間的引力質量。從牛頓定理，離 galaxy 向非常遠，如果 M(r) 不繼續增加，u 應該越來越小，可是事實上不然。拿任何一個星系，u 並不減小，就說明有很多引力質量在裡面。NGC3192 不是單獨的一個例子，現在已測量的有 967 個星系，所有的都是這樣，沒有一個例外。這些暗物質是什麼我們不知道。所以在宇宙中有 90% 以上的物質我們不知道，有極大的能量來源我們不知道。真空有可能被激發。我們研究這個問題的方法是想製造一個狀態，它和當初宇宙開始大爆炸的情況相似。大爆炸開始就是一個激發的真空，製造出這個狀態也許可以使我們測量出它的特性。
在整整 100 年前，湯姆遜（Thompson）發現電子，從那以後影響了我們這世紀的物理思想，即大的是由小的組成的，小的是由更小的組成的，找到了最基本的粒子就知道最大的構造。這個思想不僅影響到物理，還影響到本世紀生物的發展，要知道生命就應研究它的基因（gene），知道基因就可能會知道生命。我們現在發現這並不然。小的粒子，是在很廣泛的真空裡，而真空很複雜，是個凝聚態，是有構造的。也就是微觀的粒子和宏觀的真空是分不開的，這兩個必須同時處理。知道基本粒子就知道真空的觀念是不對的。從這個簡單化的觀點出發不會有暗物質，也不會有類星體這類的東西。我覺得，基因組（genome）也是這樣，僅是基因並不能解開生命之謎，生命是宏觀的。
20 世紀的文明是微觀的。我認為，21 世紀微觀和宏觀應結合成一體。
就如造計算機，是不是越小的集成電路就越好呢？我們可以把集成電路越造越小，小到氫原子，可是我們對氫原子完全懂，這裡不可能再有什麼信息。可能 21 世紀的計算機要的是較大的，是個凝聚態的單位，這裡的信息才更多。20 世紀是越微小越好，我們覺得小的是操縱一切的，而我猜測，21 世紀將要把微觀和宏觀整體地聯繫起來，這不光是影響物理，也許會影響到生命的發展。微觀和宏觀必須要結合起來，這個結合對應用科技可能會有極大的影響。這 20 世紀的科學文化發明在 19 世紀末都是很難想象的！沒有 20 世紀初基礎科學的發展，本世紀的科技應用和開發也沒法產生出來。21 世紀也許會有同樣的發展。目前，微觀和宏觀的衝突已經非常尖銳，靠一個不能解決另一個，把它們聯繫起來會有一些突破。這個突破會影響科學的將來。
讓我看 21 世紀的物理學的前景：激發真空，微觀和宏觀的物理的結合，製造像宇宙開始的狀態，瞭解暗物質，瞭解類星體的能源，瞭解 CP 不對稱的原理。什麼是 CP 不對稱呢？粒子和反粒子，左和右不對稱，就是 CP 不對稱。因為 CP 不對稱，所以我們能夠存在。我們都是由質子和電子組成的，我們宇宙裡沒有很多的反質子和正電子。在大爆炸一開始它們應該是一樣的，所以 CP 不對稱也是一個很重要的問題。
過去十年的突破性進展與引出的難題
80年代中期以來，無論是心理學、認知神經科學還是分子神經生物學，對意識及其神經科學基礎的研究，都取得了較大的進展。心理學家們通過巧妙設計的實驗，以數據為依據客觀地分析了意識和無意識的認知過程；認知神經科學家們應用無創性腦功能成像技術和其他生理學方法在人類被試和猴的實驗研究中，收集了大批科學數據，對意識的腦機制問題積累了相當多的新科學事實；分子神經生物學家們與精神藥理學家們，進一步研究了影響人類意識水平的化學物質及其在腦內的代謝過程。我們首先回顧過去十多年間所取得的研究進展，這是對未來進行預測的基礎。
一、對意識與無意識的認知活動能否進行實驗性分離
