太初有道

宇宙瞬息万变，而物理定律永恒，它们在宇宙诞生前便存在，是它们构建了宇宙。实验过程不可能每天都一样，因为现实世界中的万物都在变化。今天比昨天凉一些，多少 会 让实验过程发生变化。地球的磁场在不停地转变方向，多少会影响实验。太阳越来越老，越来越亮；月球在逐渐漂离地球——这些事实也多少会影响实验。现实世界没有固定不变的事物，但在物理学家的思维世界中，定律永远为真、永恒不变。这种永恒不是偶然也不是妄念，而是意志的行为。物理学家只有将现象回溯成永远为真的定律，才会觉得自己真正理解了现象。

如果将实验设备打包运送到另一个国家、另一个纬度，实验过程会有些不一样，因为当地的地磁场、引力场与原先不同，气温可能更高或更低，穿过实验室的宇宙射线流量也不同。但物理定律依旧完全不变。同样，认为物理定律在这里那里、在一切地点都相同，也是意志的行为：只有将实验在新老地点的差异归因为某种环境上的差异，并由此通过不可变且普适的物理定律得到这不同的结果，我们才肯罢休。

坚持用无所不在且永远正确的定律解释各种现象，不仅可以使我们穿越宇宙，在空间与时间中漫游，回到最遥远的时代，还为我们装备了三件强大的武器，随我们一同旅行。它们是能量、动量和角动量。

5

1915年，埃米·诺特证明了一个重要结论：如果掌控系统运动的定律在系统平移或旋转后保持不变，那么便可以根据系统平移或转动的位置和速度求出一个始终保持不变的量。我们称这样的系统拥有一个“守恒量”。由每处的定律都相同，得到的守恒量是动量；由系统不论朝向东西南北还是别的什么方向都没有变化，得到的守恒量是角动量。诺特定理有一个推论：如果动力学规律在任何时候都相同，就存在另一个守恒量——能量。因此，由物理定律的普适性和不变本质可以得到动量、角动量和能量这三大守恒量。若要理解非常遥远或非常久远的系统，这三个量的守恒性质将提供很大的帮助。

1930年，沃尔夫冈·泡利设想了一种名为 中微子 的粒子，它会在核反应中带走动量和能量。他之所以做出这个假设，是因为实验证据清晰地表明，核反应过程中的能量和动量不守恒。于是他猜测存在一种不可见的粒子，由此保证能量和动量 依然 守恒。之后大约三十年里，中微子不过是纯粹的猜测，但在1956年，它们终于被发现了。中微子难以探测，因为它们与其他物质的反应截面很小，只有大约10 ^-46 平方米。按照经典物理，其他粒子要想与中微子发生碰撞，就必须经过中微子附近大约 米即10 ^-23 米以内的区域，这个距离是质子直径的一亿分之一。其实根据量子力学，这么精确的定位没有任何意义，所以中微子反应截面极小的真正意义是，与它们发生相互作用的可能性极低。尽管如此，中微子在构建宇宙的过程中依然发挥了重要作用。

6 02VB/WFdEvNguXWw3aCNbcIp6/pbN4nvHVwi/mplV6rBFt/kwSay025mTvszagQ2