1957年，楊振寧和李政道由於發現弱相互作用中宇稱不守恆，從而打破了宇稱守恆定律，這樣便共同榮獲該年的諾貝爾物理獎，宣告了中國人在諾貝爾獎歷史上“零”的突破。在這次科學攻關中，著名物理學家吳健雄女士應約參與合作，用實驗給予明證，發揮了關鍵性的作用。
一個重大發明或發現，一般情況下總要經過幾年十幾年甚至幾十年的考驗，被歷史證明為正確後才被授獎。而李、楊、吳合作成功，當年發表論文當年就獲獎，這在諾貝爾獎歷史上是罕見的，從這一點可以看出該發現的極端重要性。這一點對整個科學如此，對中國人更是這樣，因為這是炎黃子孫第一次登上諾貝爾獎的領獎臺。
李政道和楊振寧
“宇稱守恆定律”是什麼?李、楊、吳又是如何推翻的呢?他們3人的成就在科學上究竟意味著什麼?
從“對稱性”說起
“雪花飛六出”，這是我國古人揭示雪花奧秘的生動描述。隆冬瑞雪，你如果仔細觀察白色的雪花，定會發現片片雪花都是完全不一樣的對稱六角形。這一奇觀，全是大自然的造化。晶體的圖形也極具對稱性，它比雪花更美。像水晶、鑽石之類的晶體，都有十分規則的外形，它們各個晶面之間的夾角都穩定不變。凡是同一種晶體，各晶面之間的夾角總是某幾個固定數值。晶體外形之所以具有如此的規則性，是因為內部結構中的原子、分子作對稱規則排列的反映。無生命的雪花和晶體是這樣，有生命的動物、植物也是如此。螃蟹、蜈蚣都是多足之蟲，它們那麼多的腳完全以它身體的軸線為左右對稱。楓楊和蕨類的枝芽左右兩排芽葉無不是對稱的，只不過有的是“平移對稱性”，即對稱得並非十分嚴格，而是在上下稍微錯開一些。人是萬物之靈，天之驕子，其生理結構也是左右對稱的。人的所有器官組織都以脊椎為軸線左右對稱，不過人體的對稱性也有先天“缺損”，那就是心、肝、胃等內臟都只有一個，但它們仍各分居左右兩側，似乎儘可能保持均衡對稱。
宏觀環宇，自然界的對稱性無處不顯，無時不在。
何謂“宇稱守恆定律”
微觀粒子世界，通常條件似乎看不見、摸不著，其實它也有種種奇異的對稱狀況。依照英國物理學家狄拉克的理論，任何基本粒子都有與它對稱的“反粒子”存在。像人們熟知的“電子”，它的反粒子叫“正電子”，其質量、壽命等要素都與電子一樣，但它帶1個正性電荷（電子電荷），而電子卻帶一個負性電荷。另外，它們各自所具有的“輕子數”，是一種量子數，大小一樣，而性質卻正好相反，即電子的輕子數為+1，正電子的輕子數則為-1。又如，質子的反粒子叫“反質子”，彼此的性質也差不多；類似正反粒子的“大同小異”，便可視為一種對稱性。這種對稱性又並非十全十美，多少有些“缺損”，亦即質量、壽命一樣，而在電荷符號、輕子數或重子數的正負號等方面稍有不同。正因為這種對稱性的“缺損”，才使科學家們認識到它們的存在。
宇稱守恆
怎樣讓微觀世界具體一些呢?為了形象表達基本粒子的左右對稱性，著名物理學家維格納引進一個叫“宇稱”的概念，它是一種鏡像對稱性，即左右反演的對稱。例如，人的左耳在鏡子裡就成了右耳，人的右腿在鏡子裡同樣成了左腿。由此，微觀世界的粒子，它的反粒子就可以說成是“鏡像”粒子，即該粒子在鏡中的像。這樣，粒子的運動規律與其鏡像粒子所滿足的運動規律應是一致的。在這一認識基礎上，維格納提出了“宇稱守恆定律”，並確認每種粒子都有自己的“宇稱值”。宇稱值只有兩類，一類是奇數宇稱值(奇宇稱)，另一類是偶數宇稱值（偶宇稱）。微觀粒子在一個反應過程中，反應前後，粒子宇稱總值的奇偶性是完全一致的，這就是所說的“宇稱守恆”。按照數學原理，我們可以知道符合宇稱守恆的過程只有5種：