機能學派和構造學派心理學家以內省法研究人類的意識活動，相反，行為主義心理學廢除了內省法，利用客觀觀察法研究人類的行為以取代意識的研究。50-60年代，認知學派則綜合了上述兩種方法學原理，提倡用出聲思維一類研究範式分析認知活動中的信息加工過程。70-80年代間認知心理學家們發現注意水平對知覺、記憶等認知活動具有重要制約關係，形成了選擇性注意的兩大理論學說。其理論焦點在於選擇注意發生在信息加工的那一階段，並不關心注意與意識間的內在聯繫。直到80年代中期，認知心理學家和神經心理學家在他們共同關注的記憶研究中，才發現元意識的內隱記憶與有意識的外顯記憶藉助於腦的不同功能系統而實現。隨之，內隱知覺、內隱學習、內隱患維和內隱人格的研究全面開展起來。90年代初，將這些研究成果彙集起來，心理學家們才認識到，外顯知識及其運作的認知活動是意識活動，內隱知識及其自動轉化是人類的無意識的認知活動。[本文由後現代科學公眾號整理，2請勿無權轉載]換言之，直到80年代中期，心理學家們才開始對人類無意識的內隱認知活動進行系統的實驗分析；在此之前的科學心理學，主要研究人類外顯認知活動的規律。
在過去十多年間，心理學家們採用了許多方法對無意識的認知活動進行精細的實驗研究。以知覺為例，最初採用閾下刺激法，將刺激材料以極短的時間呈現，以致被試來不及看清刺激物。隨後將這種閾下刺激物與未呈現過的性質相似的刺激物強合起來，隨機地逐一呈現，記錄被試的知覺反應時，扣除事先閾下呈現過的刺激物的反應時，兩種反應時的差值就是閾下知覺的實驗證據。在這一實驗起式中，閾下刺激呈現後經過意識知覺的測驗，才能間接地表現出無意識的內隱知覺效應。任務分離法也是研究元意識知覺的常用實驗範式，給被試呈現兩類刺激物，一種刺激為目標物要求被試給出選擇反應；另一類刺激則為背景或參考框架，不要求被試給出任何反應。完成這種知覺反應實驗後，改變刺激物，則發現對做過背景刺激的新目標刺激物的知覺反應時明顯縮短。這種反應時縮短的數據也是無意識內隱知覺存在的實驗證據。無論是閾下刺激法還是任務分離法都中介於意識知覺反應時而間接測量，這就難以避免意識知覺對無意識知覺所產生的混雜或汙染，於是過程分離法又應運而生，以便能分離出純無意識和意識兩種不同知覺過理。現在我們先介紹無意識的內隱記憶研究中最常採用的補筆實驗範式，然後再對過程分離法進行簡單解釋。所謂詞幹補筆實驗，就是先讓被試無目的地看一些字詞，並不要求他們做出什麼反應。[本文由後現代科學公眾號整理，3請勿無權轉載]事後再呈現一些英文詞幹或中文的偏旁部首之類的字詞片斷，要求被試以其頭腦中最先閃現出的字詞把詞幹、偏旁、部首填充成字詞。結果發現，先前無意中看到的宇詞對隨後的詞幹補筆作業有明顯的易化作用。多次補筆作業完成的大量字詞中，先前無意中看到的字詞所佔比例比未事先呈現字詞所佔比例的差，就稱之謂詞幹補筆的啟動效應，表明先前出現的詞在被試頭腦中存在著無意識記憶。除了詞幹補筆法，還有知覺辨認法、補筆法，圖形或物體辨認法和填圖法等。通過這些方法對啟動效應的研究結果表明，可將啟動效應粗略分為兩大類：知覺或重複啟動效應與語義啟動效應。進一步研究還發現重複啟動或知覺啟動效應是數據直接驅動的，不受加工深度的影響；而語義啟動效應經語義加工概念而間接驅動，因而，制約於加工深度。前者是典型的無意識記憶，後者與意識記憶間存在相通之處。深入研究又發現，如果採用字詞補筆一字詞辨認、分組詞表、選擇性回答、自由回憶、字符線索回憶等多種方法，則不僅有意識的外顯記憶，而且概念驅動的無意識的內隱記憶，甚至數據驅動的典型無意識記憶都可能受信息加工深度的影響。這就是說意識的認知過程很難與無意識認知過程分離開。直接測驗的意識記憶中包含著無意識記憶過程，間接測驗的無意識的內隱記憶也受到意識加工過程的汙染。心理學家們近年設計的過程分離法，試圖由包容和排除兩類實驗範式所得數據中，分離出純粹的無意識和意識認知過程。