你知道吗？这是为什么？

北京大学

2025-05-16 11:38

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在每一个“为什么”的背后

都蕴藏着科学探索的无穷魅力

无论是对未知的追问

还是对常识的重新审视

科学始终引领我们

穿越表象，触及世界的本质

科学从来不只是高深莫测的公式

和复杂难懂的理论

它也可以是一场充满乐趣的冒险

一次思维的挑战

北京大学官微和中国科学院官微联合策划

中国科学院公众科学日特别互动

解答诗词中的科学谜题

解锁科学奥秘、探索自然现象

准备好了吗？快开动脑筋吧！

科学启迪，诗词中的力学奥秘

你知道吗？

在那些流传千古的诗句中

竟然也隐藏着深奥的科学知识

空气的流动、光的折射、液体的表面张力……

古人或许并未用现代术语描述它们

但他们的诗句早已将这些自然现象生动地呈现

那么，快来一起挑战一下吧！

你能从诗句中发现哪些力学奥秘吗

我们准备了一些充满智慧的诗词考题

等你来一探究竟！

↓↓点击诗句图片查看答案↓↓

镜像挑战，对镜写名字

镜子在日常生活中无处不在，当我们透过镜子看向其间景象时，除方向颠倒外，其成像与现实物体似乎完全一致，这便是所谓的“镜像对称性”（Mirror symmetry）。而在映射的景物之余，镜中的牛顿第二定律、能量守恒定律等也与外部世界遵守相同的物理规律。

但镜中与外界真的完全对称吗？看似显而易见的结论背后是否存在另一层玄机？

接下来

和小北共同开启一个镜像游戏

一起探索其背后蕴含的奥妙

步骤1：准备一面镜子、一支笔、一张纸

步骤2：拿笔写下你的名字

规则：写的过程中只能看镜子，不能看手

如果名字在镜中能保持正立，则成功通关！

一套行云流水的动作下来

你的名字在镜中是正立的吗？

在镜像游戏中，对称性的应用似乎并非易事。在物理学中，这种镜像对称性被称为“宇称”。简单来说，“宇称”就是在问：“一个东西或者一个过程，在镜子里看起来和原来是不是保持一样的规律？”如果镜子内外的现象遵循相同的物理规律，就可称之为宇称守恒。想象一下，你在镜子前扔一个球，你向右扔，镜子里的“你”就向左扔，虽然方向相反，但球的运动轨迹和受力情况依然符合牛顿定律。

如果拓展至自然界，在科学界普遍观点中，其中规律都是左右对称的。然而，1950年代，李政道和杨振宁提出一个大胆猜想：在微观粒子世界里，宇称可能不守恒。也就是说，镜子里的物理规律可能和镜子外的不一样。这个猜想后来由吴健雄团队通过钴-60原子核衰变实验证实：在“弱相互作用”中，宇称确实不守恒。

这不仅是一个“例外”，它深刻地改变了我们对宇宙的理解：自然界并不总是左右对称的。更进一步来说，四种基本相互作用力（引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用）中，只有弱相互作用下宇称不守恒。这一对称性研究在今天仍然意义非凡。

有关这种不守恒现象的研究仍在不断深入。就在上个月，北京大学物理学院博士生杨雪婷作为主要完成者之一，与LHCb（Large Hadron Collider beauty，大型强子对撞机上的底夸克探测器）合作组的科学家们一起，首次在重子衰变中观测到“CP破坏”（即宇称不守恒）现象。这一发现标志着人类首次在重子领域直接观测到这一基本物理对称性被打破，而杨雪婷也因此被请上了国际会议的讲台，向全球科学家的介绍这一突破性的研究成果。

镜像不对称性在生活中也许是熟视无睹的现象，但在探微究理的过程中，我们讶然发现这并非恒定不变的定理。微观世界的弱相互作用已被证实为宇称不守恒，在此基础上，科学家对其研究与剖析仍在不断深入。镜里镜外，世界大千，了然事实背后的奥义，仍等待着我们的进一步开拓、挖掘。