奇+偶→奇+偶 偶+偶→偶+偶
奇+奇→奇+奇 偶+偶→奇+奇
奇+奇→偶+偶
這個字稱守恆定律在微觀世界應用很廣，像在原子物理學、核物理學和原子光譜等許多領域，被諸多實驗證明是正確的，因此為物理學界所公認。
了不起的發現
公元1953年，物理學界突然拋出一道關於“T-0之謎”的難題。過程是這樣，美國有兩位物理學家，根據粒子反應的觀察提出報告說，他們發現在弱相互作用下有兩種奇異的衰變反應。一種衰變是r介子變成了3個π介子；另一種衰變是0介子變成了2個π介子。我們已經知道，π介子具有奇宇稱，因此按這兩種衰變來推演，如果宇稱是守恆，它們勢必分別成為：
奇+奇+奇→奇 奇+奇→偶
按上面二式推算，介子具有奇宇稱，而8介子具有偶宇稱。從“宇稱”這個角度看，這兩種介子似是截然不同的粒子。其實，實驗充分證明T與0的其他性質都相同。科學家不禁納悶：為什麼這兩種粒子的種種性質都一樣，唯獨宇稱不相同呢?因此，一時間“T-0之謎”成了各國物理學家的熱門話題。
歸納而言，當時解決“T-0之謎”這道難題的途徑只有兩條可供選擇。一條道路是堅持宇稱守恆定律的普遍正確性，爾後再設法解釋T與0。這種粒子為什麼其他性質都一樣，唯獨宇稱不同的問題。另一條道路是衝破宇稱守恆定律的思維框架，另闢新徑。然而大多數研究者根本不懷疑宇稱守恆，都走了前一條路，結果反覆碰壁，表明此路不通。走後一條路的人自然冒著很大風險，這中間有兩位年輕的中國留學生，他們就是楊振寧和李政道。李、楊兩個人都30歲出頭，風華正茂，抗戰期間是西南聯大的校友，抗戰勝利後先後考取留美博士生來到美國。他們在學習和研究中對粒子對稱性問題都有濃厚的興趣，因此有緣使兩位青年學者聯合起來，攜手共同攻關。
李政道和楊振寧雖然思維很活躍，但他們原先思考問題也本能地要以一些重要的守恆定律作基礎，所以開頭也並不懷疑宇稱守恆定律的普遍性。因為這個定律已經深人人心，早為學界公認為物理學中的金科玉律。直至山窮水盡，在其他許多人相繼碰壁的尷尬面前，他倆不得不認真檢查分析有關宇稱守恆定律的所有實驗，終於發現一個鐵的事實：宇稱“守恆”的實驗統統在強相互作用下進行的，至於弱相互作用下是否守恆並無直接的實驗依據，只是人們想當然地把強相互作用下的“守恆”結論推而廣之罷了。李、楊的這一重要發現，進一步打開了他們的思路：既然弱相互作用下的宇稱守恆問題沒有任何實驗根據，那我們為何不可以假定它是不守恆的呢?於是他們具體設想，這T和9原是同一種粒子，只是在弱相互作用下發生了不同的衰變，致使它們的宇稱值變化不一樣。
李、楊當時的報紙
經過深思熟慮，終於1956年鄭重指出，宇稱守恆定律在弱相互作用下也許並不守恆。這個假說提出來之後，立即掀起了軒然大波，幾乎沒有一個物理學家相信李、楊的這一假說。
大名鼎鼎的泡利，在當時是被人們稱之為最偉大的物理學家，他對李、楊假說也從根本上不贊同。泡利在給他以前的學生韋斯科夫寫信時，就曾這樣寫道：“我不相信上帝是一個沒有用的左撇子，我願打一個大賭，實驗會給宇稱一個守恆的結果。”