在包容（inclusion）實驗範式中，先給被試極快地呈現字詞，隨後要求他們儘可能按模糊所見的字詞完成詞幹補筆作業。這種作業成績中即包含意識認知（C），也包含無意識的認知（U）以及兩者間的交互作用（CU），即其成績由C+U+CU組成。在排除（exclusion）實驗範式中，要求被試絕對不許用預先呈現的字詞去完成補筆作業。[本文由後現代科學公眾號整理，4請勿無權轉載]可見，此時的作業成績已由被試在頭腦中排除了意識的認知成分，僅存在無意識認知（U）及其與意識認知的交互作用CU，即其作業成績為U+CU。將兩個實驗範式的作業成績相減，就會得到純粹的有意識認知過程，即（C+U+CU）-（U+CU）=C；純粹的無意識認知過程由排除實驗成績U-CU除以包容實驗中意識加工以外不發生作用部分（1-C）所得，即（U-CU）I（1-C）=u。假如實驗條件能使被試每次都對預刺激產生明確的意識知覺即C的發生概率為1（或100%），那麼排除實驗中的作業成績必然為零；而包容實驗成績滿分，此時則完全是有意識的認知實驗情境。[本文由後現代科學公眾號整理，5請勿無權轉載]當控制實驗條件，使被試的意識知覺與記憶不能完成全部詞幹補筆作業時，則意識與無意識認知即可用過程分離法如以研究。然而，這種過程分離法真的能把意識與無意識活動完全分離開麼？對此心理學家的看法各異，同時設法找到更好的實驗性分離手段。由此可見，認知心理學家們巧妙構思了多種實驗範式試圖對意識認知與無意識認知進行精細的實驗分析，這與精神分析的理論與方法存在著天壤之別。近幾年認知心理學家們努力吸收神經科學中有效的研究方法，沿認知神經科學的方向把意識與無意識的研究推向新的水平。
二、意識與無意識認知過程的腦結構有何不同
認知神經科學從認知科學中吸收了意識與無意識加工過程的理論概念和實驗範式，從神經科學中吸收了腦功能成像技術和其它神經生理學方法；將兩者有機地結合起來，直接觀察認知活動中腦功能的動態過程，為意識的腦機制積累了許多新科學事實，其中對視知覺和記憶腦機制的研究在過去十年間取得了突破性進展。關於視覺生理機制的知識在過去十年間發生了面貌皆非的巨大變革，視覺已不限於枕葉視區，而是包括額、顳、頂、枕60%以上皮層結構的功能，至少可分30多個功能區及其間數以千計的通路。現已搞清32個腦區之間到多條聯繫。皮層下可分M、P、K三通路，皮層間MD、BD和田三條特異通路和背、腹兩大功能系統的形態與功能研究得更為清楚。這些研究表明意識喚起的腦內視覺表象活動中，高層次腦結構激活區較多；而由現實刺激引起的視覺以低層次腦結構激活為主。但也有些研究發現，參與“想象”與“看見”活動的腦結構並無很大差異。[本文由後現代科學公眾號整理，5請勿無權轉載]有趣的是單側忽視症病人，雖然視皮層正常無損，卻對一側視野的物體視而不知。換言之，單側視野中的物體投射不到意識中來，這是頂葉皮層、額葉皮層、基底神經節等許多腦結構參與的注意朝向網絡發生注意轉移障礙的結果。這可能說明意識的視覺比元意識的有更廣泛的腦結構參與。
記憶腦機制的理論在過去十年間也發生了面貌皆非的巨大變化，記憶再也不是海馬等記憶中樞的特殊功能。許多腦結構構成了多重的記憶系統，間腦和內側顳葉等許多大腦皮層參與了意識的記憶。杏仁核參與情緒性記憶活動，小腦參與快速肌肉運動的記憶活動，紋狀體參與習慣和技能的元意識記憶，大腦皮層感覺區參與知覺啟動效應的無意識記憶。一些腦損傷病人有明顯的回憶和再認等有意識的外顯記憶障礙；但他們的無意識的內隱記憶測驗卻與正常人一樣，說明元意識的內隱記憶與有意識的外顯記憶可以分離。在退行性痴呆的病人中發現，詞幹補筆測驗成績很差，但運動技能學習中的成績卻很好。與之相反，在亨廷頓氏舞蹈症病人中，詞幹補筆測驗成績很好，而運動技能學習成績較差。