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第 24 頁:參考答案及解析 |
閱讀以下文字,完成41~45題。
人們要找出自然的規律,不借助對稱也很難。也許正是因為這樣,自然才一次次地打破人們先前找到的對稱。
這種現象在物理學中的表現很明顯,大概是因為物理學是個很重視規律的科學吧。且不說完美的牛頓力學如何不能完好地解釋自然,讓我們看看粒子物理學中三個起支撐作用的對稱:一個是正反粒子變換對稱(簡稱C對稱),一個是空間(鏡像)反射變換對稱(簡稱P對稱),另一個是時間反演變換(把時間顛倒,將T變成-T)對稱(簡稱T對稱)。對稱就是不變性,也叫守恒,這些守恒是粒子物理學的支柱。舉個形象的例子,比如我們的兩只手,把一只手放在鏡子上,鏡子里邊的手就與我們另外一只手一樣,這種經過鏡像反射的現象叫宇稱。這兩只手的行為遵從同樣的物理定律,就像兩只手對拍與一只手對著鏡子拍是一樣,這就是宇稱守恒。當你一只手對著鏡子拍時,鏡子里的手或者說你的另一只手卻不跟著拍,宇稱就不守恒了。沒想到的是, 自然界還真是這樣的不聽話。
首先打破的是P守恒,1956年,李政道和楊振寧在分析最輕的奇異粒子衰變遇到的“θ—τ疑難”的過程中,就遇到了這樣的怪事。沒辦法只能改變思路,提出宇稱(P)可能是不守恒的,在強相互作用和電磁相互作用下,P是守恒的,但在弱相互作用下未經過判定性檢驗。只有提出在弱相互作用過程中,宇稱不守恒,才能解決“θ—τ疑難”。后來的實驗果然證明宇稱在弱相互作用下是不守恒的。為彌補這一缺陷(物理學家稱之為破缺,比較形象,說明大網破開了一個角),又提出CP聯合變換是守恒的,這樣也能保證物理規律的不變性。
補起來的網自然有更多的弱點,不久,人們在K介子的衰變中發現了CP守恒的破壞跡象。為了進一步驗證這一現象,人們不惜斥巨資建立了“B介子工廠”,據說B介子的行為可以更好地判定CP的守恒與否。幾年的實驗已經證明,CP確實不守恒, 支柱有些動搖了。
我們知道,強作用、電弱作用、引力作用,這三種作用的基礎都是建立在對稱的理論上的。可是實驗不斷發現對稱不守恒,對現代物理不斷造成沖擊,使得破缺越來越大。與其說修補破網,有時可能不如重新編織一張新網來得更省事,就看能不能找到另外的對稱了。
由此看來,不對稱是合理的,可能比對稱更合乎自然。用句哲學上的話來說,對稱是相對的,不對稱是絕對的。不對稱才讓科學有事可做。
人們猜測,無論是物質與反物質的破缺,還是生物分子的均一性,可能都與CP的不守恒有某種關系。因此,尋找CP破壞的機理,也就成為現代物理研究的重要課題之一。
41. 第三段中“首先打破……這樣的怪事”中的“怪事”指()。
A. 宇稱(P)不守恒 B. θ—τ疑難
C. 弱相互作用宇稱不守恒 D. (P)聯合變換是守恒的
42. 下列對“宇稱守恒”這一概念的理解,不符合文意的一項是()。
A. 把手放在鏡子上,鏡子里的手就和我們的另外一只手一樣,這種反射現象就是“宇稱守恒”
B. 用你一只手對著鏡子拍,你的手和鏡子里的手行為動作是一樣的,這就叫“宇稱守恒”
C. 當我們用一只手拍鏡子的時候,我們的這只手與鏡子里的那只手在快慢、上下、強弱等方面表現得一樣,這就是“宇稱守恒”
D. 用一只手去拍鏡子,這只手與鏡子里的手的行為遵從同樣的物理定律,這就是“宇稱守恒”
43. 對文中第二段“自然界還真是這樣的不聽話”這句話的理解,不符合文中科學家判斷的一項是()。
A. 當人們發現自然界的一條對稱規律時,自然界出現一些與這條規律不相符合的現象
B. 因為自然界本身就不是對稱的,人們發現的只是一些表面現象
C. 科學家在分析最輕的奇異粒子衰變遇到的“θ—τ疑難的過程中所出現的問題”,就是自然界不聽話的具體表現
D. 科學家的實驗證明,在弱相互作用下,宇稱是不守恒的,打破了原來的P守恒
44. 下列對文中第四段“支柱有些動搖了”的理解不符合原文意思的一項是()。
A. 這句話指的是作為粒子物理學中的三個支柱之一的P守恒,被李政道和楊振寧的研究結果即“在弱相互作用下宇稱不守恒”打破了
B. 這句話指的是經過幾年的實驗,證明“CP聯合變換是守恒的”的結論是不準確的
C. 人們在K介子的衰變中發現了“CP守恒”的破壞跡象,并用實驗證明了CP不守恒
D. 強作用、電弱作用、引力作用的基礎都是建立在對稱的理論上,然而實驗不斷地發現對稱不守恒
45. 根據本文提供的信息,下列推斷不正確的一項是()。
A. CP不守恒正好說明規律只適用于特定范圍,超出了特定范圍的科學現象,就不能再用這個規律去解釋了
B. 由CP守恒的被打破,我們會想到,我們的世界是不是本來就是不對稱的呢
C. 既然CP守恒被科學實驗陸續打破,可以斷言T對稱也一定會被打破
D. 既然物理學中的一些對稱被實驗打破了,那么生物學或其他學科里的對稱也可能被打破
※※※第二部分結束,請繼續做第三部分!※※※
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