李、楊的假設畢竟是一個假說。大膽假設固然可以，但必須小心地求證。要想打破宇稱守恆定律，可不是隨便鬧著玩的，必須拿出過硬的實驗證據來才行。否則，等於空想和白說。
實驗是檢驗真理的唯一標準
在科研領域，科學家只守一個信條：“實驗是檢驗真理的唯一標準。”為了證明自己的大膽假設，李政道和楊振寧共同設計了好幾個實驗方案。然而李、楊都是理論物理學家，做實驗非他們之所長，必須請實驗高手來駕馭，也才有權威和說服力。基於這樣的想法，他倆想到了同為炎黃子孫的同事吳健雄。當時李政道與吳健雄都在哥倫比亞大學做研究，很方便地進行了磋商。李政道代表楊振寧恭敬地邀請：“先生曾經成功地驗證過費米的β衰變理論，因此，我們想請先生出山。”
偉大物理學家吳健雄
吳健雄女士是知名的實驗物理學家，她在全世界素以做原子核β衰變實驗研究而著稱。正巧李、楊提出的實驗中，就有一個是用β衰變來驗證字稱是否守恆，因為這種β衰變反應完全是由弱相互作用引發的。吳健雄畢竟是世界頂級大物理學家，她立馬意識到這一實驗的重要性，於是果斷地接受邀請，熱情地接下了這一實驗重任。她原本計劃與丈夫袁家瘤一起於這年夏天赴歐講學，便毅然取消計劃留下來做這項實驗。
“偉大的泡利”曾與吳健雄是同事，對她十分敬重，熟知她“對核物理這門科學的興趣簡直濃厚到了令人難以想象的程度”。當他從韋斯科夫那裡得知，吳健雄正準備用實驗檢驗宇稱守恆定律時，他立即給韋斯科夫回信說：“像吳健雄這麼好的實驗物理學家，應該找一些重要的事情去做。現在做這個實驗純粹是浪費時間，我願意下任何數目的賭注，來賭宇稱一定是守恆的。”泡利與另一位物理學家坦默爾對話時，同樣強調“宇稱一定是守恆的”。半年後，泡利再次遇見坦默爾，他們又談起吳健雄的實驗，泡利更武斷地說：“我上次說的話沒錯，這件事該結束了！”
宇稱不守恆定律
吳健雄不愧為大科學家，她崇尚科學真理，不顧學界輿論的壓力，認真對待與李、楊的合作。她將實驗作了精心的設計：首先，對實驗所選用的鑽-60原子核進行“極化”，亦即使它在磁場作用下都沿一個方向排列。然後，仔細檢測由這些原子核所放出的β粒子在空間各方向上的分佈(稱之為角分佈)。如果宇稱是守恆的話，在各方向上的β粒子分佈將是對稱的；如果宇稱不守恆，那麼β粒子的角分佈勢必呈現明顯的不均勻。
“萬事俱備，只欠東風”。上述實驗必須在極低的溫度下才能進行，這種低溫距所謂熱力學溫度的零度（OK）只差千分之一度。也就是說，此溫度之低已接近一273.67℃的絕對零度了。這樣低溫環境的實驗設備，在當時的美國也只有國家標準局才能提供，毋庸置疑，吳健雄當然要與那裡的科學家合作，便開始了這項實驗。然而，國家標準局在華盛頓，而哥倫比亞大學在紐約，兩市相隔幾百公里。吳健雄既要做實驗，又要回家照料自己不滿10歲的孩子，因此她不得不在兩地來回穿梭，辛苦異常。每天只能吃個三明治，喝杯咖啡，寸步不離實驗儀器。經過5個多月的苦戰，日以繼夜，實驗終於在1956年12月初取得完全成功。
吳健雄在完成實驗之後，激動萬分，幾乎有半個月都無法入眠。她再三自問：“老天爺為什麼支持我揭示這個奧秘?”並且深有感觸地說：“這件事給予我們一個很好的教訓，就是永遠不要把所謂‘不驗自明的定律都視為必然的。”可見，吳健雄的思維在科研中再次得到昇華。
峰迴路轉，大家自然又會想到泡利。在吳開始實驗之初，他是那樣武斷宇稱不會不守恆，現在他又該如何說呢?