比較兩類病人腦受傷的部位不同，退行性痴呆病人主要是大腦皮層聯絡區受損，基底神經節正常無恙；亨廷頓氏舞蹈症病人基底神經節受損，而大腦皮層正常。兩種病人腦受損部位不同，兩類元意識的內隱記憶成績出現了雙分離現象。[本文由後現代科學公眾號整理，6請勿無權轉載]這一雙分離現象說明，兩種無意識內隱記憶系統的腦結構基礎不同，運動技能的無意識內隱記憶以大腦皮層和基底神經節的神經聯繫為基礎；而靠視覺、聽覺對宇詞知覺表徵而完成的無意識的內隱憶記，則以大腦皮層特化的特異感覺區和聯絡皮層的正常功能為基礎。
三、單個細胞活動能否產生意識
在過去十年中，我們對如何看待皮層細胞，有令人驚奇的變化。原來，人們相信腦內存在如此數目眾多的細胞（皮層中10^5個/平方毫米，總共超過10^11個），以至於去考慮單個細胞與意識的關係是荒唐而無意義的，故而將大量神經元活動作平均處理是僅有的切合實際的方法。現在，已經實現了清醒行為猴皮層單個神經元的電記錄，以判定它執行模式識別任務的好壞，並將此記錄與同一動物行為反應作比較。行為反應與單細胞活動兩閾限可比較的事實使神經生理學家們大吃一驚，神經元個體並非如很多人猜測的那樣嘈雜且不可靠，而是獨立有效的，並能執行復雜的模式識別任務。[本文由後現代科學公眾號整理，7請勿無權轉載]更進一步，由於它們在性質上差異極大，故而用記錄到的電活動平均值作分析是不適當的，這就像試圖分析語言時，卻將發出的每個單詞聲作平均處理那樣可笑。但是，大腦如何將許多神經元的傳出整合起來仍是個未解之謎。然而低閾鎖定原則無疑貫穿始終。這個原則可表述為：感覺閾限決定於對所用特定刺激有最低閾限的神經元；而幾乎不為是否存在數目極多的其它低感受性神經元的反應所影響。例如記錄清醒行為猴顳中回（MT，或V5的）單位活動。實驗者計算出猴子給出運動方向正確判斷反應與單細胞活動之間的關係。結果表明，單個神經元活動與猴子的行為反應非常一致，包括單位活動的閾限和猴作業成績函數的斜率都幾乎完全相同。
MT區細胞的特性戲劇性地闡明瞭一個事實：即單一神經元可成為複雜時一空興奮模式的敏感而可靠的檢測器。它也清楚地闡述了單個神經元如何以及為什麼能做到這一點：它們是所需信息會聚的最終共同通路。從剛好包含此類信息的那些區域中，接收其適宜調諧的神經元子集中的信息；同等重要的是，它們還同時去除只給辨別任務帶來不期望噪聲的元關信息。
最後，有必要提及一些人類觸覺系統的實驗研究，因為它們論述了在某種條件下，單個感覺纖維上的單個脈衝能成為一個可知覺的意識事件。這些實驗是將一個精緻的金屬微電極插入人手的神經，如果電極位置適當，可以分離出單個纖維的活動，並找到一個位置，那裡輕微的觸動可引起一串短暫的同樣大小的動作電位。[本文由後現代科學公眾號整理，8請勿無權轉載]可以逐漸減小機械刺激的強度，直至只引起一個動作電位。結果讓人大吃一驚：它引起明顯的意識知覺。與這種單一細胞的單一動作電位產生意識現象相反，面孔識別細胞的功能卻是許多細胞的群編碼，即面孔細胞自身是一類非常異質的細胞群，其中一些細胞對某種面孔反應而不論其形狀、朝向、表情等；而另外一些細胞與特定觀察方位有關，還有些細胞甚至僅與某個特殊個體的面孔相關。這些事實說明面孔識別是由一大群細胞組合而實現的，對某一熟悉人的識別僅由這群細胞中少數單位活動而完成，即群疏編碼原則而實現的。然而，這些所謂的面孔細胞，對注視方向的改變很敏感。它能對在一定距離頭向下的運動反應；距離足夠近時，它卻能對眼朝下的運動反應，這個事實又指出了不同於群編碼的另一種原則，即這些細胞的低閾鎖定特性因環境條件而異。總之就細胞水平而言，意識水平的調節究竟是某些低閾鎖定細胞發揮主導作用還是某些細胞的群疏編碼而實現的問題已經擺在21世紀認知神經科學的研究日程上來，與此同時，分子水平上的問題也尖銳地提出來。