1957年1月19日，泡利給吳健雄發了一封恭祝她實驗成功的賀信。信上除了祝賀的言辭之外，還說：“為什麼自然界宇稱守恆只讓在弱相互作用中不成立，而在強相互作用中卻仍然存在，感到十分迷惑。”儘管泡利仍感“十分迷惑”，但他不得不承認宇稱不完全守恆的科學事實了。一個星期後的1月27日，泡利又給韋斯科夫寫信，他在信上說：“第一次震驚已經過去，現在我開始重新思考。”接著又寫道：“現在我該怎麼辦呢?幸虧我只在口頭上和書信上與別人打賭，沒有認真其事，更沒有形成合約文字，否則我哪能輸得起那麼多的錢呢！現在，別人有權來取笑我了。令我驚訝的是，上帝真是個左撇子，他在用力時雙手是對稱的。就是說，現在面臨著這樣一個問題：為什麼在強相互作用中左右是對稱的?”泡利雖在繞著彎子辯說，但終究不得不認輸了。
當時，為宇稱是否守恆，值不值得做驗證實驗，持有異議或參與打賭的還有著名物理學家費曼等人，都像泡利一樣地認輸了。這一場較量，其實是科學思想、科學精神對形而上學思維的挑戰，必然取得勝利。
炎黃子孫的卓越貢獻
1957年1月15日，哥倫比亞大學舉行隆重的新聞發佈會，公佈了這項重大發現。第二天，《紐約時報》等新聞媒體都在頭版頭條刊登消息，大字標題：“宇稱守恆定律被推翻！”接著在1月30日，美國物理學會於紐約召開年會，與會者竟多達3000多人，創下了該學會有史以來到會人數的最高記錄。這麼多人來自全美各地，都是趕來親自聽取李、楊、吳的第一手報告。大家都明白，推翻宇稱守恆定律是一件大事。它意味著什麼呢?有人認為，這是二戰以後物理學取得的最大成就。確實是這樣，與宇稱相關連的對稱性已被認為像時間、空間一樣，屬於物質世界最基本的屬性。與此相聯繫的研究，現在也已上升到物理學最重要基本理論的高度地位。
鑑於這一重大發現的傑出成果，1957年底，李政道、楊振寧共同榮獲諾貝爾物理學獎。令人遺憾的是吳健雄沒有獲得諾貝爾獎，眾多諾貝爾獎得主指出：這是諾貝爾獎評委會的失誤。由此引出種種猜測，有的說是性別歧視，有的又說…。遺憾終歸是遺憾，重要的是李政道、楊振寧、吳健雄3位對物理學所作的卓越貢獻，從此永載史冊！這是值得全球炎黃子孫為其驕之傲之。
所感
他們3人時常被人們問到：“中國人什麼時候能獲得諾貝爾獎?”對此，楊振寧總是說：“中國人已經得到了諾貝爾獎，因為1957年李政道和我獲得諾貝爾獎的時候，都是中國籍。”李政道在出席中國科學院50週年院慶時，也曾表達了類似的看法，他說：“如果你這樣問我，我可以告訴你，中國人已經得到了，這個人就坐在你的對面。當年我和楊振寧獲得諾貝爾獎時，獲獎名單上‘國籍’一項填寫的就是中國籍。在諾貝爾獎90週年的紀念慶典上，瑞典皇家學院之所以特別邀請中國駐瑞典大使發表演講，也是這個原因。”的確，李政道、楊振寧的獲獎，大大改善了國際上對中國學者的看法。刮目相看，意義極為深遠。1958年，普林斯頓大學校長戈英在授予楊振寧、李政道、吳健雄3人榮譽博士學位證書時，曾經高度讚揚說：“這些青年學者的輝煌成就，表明在人類高度智慧階層中，東方人具有同西方人完全相同的創造力。”對此，楊振寧更是深有感觸地說：“如果說我有貢獻，那麼我一生最重要的貢獻乃是幫助改變了中國人民自己覺得不如人的心理作用。”
吳健雄1912年5月出生於江蘇省太倉縣。1997年4月，吳健雄去世後一個多月，袁家駱和家屬按照她生前遺願，捧回其骨灰來到太倉。祖國人民以隆重的儀式，安葬了這位魂系歸來的優秀女兒。
拳拳赤子心。李政道於1926年11月25日出生在上海。楊振寧於1922年9月22日出生於安徽合肥。現在他們身在海外，卻始終心繫中國。雖然後來都加入了美國籍，但他們的根仍在中國，他們深深眷戀著祖國文化，熱愛著炎黃子孫，更關心著中國的進步與發展。2003年，81歲高齡的楊振寧向記者表示，他這一生最後一項事業，就是回到清華園，幫助清華大學做點事。楊振寧說，中國在清華園內為他建造的房子他已經看過了，與他在美國的住房大小差不多，但“清華園的房子建得很講究”，計劃儘早回到清華園定居。就在這年的12月，楊振寧教授真的住進了清華園的新居。
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