四、基因表達機制是否與意識調節有關
過去十年間，分子細胞學的發展速度在自然科學界並不遜色於計算機科學。人類基因庫的破譯已成為這一領域學者們著手實現的理想，而且正在從某些疾病或生理解剖性狀的基因密碼破譯逐漸發展為高級功能基因密碼的破譯。在過去五年間，一個令人振奮的研究熱點逐漸形成，這便是長時記憶形成中基因調節蛋白，特別是其中CREB的重要作用。[本文由後現代科學公眾號整理，9請勿無權轉載]存在於細胞核內的CREB蛋白分子的活性制約於神經信號的細胞內轉導機制，當環境因素或學習過程引起的神經信息細胞間傳遞轉化為細胞內信號轉導機制激活時，細胞質內的蛋白激酶分子（如PKA等）受激解體，它的兩個催化亞單元鑽人細胞核內將CREB磷酸化，使後者激活而導致基因表達，合成長時記憶所需的蛋白質。利用轉基因技術敲掉CREB蛋白合成的基因，動物細胞核內難以合成CREB，這種動物只能學習，不能記憶。這說明CREB調節的基因表達是長時記憶實現的不可缺少的環節。這一事實意味著，基因表達機制是意識水平調節的重要環節。有趣的是CREB蛋白分子在動物種系發展中具有相對的保守性，這就為意識的進化觀提供了一種值得探討的生物學基礎理論課題。意識活動不僅與神經信息轉導機制有關，還與遺傳信息表達有關。這就為基於環境的意識進化觀提供了新的分子生物學基礎。
對21世紀研究的展望
基於對過去十年間突破性進展的回顧，我們可以從認知、腦整體、細胞和分子等四個層次上預測認知神經科學在21世紀能對意識給出何種新解釋。首先，心理學家們將會找到比目前採用的啟動效應、任務分離和過程分離等方法更為有效的途徑，定量地分析和研究意識過程與無意識過程的客觀規律，甚至可以發現意識活動和無意識活動的定性與定量的差異，對其中某些部分可能給出較好的形式化表達。認知神經科學家們，會採用多種腦功能成像手段在人類被試的無創性研究中闡明哪些腦區或結構參與意識活動與無意識活動及它們之間的動態變化規律；細胞水平的研究工作將會進一步確定低閾鎖定的特異性細胞與參與群疏編碼的細胞群間的內在聯繫及其相互轉化的條件與意識水平的制約關係；在分子水平上將會在基因調控機制與神經信息傳遞、轉導機制間的相互關係中，揭露意識進化中的種系差異和人類個體間的差異。總之，將意識活動作為人腦對環境與個體相互作用中的監控與調節機制，它不僅體現在主體的自我狀態監控，也投射於外部客體的變化；不僅制約於個體腦發育與心理發展的歷程，也制約於腦的種系發生及環境的變遷。
因此，21世紀的認知神經科學家們所面對的重大研究課題，將是意識與無意識心理活動間的關係及相互轉化條件。可以肯定地說，在過去10年突破性進展的基礎上，21世紀的認知神經科學一定會對意識的腦機制給出全新的解釋，但它決不會是意識問題的最後的解釋。
李政道，理論物理學家
李政道，理論物理學家，1926年11月25日生於上海，1946年入美國芝加哥大學研究院深造，1950年獲博士學位，現任哥倫比亞大學教授、美國科學院院士、中國科學院外籍院士。
李政道對現代物理學的主要貢獻是：1956年和楊振寧合作，深入研究了當時令入困惑的\theta-\tau之謎——後來所謂的K介子有兩種不同的衰變方式——一種衰變成偶宇稱態，一種衰變為奇宇稱態。他們通過分析認識到很可能在弱相互作用中宇稱不守恆，並提出了幾種實驗檢驗途徑。次年這一理論預見被吳健雄小組實驗證實，李政道與楊振寧獲得了1957年諾貝爾物理學獎。除此之外，李政道在理論物理學領域還有許多為國際物理學界公認的建樹。
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